Сплав на основе fecral для атомных реакторов со свинцовым теплоносителем

Изобретение относится к области металлургии, а именно к железо-хром-алюминиевому сплаву с высокой коррозионной стойкостью, используемому в качестве конструкционного материала в ядерной энергетике для изготовления корпусов и внутриреакторного оборудования атомных реакторов со свинцовым теплоносителем. Сплав содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,008-0,04, кремний 2,20-2,80, марганец 0,15-0,40, хром 9,00-11,50, алюминий 4,50-7,50, ниобий 0,40-0,60, молибден 1,80-2,20, азот 0,008-0,010, церий 0,005-0,020, иттрий 0,005-0,020, кальций 0,005-0,020, гадолиний 0,008-0,015, бериллий 0,02-0,050, карбонитрид циркония 0,01-0,020, железо и примеси – остальное. Сумма содержаний хрома, алюминия и кремния составляет 15,8-21,5 мас.%, а частицы карбонитрида циркония имеют размер 30-65 нм. В качестве примесей сплав содержит, мас.%: сера ≤0,010, фосфор ≤0,015, кислород ≤0,005, кобальт до 0,01 и медь ≤0,05. Обеспечивается повышение ресурса работы изделий из сплава, вследствие наличия устойчивой пассивной оксидной пленки, приводящей к подавлению коррозии. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к жаропрочным коррозионностойким сплавам, используемым в качестве конструкционных материалов в ядерной энергетике для изготовления корпусов и внутриреакторного оборудования атомных реакторов со свинцовым теплоносителем.

В системах реакторов на быстрых нейтронах со свинцовым охлаждением в качестве теплоносителя используется жидкий свинец, который обеспечивает возможность пассивного охлаждения, и тем самым способствует обеспечению безопасности ядерной энергетики. Однако жидкий свинец очень коррозионноактивен и предъявляет высокие требования к коррозионной стойкости материалов, используемых для реакторов на быстрых нейтронах.

Недавно были предложены сплавы на основе FeCrAl в качестве материала-кандидата для использования в реакторах на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем, благодаря хорошим коррозионным свойствам этих сплавов, что является результатом образования слоя окислов алюминия (Al2O3) на поверхностях этих сплавов. Сплавы FeCrAl благодаря их стойкости к окислению и хорошему сопротивлению ползучести обычно используются в нагревательных элементах и проволоке при рабочих температурах на уровне и около 1000°С. Однако, реакторы на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем функционируют в интервале температур 400-600°С, в этом температурном интервале сплавы FeCrAl, обычно содержащие 15-20% хрома, проявляют склонность к охрупчиванию, поэтому сплавы FeCrAl с указанным количеством хрома являются неподходящими в качестве конструкционных материалов в диапазоне температур, используемых в системах реакторов на быстрых нейтронах.

(Jesper Ejenstam, Peter Szakalos. «Corrosion resistanceand microstructural stability of Fe10CrAl-RE alloys for liquidlead applications». KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden. «Серия: Ядерно-реакторные константы, выпуск 4, 2015, с. 107-115).

Композиции FeCrAl были проверены в жидком свинце или жидком эвтектическом растворе свинец-висмут.В исследовании Вайзенбургера и др. показано, что модельные сплавы FeCrAl, содержащие ≥ 12,5 мас.% Cr и ≥ 6 мас. % Al, способны образовывать тонкие защитные пленки глинозема в температурном интервале 400-600°С

[Weisenburger, Jianu, Doyle, Bruns, Fetzer, Heinzel, DelGiacco, An, Muller, «Oxide scales formed on Fe-Cr-Al-based model alloys exposed to oxygen containing molten lead», Journal of Nuclear Materials 437 (2013) 282-292].

В работе Лима и др. показано, что сплав Fe-13Cr-4Al способен образовывать защитную пленку глинозема при температуре от 500°С [Lim, Hwang, Kim, «Design of alumina forming FeCrAl steels for lead or lead-bismuth cooled fast reactors», Journal of Nuclear Materials 441 (2013) 650-660].

