Сталь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()954497 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16 07 ° 79 (21)2797061/22 02 (51) М.Кл з с присоединением заявки ¹â€”

С 22 С 38/60

Госсударствеиный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано30 08 82Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 30,08,82

)53) УДК 669.14..018.292-194 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.Т.Долбенко, А.A.Àñòàôüåí, Г.С.Карк, В.A.Íå÷àåâ, С.И.Марков, В.П.Савуков, В.В.Соболев, Ю.В.Соболев, С.И.Ривкин, Н.И.Попов, В.В.Бобков и Э.Ю.Колпишон

Научно-производственное объединение по техн логик машиностроения ЦНИИТМАШ и Производственное объедкнение

"Ижорский завод" им. А.A.Æäàûoâà (71) Заявители (54) СТАЛЬ

0,08-0,11

0,17-0,37

0,6-1,4

1,7-2,7

0,35-0,6

0,03-0,07

0,02-0,07

0,005-0,012

Остальное

Углерод

Кремний

Марганец

НикелЬ

Молибден

Ванадий

Алюминий

Азот

Железо

20

Изобретение относится к металлур- гии, в частности к сталям, которые могут быть использованы в энергомашиностроении для изготовления сварных конструкций, работающих под давлением, например, парогенераторов и ком пенсаторов объема атомных энергоблоков, мощностью до 2 мпн.кВт.

Известна сталь, применяемая для из- 10 готовления сосудов давления атомной энергоустановки В-1000, содержащая вес.%:

Сталь может содержать примеси, вес.Ъ: хрома до 0,3, меди до 0,2, 25 серы до 0,02, фосфора.до 0,018 (1j.

Для получения требуемого уровня механических свойств в указанных круп

1 ногабаритных изделиях известная сталь подвергается обычно термической обра- 30 ботке, заключающейся в закалке в воду с последующим высоким отпуском. Однако для таких массивных изделий, как элементы корпусов парогенераторов, компенсатофов объема и других сосудов давления с толщиной стенки 200-300 мм, указанная термическая обработка вследствие быстрого охлаждения в водА при закалке может привести к возникновению остаточных напряжений, развитию микротрещин и короблению. Поэтому оптимальной для таких изделий является термообработка, заключающаяся в нормализации с охлаждением на воздухе и после дующим высоким отпуском.. Такая обработка не приводит к трещинообразованию и короблению. Однако известная < сталь позволяет получать.-требуемый высокий уровень механических свойств после такой термообработки только при концентрации никеля в ней, близкой к верхнему пределу марочного состава, поскольку при более низком содержании никеля прокаливаемость стали в сечениях 200-300 мм недостаточна для дсстижения требуемых свойств при небольших скоростях охи:.аждения характерных для нормализации изделий такого сечения на воздухе. Недостатком указанной стали являеTcR To,÷òo

954497 повышение содержания никеля в них до уровня, близкого к верхнему пределу марочного состава, существенно повышает склонность к охрупчиванию изделий в процессе медленного охлаж -: дения при дополнительных технологичес- 5 ких (послесварочных, ремонтных) отпусках. Вследствие этого известная сталь с высоким содержанием никеля при проведении нормализации с высоким отпуском не обеспечивает сочетания высокого уровня механических свойств и стойкости к охрупчиванию . при технологических отпусках. При концентрации никеля на нижнем пределе .высокой стойкости к охрупчиванию соответствует недостаточный уровень механических свойств, получаемых после нормализации и высокого отпуска.

Цель изобретения — повышение стойкости стали к охрупчиванию в про- Ю цессе технологических отпусков при обеспечении высокого уровня механических свойств после нормализации с высоким отпуском крупногабаритных элементов сосудов давления с 25 толщиной стенки 200-300 мм.

Поставленная цель достигается тем, что сталь дополнительно содержит церий и сурьму при следующем Зп соотношении компонентов, вес.%:

При этом суммарное содержание 45 сурьмы и фосфора связано с концентрацией марганца в стали соотношением (S I3 + p) (- ---- °

О 011

Мп -0,2

Углерод

Кремний

Марганец

Никель

Молибден

Ванадий

Алюминий

Азот

Фосфор

Церий

Сурьма

Железо

0,08-0,14

0,10-0,37

0,8-1,4

2,3-2,7

0,50-0,7

0,03-0 07

0,02-0,07

0,005-0,012

0,003-0,012

0,03-0,12

0,001-0,006

Остальное

Сталь может содержать примеси,вес.%:

Хром До 0,2

Медь До 0,2

Сера До 0,015

Предлагаемая сталь дополнительно содержит церий в количестве (0,03-0,12 ) вес.%, что снижает ее склонность к охрупчиванию при технологических отпусках вследствие связывания церия в химические соединения, т.е. удаления из твердого раствора вредных примесей, сегрегация которых по границам зерен является непосредственной причиной охрупчивания, усиливающегося при высокой концентрации никеля.

