Сталь

 

Союз Советскик

Соцмалмстическмк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()971908 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.05.81 (21) 3293879/22 — 02 с присоединением заявки ¹ (23) П риоритет (5l)M. Кл.

С 22 С 38/48

3Ъоударстеенный кое1нтет

СССР по делам нзооретеннй . н открытнй

Опубликовано 07.11.82. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 07.11.82 (53) УДК 669 14

018,52-85— — 194 (088.8) (72) Авторы изобретения

К. Б. Кацов, В. И. Ткачев, В. Г. Макаренко, М. И. Астрединов, p. M. Пужай, В. И. Холодный, Ю. И. Русинович, И. А. Повышсв и И. М. Мураховский

Специальное конструкторско — технологическое бюро физико— механического института АН Украинской ССР т ° f ° c (7!) Заявитель

"1 .- . ° 1 т.з

) ,т " "-. (54) СТАЛЬ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сложнолегированным жаропрочным сталям, и может быть использовано в энергетическом и химическом машиностроении, в различном теплообменном и промышленном ь оборудовании, работающем в условиях воздействия коррозионно-активных водородосодержащих сред.

Известна жаропрочная сталь марки ХН32Т, применяемая в указанных областях техники 11) о

Наиболее близкой к предлагаемой стали по технической сушности и достигаемому эффекту является сталь марки ЭП774, содержащая, вес.%:

Углерод До 0,02

Кремний До 0,8

Марганец До 1,0

Хром 19,0 — 21,0

Никель 44,0 — 46,0

Молибден 40 — 60 го

Ниобий 0,9 — 1,8

Титан IIo 0,1

Алюминий До О,1

Железо Остальное

Известная сталь имеет достаточно высокий уровень механических свойств 12) .

Однако известная сталь не обладает требуемой стойкостью против водородного охрупчивания и необходимой устойчивостью к водородному растрескиванию в атмосфере влажной пароводяной смеси и других водородосодержащих сред.

Целью изобретения является повышение водородоустойчивости стали со структурой стабильного аустенита, обладающего лучшим сочетанием коррозионных и механических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ниобий, железо, дополнительно содержит двуокись тория и кальция при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,01--0,05

Кремний 0.2 -0,5

Марганец О,) -0.8

Хром 19,0 2 1,0

Никель 44,0 -46,0

Молибден 40 60

971908

Ниобий 0,8-1,2

Двуокись тория 0,05 — 0,3, Кальций 0605-0,08

Железо Остальное

Допол)нительное введение двуокиси тория и кальция положительно влияет на повышение стойкости сплава к водородной коррозии и обеспечивает требуемый уровень пластических свойств в процессе эксплуатации.

Выплавку опытной стали проводят в лабораторной вакуумной индукционной печи емкостью 50 кг на чистых шихтовых материалах. Разливка металла-йроводится при 1550 С . в 16-килограммовые слитки, которые в течение 1 ч выдерживаются в плавильной камере, а затем охлаждаются на воздухе.

В целях удаления литейной корки и поверхностных дефектов металлургического характера слитки обдираются на токарном станке, после чего свободной ковкой из них изготавливают прутки диаметром 50 мм и сечением 30х30 мм. Темцература ковки находится в интервале 1150 — 950 С. Для стабилизации структуры образцы перед испытанием подвергаются аустенизации при 1100 С в течение 2 ч, с последующим охлаждением на воздухе и отпуску при 750 С в течение

1 ч, затем исследуют механические свойства сталей после наводороживания. IO Химический состав исследованных сталей приведен в хабл. 1.

Механические свойства сталей приведены в табл. 2.

Фрактографический анализ поверхности из15 ломов образцов методом сканирования на электронном микроскопе показывает, что в сплаве, упрочненном дисперсными частицами двуокиси тория, доля вязкой составляющей в зоне разрушения возрастает на 15 — 20% зп по сравнению с известной сталью.

971908 о ж

° и

И

1 о о

44

4 I

1

4 й1

1 а о а о е о &

О а а

4 4 о о о

О О О

О О а ю ч о о о о о о (1

CI5 а ! v н

D о

1 !

I 1 н

I а

О о о.

О- lo

Я

00 о

О о а!

С О й

lA

О

Г 3 ( о о

g о

ОО

О о

«, Ф о н

I Яд б> о„

D» О

EA \О

С 4 4

I М и о. о о

g а

1 о ! v о о о

4 4 С4

1 — —

Оа а

tA QO о о

X

44 а

Я и — —

I сч

О сО о в о о

Я н О а — — 1

С 4

Ю с> а о о о о

О о о

4 ф а о

О4 (I

I !

1 и

I Д

t л л с3 1

1 !

4

Ю

Г 4 . !

1

971908

Таблица 2

Состав

Предел прочности, МПа

Сплав

ОтносительСодержание водорода в металле, смз/100 r ное удлинение, %

810

37

Предлагаемый

785

750

29

Известный

4 865 17 52

П римечание:

Наводороживание образцов из исследуемых сплавов производится в автоклаве по режиму: 700 С вЂ” 300 ч, давление газообразного водорода 50 МПа.

Определение влияния концентрации водорода на механические свойства сплавов проводится на стандартных плоскоразрывных образцах при комнатной температуре.

Концентрация водорода в образцах — свидетелях определяется методом вакуумной зкстракции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сталь ХН32Т, ТУ 14 †134 †21.

2. Сталь ЭП774, ТУ 14 — 134 — 21 — 72.

Составитель Л, Суязова

Техред А,Бабинец

Корректор М. Шароши

Подписное

Редактор О. Персиянцева

Тираж 660

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8493/11

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

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ниобий, железо, отличающаяся те а, что, с целью повышения водородоустойчивости, она дополнительно содержит двуокись тория и кальция, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,01 — 0,05

Кремний 0,2-0,5

Марганец 0,1 -0,8

Хром

Никель

Молибден щ Ниобий

Двуокись торин

Кальций

Железо

19,0 — 21,0

44,0 — 46,0

4,0 -6,0

0,8-1,2

0 05 — 0,3

0,005 — 0,08

Остальное