Известен сплав FeCrAl, предназначенный для применения в приложениях ядерной энергетики. Сплав содержит алюминий 4-5 мас.%, хром 9,5-12 мас.%, молибден 0,7 мас.%, цирконий 0,03 мас.%, бор 0,007 мас.%, углерод 0,01 мас.%. Сплав предназначен для повышения коррозионной стойкости в среде жидкого теплоносителя свинца или свинца-висмута. Сплав в интервале температур 300-600°С не подвержен серьезной хрупкости и используется в качестве конструкционного материала и материала труб энергетической системы, включая ядерный реактор.

(KR101210531 (B1), С22С 38/00, С22С 38/18, (опубл. 12.10.2012).

Известен также сплав на основе FeCrAl, предназначенный для материала оболочки ядерного топлива. Сплав содержит, в мас.%: 6-16 Cr, 0,001-1 Y, 0,1-4 Мо, 3-8 Al, 0,01-0,5 Si, 0,001-0,5 С, ≤0,005 Р, ≤0,005 S, Fe - остальное. Сплав обладает высокими антиокислительными свойствами до температур 1200°С в среде водяного пара. Сплав на основе FeCrAl может быть использован в качестве основных конструкционных материалов, таких как оболочка твэлов, композитная оболочка топливных элементов, покрытия топливных оболочек и расположение решетчатых полос в реакторах с водой под давлением атомной электростанции. Сплав имеет высокую устойчивость к авариям, значительно лучше, чем сплавы на основе Zr, имеет хорошую технологичность и может использоваться в качестве реактора с водой под давлением АЭС.

(CN106319369, С22С 38/02, С22С 38/06, С22С 38/22, G21C 3/07, G21C 3/34 Опубл. 01.11.2017)

Сплав хорошо работает при температурах до 1200°С в среде водяного пара, однако он не опробован применительно к работе в среде жидкого свинца при температурах 300-550°С. Известно из литературных источников, что сплавы, содержащие до 16 мас.% хрома, склонны к охрупчиванию при указанных температурах.

Наиболее близким по технической сущности является ферритный сплав, используемый в качестве конструкционного материала в системе охлаждаемого свинцом реактора на быстрых нейтронах в диапазоне температур 300-800°С. Сплав содержит, мас.%: С 0,01-0,1; N 0,001-0,1; О≤0,2; В≤0,01; Cr 9-11,5; Al 2,5-8; Si≤0,5; Mn≤0,4; Y≤2,2; Sc+Ce+La≤0,2; Mo+W≤4,0; Ti≤1,7; Zr≤3,3; Nb≤3,3; V≤1,8; Hf+Ta+Th≤6,5; остальное - Fe и неизбежные примеси. Количества Ti, Zr, Nb, V, Hf, Та, Th, С, N и О сбалансированы так, что выполняется следующее соотношение, ат.%: l,2≤(Ti+Zr+Nb+V+Hf+Ta+Th-X⋅O-N)/C≤2,3, где X составляет 0,5, кроме случаев, когда содержание Y больше или равно 0,01 мас.%, тогда X составляет 0,67. Сплавы обладают повышенной стойкостью к окислению.

(RU2703748, C22C 38/32, C22C 38/28, C22C 38/24, C22C 38/22, C22C38/18, 22C 38/26 опубл. 22.10.2019)

Недостатком известной стали является сложность химического состава и большое число ограничивающих факторов, что затрудняет процесс изготовления деталей с заданными свойствами.

Сплав имеет относительно высокое содержание углерода. Углерод в количестве до 0,1 мас.%, превышающих его растворимость в феррите, способствует обеднению хромом феррита, связывая хром, необходимый для создания на поверхности стали защитной оксидной пленки, в сложный карбид типа (Ме,Cr)23С6. Это приводит к смещению состава стали в область пониженной коррозионной стойкости в свинцовом теплоносителе.

Наличие в сплаве титана с содержанием до 1,7 мас.% значительно интенсифицирует процесс коррозии в свинцовом теплоносителе, так как при температуре выше 500°С интенсивно взаимодействует с жидким свинцом, образуя интерметаллическое соединение Ti4Pb.