Наличие сурьмы в количестве 0,001-0,006) вес.% в стали при верхнем пределе концентрации фосфора, не превышающем 0,012 вес.%, также способствует повышению стойкости стали к охрупчиванию при технологических отпусках.

В табл.1 приведен состав предлагаемой стали трех плавок. В табл.2 приведены свойства предлагаемой и известной сталей после однократной нормализации с высоким отпуском. Как видно из табл.2, предлагаемая сталь при одинаковом с известной сталью высоком уровне механических свойств обладает значительно меньшей склонностью к охрупчиванию в процессе медленного охлаждения после дополнительных отпусков. Так, критическая температура хрупкости известной стали повышается в результате охрупчивания, обусловленного .охлаждением стали после дополнительного высокого отпуска со скоростью 10 С /ч, на 30-50"С,в то время как для предлагаемой стали величина дТк составляет лишь 10-20 С.

При скорости охлаждения 5 С/ч эта разница еще больше: ьТ„ составляет

40-70 С для известной стали и лишь

20-30 С для предлагаемой.

Применение предлагаемой стали для изготовления корпусов парогенераторов и компенсаторов объема .только одной атомной энергоустановки мощностью

2 млн.кВт дает экономический эффект

0,5 млн.руб.

954497

М ГЧ»с!

СО ГЧ О\

» »-» Ю

o o o с

Ю Ю Ю

<О ГЧ Ch

Ю

Ю Ю Ю с с с

Ю Ю Ю -» 1

\О ГсГ»-»

Ю Ю Ю

Ю Ю Ю с с с

Ю Ю Ю

Ф 1

О>

1

1

Р м

Ю

Г Ч

»»

C) с

lA

Ю

C)

Гс!

Ю с

Ю м и> гЮ Ю Ю с с

Ю Ю Ю о м ю

lO 1О Гс с с

Ю Ю О м с

ГсГ

»-» с

Ю

СО с

C) с т

CO

Ю

»II и о о и! г» !

1 и! !

Х 1

1 !

Ю!

1

1 !

1

1

1

I ! !

1 I

Г » ! ! о 1

1 1

IЮС 1

1 х 1

I — — ч

О» 1

+ 1 а 1 сп 1

I

1 а.

I.

I 1

1 1

1»

1 1

I I

I л

6 I )

I!I 1

1 с

Г!! 1. а г —

Е» 1 х

Э 1

Х О

1!

М 1

Э х 1

Х 1 !

II 1

1 а à — 1

Э 1 1

Ц

О и!

О 1

I 1 ! I

1 1

CO (с!

Ю»-» с с

o o

Ю СО

»-Г Ю

Ю Ю с с

Ю Ю

О1 ГЧ

Ю

o o с

o o сР

Ю Ю с с

Ю Ю

ГГ) с с

<» CV

CO Г

N M с с

Ю Ю м ю с3 с с т-Г»-!

Ю

»Ч»"» с с

Ю Ю

954497

1 !

Ъ ! «! т (Ч !

I6 1 1 х

«»

©I

1

ЭО

Ц 4 0 о оо о хю

4 ДОЪ

« » (О

1

1 1 !

ОЪ! Ю

1 (1 сЧ

-!

I!

oI ОЪ т.» I

ОЪ! O

»-» СЧ

I с х о

) 1

ol o

М! Lfl

1

ОЪ! Ю сч! м

1I

Ol LA

СЧ! N

1 «1

1 1

3С 1

1 о

1 ) 1

1 1

LA O

СЧ! М

О «.»

"х а н х и с3 н!

I

iA l O сч! м

« I 1

Ol ОЪ

»-1

II +

o I ln (Ч! N

II 1

Ю ln м

« I !

1 ,I

1

ОЪ О 1

° .! сч« ю т-1 СЧ

I т3 1 CO с!

»C3 l Г (О« (О

1

СЧI CO ч

СЧ !. сР

СЧ! СЧ

СЧ т-» !

ol co с!

»O l

СЧ

CO с! т»! М

Ш« (О

LA 1 сУ с м« .(ч т-» СЧ

ОЪ! Со ч

Г 1 СЧ

1 СЧ

»3» !

4 м! т-» ! 3» 1 с!

N! (A !

Ю! ч

ОЪ« т-» !

1 т-» ч

ОЪ«

ОЪ !

1 с! м!

»3» !!

Ю! Ю

4 Г Ю

lA I

Ln! Г

1

O l сЧ

Ч с

ОЪ! CO т-1

t м (Ч

Ю с с(»

Ю с

»-» сч

CO с о (О т 1 с

lA т»Г (Ч! Ю

СО« т-1

\О! Г

I ю« м

lA I CO

О\! О 1

LA! CO

col o г-»1 (Ч

1 м! Сч

LO 1 С(т т

1 (О! lA т-»1 (Ч

I

I с3 т

I

N! (Ч с!