(Баландин Ю.Ф., Марков В.Г. Конструкционные материалы для установок с жидкими металлическими теплоносителями. СУДПРОМ. ГИЗ. Ленинград, 1961 г., 208 с. Ил.)

В составе сплава отсутствуют ограничения по содержанию кислорода. Как правило, содержание кислорода в стали зависит от способа плавки и в большинстве случаев находится на достаточно высоком уровне - 0,1-0,01 мас.%, а в заявленном патенте содержание кислорода ограниченно до 0,2 мас.%. Как показывают термодинамические расчеты, кислород, присутствующий в сплаве в виде оксидов железа, способен ухудшать коррозионную стойкость за счет возможного восстановления оксидов железа свинцом, особенно по границам зерен, тем самым способствуя проникновению свинца в сталь.

В составе сплава отсутствуют ограничения по содержанию кобальта и меди, имеющих повышенную (особенно медь) растворимость в свинце. Кроме того, кобальт является высоко активируемым в поле нейтронного излучения элементом, образующим долгоживущий радиоактивный изотоп с источником жесткого гамма-излучения.

В составе сплава отсутствует данные по количественному содержанию серы и фосфора.

Из приведенных в таблице патента 9 сплавов только сплав, обозначенный Zr-0,2, не показал каких-либо признаков окислительных воздействий. На поверхности образца присутствовал тонкий толщиной приблизительно 100 нм оксид, который сформировался за 8760 ч воздействия в жидком свинце. Этот оксид имел три слоя: растущий внутрь слой Al2O3 и растущий наружу смешанный оксид FeAl, разграниченный тонким слоем богатого Cr оксида.

Таким образом, заявленный химический состав только в одном случае из 9 обеспечивает высокую стойкость в свинцовом теплоносителе при заданных температурах и требует конкретизации химического состава для повышения коррозионной стойкости и стабилизации свойств сплава.

Задачей и техническим результатом изобретения является создание высоко-коррозионного сплава на основе FeCrAl для работы в свинцовом теплоносителе до температур 600-700°С и, как следствие, повышение ресурса работы изделий, изготовленных из этой сплава.

Технический результат достигается тем, что коррозионно-стойкий сплав для элементов активной зоны атомных реакторов со свинцовым теплоносителем содержит углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, ниобий, молибден, иттрий, азот, церий, кальций, железо - остальное и неизбежные примеси, отличающаяся тем, что он дополнительно содержит гадолиний, бериллий и карбонитрид циркония при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,008-0,04
Кремний 2,20-2,80
Марганец 0,15-0,40
Хром 9,00-11,50
Алюминий 4,50-7,50
Ниобий 0,40-0,60
Молибден 1,80-2,20
Азот 0,008-0,010
Церий 0,005-0,020
Иттрий 0,005-0,020
Кальций 0,005-0,020
Гадолиний 0,008-0,015
Бериллий 0,02-0,050
Карбонитрид циркония 0,01-0,020
Железо и примеси остальное

Причем сумма Cr+Al+Si=l5,8-21,5 мас.%.

Технический результат также достигается тем, что содержание примесей серы, фосфора, кислорода, кобальта и меди не превышает, мас.%: сера≤0,010; фосфор≤0,015; кислород≤0,005; кобальт до 0,01 и медь≤0,05.

Технический результат также достигается тем, что частицы карбонитрида циркония имеют размер 30-65 нм.

Содержание компонентов в сплаве обеспечивает получение ферритной структуры.

Пониженное содержание углерода 0,008-0,04 мас.% в сочетании с содержанием азота 0,008-0,01 мас.% является оптимальным. Углерод при содержании более 0,04 мас.% способствует обеднению хромом границы зерен, связывая хром в карбид типа Cr23C6, располагающихся, в основном, по границам зерен феррита, вызывающих хрупкое разрушение при нагрузках и, что препятствует созданию на поверхности сплава защитной оксидной пленки, устойчивой в свинцовом теплоносителе. Кроме того, при оптимальном содержании углерода уменьшается склонность сварных соединений сплава к локальному разрушению металла в околошовной зоне при тепловой выдержке при температурах в области 550°С.

Кремний в количестве 2,20-2,80 мас.% является не только эффективным раскислителем, но и значительно повышает коррозионную стойкость в свинцовом теплоносителе, способствуя формированию более плотной оксидной пленки. При содержании кремния выше заявленного предела по границам зерен отмечается образование силикатов, что вызывает охрупчивание сплава и снижение ее технологичности.

Добавка кремния стабилизирует и способствует образованию фаз Лавеса. Кроме того, добавки кремния повышают долговечность вследствие улучшения адгезии покровного слоя. Поэтому выбранное содержание кремния является оптимальным.

Кремний, имеющий сечение захвата 0,13 барн/ядро, при реакции дает радиоактивный кремний, не излучающий фотонов.

Марганец имеет достаточно высокую растворимость в свинцовом теплоносителе, поэтому его содержание ограничено 0,20-0,40 мас.%. При этом марганца в количестве 0,20 мас.% достаточно для связывания серы с образованием дисперсных сульфидов, что способствует их более равномерному распределению в объеме стали. Присутствие в сплаве марганца более 0,40 мас.% ухудшает коррозионную стойкость в свинцовом теплоносителе.

Хром (9,0-11,5 мас.%), кремний (2,20-2,80 мас.%) и молибден (1,8-2,2 мас.%) обеспечивают повышенную коррозионную стойкость в свинцовом теплоносителе, а хром и кремний, кроме того, обеспечивает необходимую жаростойкость. Легирование молибденом в выбранных пределах 1,8-2,2 мас.% обеспечивает сплаву высокий уровень прочности за счет упрочнения твердого раствора, что способствует повышению длительной прочности, одновременно также повышается пластичность и коррозионная стойкость. Введение молибдена в заданном пределе в сочетании с низким содержанием углерода и марганца снижает склонность сплава к локальному разрушению металла околошовной зоны при тепловой выдержке при температуре 550°С за счет уменьшения выделения карбидов. Кроме того, хром способствует образованию слоя Al2O3 за счет образования оксида хрома на переходной стадии окисления. Повышение содержания хрома более 11,5 мас.% способствует охрупчиванию сплава FeCrAl. Содержание хрома 9,0-11,5 мас.% является оптимальным.

Алюминий в количестве 4,5-7,5 мас.% вводится в сплав с целью образования при нагреве окалины, состоящей из окислов алюминия, которая является защитной при нагреве в свинцовом теплоносителе. Алюминий при высокой температуре под воздействием кислорода способен образовывать плотный и тонкий оксид Al2O3, который будет защищать нижележащую поверхность сплава от дальнейшего окисления. При таком содержании алюминия проявляется способность останавливать возникающие трещины (самозалечивание).

При содержании алюминия менее 4,5 мас.% усиливается склонность сплавов FeCrAl к язвенной коррозии, а при содержании более 7,5 мас.% снижается технологическая пластичность сплава при обработке давлением, особенно в холодном состоянии. Также резко снижается свариваемость сплава.

Легирование сплава FeCrAl кремнием и алюминием способствует образованию более тонких пленок оксидов кремния и алюминия, соответственно, делая сплав стойким к коррозии в течение длительного времени воздействия свинцового теплоносителя.

При введении в сплав ниобия в количестве 0,4-0,6 мас.% в слитках при остывании образуются мелкодисперсные карбонитриды, что способствует увеличению центров кристаллизации и получению более мелкого зерна и высокой коррозионной стойкости. Ниобий обладает высокой коррозионной стойкостью в свинцовом теплоносителе до 700°С.

Для обеспечения высокого уровня коррозионной стойкости, структурной стабильности и жаропрочности сплава вводится азот до 0,008-0,01 мас.%, который компенсирует недостаток углерода. Нижний предел содержания азота в 0,008 мас.% обусловлен необходимостью повышения коррозионной стойкости в свинцовом теплоносителе сплава FeCrAlSi.