ОЪ« т» т-1 (Ч

00! сР с

М! О1

С 3 (Ч ф!

Р» х! х! ((«1

Х« ((3

Е

eI 1o

Ю l т-»

° .! т-1 1 с3

ОЪ! ОЪ

Ю c( с (OI Г(О! ЧР

o1 rr

4 с (1 CO »Г тГ

I! сч« О1

oI LO (О

ОЪ I 00 с

»c»I o

lA l »О

1

oI

О Ъ I

I и

I 4

I Х

1 м! (ч с!

С 1! »А (1! М !

".3 3

О! ъа« И

1 т.»1 (О

Г-! СО

СтЪ С Ъ

0OI Ф

4 (О! СО

М! с1!

1 (Ч С 1 с! с (О! СО

»(3» т(1

LA! 0О

ОЪ! O

М! тГ

1

Ю! м«

1

ОЪ« LA

М! »3»

1

1,„

1„

1 х !

» (-» ,и, !

««3« ! ! ж

1

-1!

1»(«

I ! е

I ((«

«Ю ((«СЧ ! В ! e

I O

I Г

1

I uO ((! ОО а Х с

Э М

Ю (Ч о

ОЪ м

Ю

LA м

5а

O» LO

9 О

x o« х

Ион ефа

Р»,т»»а и

I o

Х«ю ж ООЪ

« 1 (О

fd *

01 х а

5Ю 4

Ха х а. о он: хох х х о х !л

2 х ((«Н (3 (0 Оо х+ю

K o ln

f(«СЧ lO ,31 ОЪ а х она х o «=, !

I

I

«

1 ф

И

1 ! o

1 Я-»

Э х х ео3

3С е о

И 4

Ю

Ю с ъ

Ю

Ю м

1 о

Ю м

Ю

Ю с Ъ,1 а»

1П

1 !

1 («

» (1

1 1 I

9 9 о Щ Х «» «, ((3 ф 1 («: х,о х ц !

„Х Е (О Н ((«О 1 (01 1 Х (33

Н! I и!

Х« 1»((» о! I

033 1 и «-» — — »

1 «

9! !

1 Хl 1

Х« "1

1 о! 1 (I

1

1 ! о 2 х х

«д

I $ !

Я (»3

IХ ((! ! х а !

1 к

1 Х ! о х

«х. ((« х

19 2

I(33 И ! н о о х ! н

19

1 I-» «-» ! о ю

lO Н

IO д

I Ц 2 N

1((«9

1«- а

«eo

«ц И

«9

«н 9

I с(«2 хх

«ЭХ

1 ф

I х ((3

1(0Ц

l 9

«х а»

1 и

«е о

I 5

«н Х ! х н

1«: О о х х о

I Р «3« о

1 «(«

I К

IХ Х

Ig Х ! н ь

«О ((I

1 Х

1»Х (0 ! о

IX Э

Ie o

1»(«Х

14 Д

19 ! а, о

Ig Х

I ((!

113k Е

l5 g ! ° °

19 °

1 ! х

I Х

I f(I

1 ! W

1 ф

1 д а (ха

e9L

Н Ц

g/е а х «-1 е 9 (33

zp,o

V н хох (0 9

-х

Х «33 О

Э Оg х Q ххх (0 ф нех и о о

ыха

Д 4

o v

f(«»(3 ((« х «" .о (б Ф

Н ((3 о о а,, о (а ох о осх „ х 3 х оо

0! 9 н о «(«2о д8й4 онхо х

<$5o ас н а

LO C ((«(C« сон 01

954497

Формула изобретения

О 011 (Sb +

Mh-0i2

Составитель Л.Суязова

Редактор F,.Ëóøíèêoâà Техред И. Гайду Корректор Г. РешетникЗаказ 6373/25 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,Раушская наб.,д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

1. Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, никель, молибден, ванадий, алюминий, азот, фосфор и железо, отличающаяся тем, что с целью повышения стойкости к охрупчиванию в процессе технологических отпусков при сохранении уровня механических свойств крупногабаритных элементов сосудов давления с толщиной стенки 200-300 мм, она дополнительно содержит церий и сурьму, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,08-0,14

Кремний 0,10-0,37

Марганец 0,8-1,4

Нинель 2,3-2,7

Молибден 0,5-0,7

Ванадий 0,03-0,07

Алюминий 0,02-0,07

Азот 0,005-0,012

Фосфор 0 003-О,О12 церий 0,03-0,12

Сурьма 0,001-0,006

Железо Остальное

2. Сталь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что суммарное со1О держание сурьмы и фосфора удовлетворяет соотношению

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР

Р 554702, кл.С 22 С 38/12, 1978.