Мелкодисперсные частицы нитридов, способствуют образованию мелкозернистой структуры сплава. При сохранении повышенной коррозионной стойкости в свинцовом теплоносителе и связывании ниобия и хрома в мелкодисперсные частицы нитридов верхний предел ограничивается 0,01 мас.%, что исключает образование в слитках раковин и пористости, обеспечивает технологичность стали и удовлетворительную свариваемость.

Частичная замена углерода азотом и введение ниобия позволяет не допускать появления и роста карбидов Ме23С6 в процессе изготовления полуфабрикатов и эксплуатации.

Добавки кальция 0,005-0,020 мас.%, церия и иттрия 0,005-0,020 мас.% каждого в сочетании с высоким содержанием алюминия благоприятно изменяет форму неметаллических включений, снижает в сплаве содержание кислорода и серы, уменьшает количество сульфидных включений, очищает и упрочняет границы зерен и измельчает структуру сплава, что приводит к повышению прочности, пластичности, ударной вязкости и коррозионной стойкости.

Кальций, церий и иттрий также благоприятно воздействуют на характер нитридных включений, способствуют переходу пленочных включений нитридов алюминия в глобулярные комплексы оксисульфонитридных образований. Добавки кальция также затрудняют выделение избыточных фаз по границам зерен, что сильно повышает стойкость против межкристаллитной коррозии и способствует повышению пластичности.

Добавки микролегирующих элементов церия и иттрия в указанных пределах обеспечивают повышение жаростойкости и коррозионной стойкости в свинцовом теплоносителе за счет прочного сцепления оксидных пленок с основным металлом, так как на границе окалина - металл образуется прослойка из окислов иттрия и церия, которая тормозит диффузию кислорода вглубь сплава.

Иттрий улучшает адгезию слоя Al2O3. Содержание церия и иттрия в сплаве ниже заявленного не обеспечивает повышение жаростойкости, а повышение выше верхнего предела содержания приводит к снижению жаростойкости и пластичности сплава. Иттрий изменяет физико-механические свойства окалины, содержание менее 0,005 мас.% не обеспечивает требуемых свойств окалины, при содержании иттрия более 0,02 мас.% снижается жаростойкость сплава и технологическая пластичность из-за образования эвтектики типа Fe9Y, которая располагается по границам зерен и способствует снижению коррозионной стойкости в свинцовом теплоносителе. Кроме того, повышается стоимость сплава.

Дополнительное введение бериллия в количестве 0,02-0,05 мас.% защищает сплав от окисления во время выплавки, повышает коррозионную стойкость сплава в свинцовом теплоносителе и улучшает качество поверхности. Бериллий имеет высокую стойкость в свинцовом теплоносителе до температуры 1100°С не растворяется.

Дополнительное введение гадолиния в количестве 0,008-0,015 мас.% обеспечивает химическую активность к кислороду, азоту и водороду, сере и другим вредным примесям в сплаве. Являясь мощным раскислителем, дегазатором и десульфуратором, гадолиний повышает плотность сплава и понижает содержание серы, упрочняет границы зерен, увеличивает пластичность, ударную вязкость и коррозионную стойкость сплава.

Дополнительное введение в состав сплава наночастиц карбонитрида циркония 0,01-0,02 мас.% с размером 30-65 нм позволяет при затвердевании расплава сплава образовывать большое количество центров кристаллизации, равномерно распределенных в объеме металла, что очень важно для сплавов с ферритной структурой, которые не претерпевают фазовых превращений.

В процессе затвердевания сплава химически стойкие наночастицы карбонитрида циркония обладают повышенной устойчивостью к диссоциации и будут являться центрами кристаллизации ферритных зерен, что существенно измельчит первичное ферритное зерно, увеличит площадь границ ферритных зерен, существенно увеличит дисперсность структуры сплава.

Сумма Cr+Al+Si=15,80-21,50 мас.% обеспечивает повышение жаростойкости за счет снижения термодинамической активности железа, а при содержании суммы Cr+Al+Si менее 15,80 мас.% не обеспечивается высокая жаростойкость. Кроме того, снижается коррозионная стойкость за счет усиления склонности FeCrAl - сплавов к язвенной коррозии.

При содержании суммы Cr+Al+Si более 21,50 мас.% снижается технологическая пластичность и проявляется склонность сплава к охрупчиванию.

Предлагаемый сплав отличается от известной стали ограничением содержания примесей серы до 0,010 мас.%, фосфора до 0,015 мас.%, кислорода до 0,005 мас.%, кобальта до 0,01 мас.% и меди до 0,05 мас.%, что способствует получению более высоких значений пластичности, ударной вязкости и коррозионной стойкости. Такое содержание серы и фосфора надежно обеспечивается современными методами получения сплава. При превышении содержания заявленных содержаний серы и фосфора резко увеличивается неоднородность структуры сплава, что в свою очередь, снижает его прочность, пластичность и коррозионную стойкость в свинцовом теплоносителе.

Кислород также неизбежно присутствует в составе сплава, в основном в виде неметаллических включений. При его содержании свыше 0,005 мас.% в стали растет содержание неметаллических включений, что ухудшает свойства стали и вызывает их неоднородность. Кислород, присутствующий в сплаве в виде оксидов железа, способен ухудшить коррозионную стойкость за счет возможного восстановления оксидов железа свинцом, особенно по границам зерен, тем самым способствуя проникновению свинца в сталь.

Содержание меди ограничено до 0,05 мас.% из-за ее высокой растворимости в свинцовом теплоносителе.

Содержание кобальта также ограничено до 0,01 мас.% из-за его высокой растворимости в свинцовом теплоносителе.

В таблице 1 приведены сведения о химических составах сплава по изобретению (1-3) и известной стали (4).

Выплавку сплава по изобретению проводили в 10-кг индукционной печи. Металл разливали на слитки, которые после нагрева в печи до температуры 1150-1170°С ковали на прутки для изготовления образцов на механические свойства. Образцы подвергали отпуску при температуре 650°С, выдержка 3 ч, охлаждение на воздухе.

Сплав по изобретению имеет более мелкое зерно, что обеспечивается выбранным соотношением компонентов. Разработанный сплав ферритного класса совместим с жидким свинцом при температурах до 550°С и может эффективно применяться для изготовления основных узлов теплообменного оборудования реакторов на быстрых нейтронах.

Сплав с повышенным содержанием кремния, имеет преимущество для работы в контакте с жидким теплоносителем на основе свинца, поскольку не чувствителен к жидкометаллическому охрупчиванию.

Применение выбранного состава сплава FeCrAl способствует образованию устойчивой пассивной оксидной пленки, приводящей к подавлению коррозии.

Список использованных источников информации

1. Jesper Ejenstam, Peter Szakalos. «Corrosion resistanceand microstructural stability of Fe10CrAl-RE alloys for liquidlead applications)). KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden. - «Серия:Ядерно-реакторные константы, выпуск 4,2015, с. 107-115.

2. Weisenburger, Jianu, Doyle, Bruns, Fetzer, Heinzel, DelGiacco, An, Miiller, «Oxide scales formed on Fe-Cr-Al-based model alloys exposed to oxygen containing molten lead», Journal of Nuclear Materials 437 (2013) 282-292.

3. Lim, Hwang, Kim, «Design of alumina forming FeCrAl steels for lead or lead-bismuth cooled fast reactors», Journal of Nuclear Materials 441 (2013) 650-660.

4. KR101210531 (Bl), C22C 38/00, C22C 38/18, опубл. 12.10.2012.

5. CN106319369, С22С 38/02, С22С 38/06, С22С 38/22, G21C 3/07, G21C 3 /34, опубл. 01.11.2017.

6. RU2703748, С22С 38/32, С22С 38/28, С22С 38/24, С22С 38/22, С22С38/18, С22С 38/26, опубл. 22.10.2019.

7. Баландин Ю.Ф., Марков В.Г. Конструкционные материалы для установок с жидкими металлическими теплоносителями. СУДПРОМ. ГИЗ. Ленинград, 1961 г., 208 с. Ил.

8. RU2245762, B22F 9/08, С22С 33/02, опубл. 10.02.2005.

9. Сплавы Fe10CrAl-Re. Вопросы атомной науки и техники. Серия. Ядерные реакторные константы, 2015, вып. 4.48.

10. RU2567144, С22С 38/00, С22С 30/00, опубл. 10.11.2015.

1. Коррозионно-стойкий сплав для элементов активной зоны атомных реакторов со свинцовым теплоносителем, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, ниобий, молибден, иттрий, азот, церий, кальций, железо и примеси - остальное, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гадолиний, бериллий и карбонитрид циркония при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод 0,008-0,04
кремний 2,20-2,80
марганец 0,15-0,40
хром 9,00-11,50
алюминий 4,50-7,50
ниобий 0,40-0,60
молибден 1,80-2,20
азот 0,008-0,010
церий 0,005-0,020
иттрий 0,005-0,020
кальций 0,005-0,020
гадолиний 0,008-0,015
бериллий 0,02-0,050
карбонитрид циркония 0,01-0,020
железо и примеси остальное,

причем сумма Cr+Al+Si=15,8-21,5 мас.%.

2. Сплав по п. 1, отличающийся тем, что содержание примесей серы, фосфора, кислорода, кобальта и меди не превышает, мас.%: сера ≤ 0,010, фосфор ≤ 0,015, кислород ≤ 0,005, кобальт до 0,01 и медь ≤ 0,05.

3. Сплав по п. 1, отличающийся тем, что частицы карбонитрида циркония имеют размер 30-65 нм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, а именно к высокопрочной многофазной луженой листовой стали в форме листовой пластины-заготовки для изготовления упаковочных изделий, таких как трехкомпонентные корпуса банок, днища банок, легко открываемые крышки и завинчивающиеся крышки. Сталь имеет химический состав, мас.%: С 0,081-0,14, Mn 0,2-0,8, Al 0,01-0,09, Р 0,01-0,03, N 0,002-0,015, а также дополнительно включающий в себя один или более из следующих компонентов, мас.%: В 0,001-0,005, Cr 0,005-0,05, Ti 0,001-0,1, Nb 0,001-0,2, Cu 0,005-0,03, Mo 0,001-0,008, Fe и неизбежные примеси - остальное, при этом 0,21% ≤ Mn + 1,3Cr + 3,2Мо + 0,5Cu ≤ 0,91%.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочной стальной пластине, используемой для изготовления кислотостойкого трубопровода. Пластина имеет химический состав, содержащий, мас.%: C: от 0,02 до 0,08, Si: от 0,01 до 0,50, Mn: от 0,50 до 1,80, P: от 0,001 до 0,015, S: от 0,0002 до 0,0015, Al: от 0,01 до 0,08, Mo: от 0,01 до 0,50, Ca: от 0,0005 до 0,005, по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, состоящей из Nb: от 0,005 до 0,1 и Ti: от 0,005 до 0,1, при необходимости по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, состоящей из Cu: 0,50 или менее, Ni: 0,10 или менее, Cr: 0,50 или менее, V: от 0,005 до 0,1, Zr: от 0,0005 до 0,02, Mg: от 0,0005 до 0,02 и РЗМ: от 0,0005 до 0,02, остальное - Fe и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочной стальной пластине, используемой для изготовления кислотостойкого трубопровода. Пластина имеет химический состав, содержащий в мас.%: C: от 0,02 до 0,08, Si: от 0,01 до 0,50, Mn: от 0,50 до 1,80, P: от 0,001 до 0,015, S: от 0,0002 до 0,0015, Al: от 0,01 до 0,08, Mo: от 0,01 до 0,50, Ca: от 0,0005 до 0,005, по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, состоящей из Nb: от 0,005 до 0,1 и Ti: от 0,005 до 0,1, при необходимости по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, состоящей из Cu: 0,50 или менее, Ni: 0,10 или менее, Cr: 0,50 или менее, V: от 0,005 до 0,1, Zr: от 0,0005 до 0,02, Mg: от 0,0005 до 0,02 и РЗМ: от 0,0005 до 0,02, остальное - Fe и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термообработанному и холоднокатаному стальному листу, используемому для изготовления конструкционных деталей или деталей, отвечающих за безопасность, в транспортном средстве. Лист выполнен из стали, содержащей, в мас.%: 0,18 ≤ углерод ≤ 0,24, 1,5 ≤ марганец ≤ 2,5, 1,2 ≤ кремний ≤ 2, 0,01 ≤ алюминий ≤ 0,06, 0,2 ≤ хром ≤ 0,5, фосфор ≤ 0,02, сера ≤ 0,03, при необходимости по меньшей мере один элемент из: ниобий ≤ 0,06, титан ≤ 0,08, ванадий ≤ 0,1 и кальций ≤ 0,005, остальное - железо и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к холоднокатаной листовой стали, используемой для изготовления деталей транспортных средств. Сталь имеет химический состав, содержащий в мас.%: 0,19 ≤ углерод ≤ 0,24, 1,9 ≤ марганец ≤ 2,2, 1,4 ≤ кремний ≤ 1,6, 0,01 ≤ алюминий ≤ 0,06, 0,2 ≤ хром ≤ 0,5, фосфор ≤ 0,02, сера ≤ 0,03, при необходимости по меньшей мере один элемент из: ниобий ≤ 0,06, титан ≤ 0,08, ванадий ≤ 0,1 и кальций ≤ 0,005, остальное - железо и неизбежные примеси.

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу производства холоднокатаного горячеоцинкованного высокопрочного листового проката из стали с двухфазной феррито-мартенситной структурой, который может быть использован в автомобильной промышленности. Проводят горячую прокатку сляба, после которой осуществляют охлаждение водой и смотку полосы в рулон.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению гибко-катаного плоского стального продукта переменной толщины, состоящего из высокопрочной марганецсодержащей стали. Для получения плоского стального продукта переменной толщины используют горячекатаную или холоднокатаную стальную полосу, оцинкованную или неоцинкованную, имеющую состав, содержащий, мас.%: С: от 0,0005 до 0,9, Мn: от 4 до 12, А1: до 10, Р: <0,1, S: <0,1, N: <0,1, при необходимости один или несколько из: Si: до 6, Сr: до 6, Nb: до 1, V: до 1,5, Ti: до 1,5, Мо: до 3, Sn: до 0,5, Сu: до 3, W: до 5, Со: до 8, Zr: до 0,5, Та: до 0,5, Те: до 0,5 и В: до 1,5, остальное - железо с неизбежными примесями.

Группа изобретений относится к металлургии, а именно к способам производства электросварных труб из низкоуглеродистых сталей, стойких против водородного растрескивания, которые могут быть использованы для транспортировки агрессивных в коррозионном отношении сред, содержащих, в частности, сероводород. Способ производства электросварной трубы из низкоуглеродистой стали, стойкой против водородного растрескивания, содержащей, мас.

Изобретение относится к производству холоднокатаного проката из углеродистой качественной стали для изготовления патронов. Способ включает выплавку стали, разливку, горячую прокатку, охлаждение водой, смотку полос в рулоны, холодную прокатку, рекристаллизационный отжиг и дрессировку.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к горячекатаной толстолистовой стали, используемой для изготовления высокопрочных сварных труб для магистральных трубопроводов. Сталь имеет химический состав, содержащий, в мас.%: С: от 0,04 до 0,08, Si: от 0,01 до 0,50, Mn: от 1,2 до 2,0, Р: от 0,001 до 0,010, S: 0,0030 или менее, Al: от 0,01 до 0,08, Nb: от 0,050 до 0,100, Ti: от 0,005 до 0,025, N: от 0,001 до 0,006, по меньшей мере один элемент, выбранный из Cu: от 0,01 до 1,00, Ni: от 0,01 до 1,00, Cr: от 0,01 до 1,00, Мо: от 0,01 до 1,00, V: от 0,01 до 0,10 и В: от 0,0005 до 0,0030, остальное - Fe и неизбежные примеси.
Наверх