сталь
Классы МПК: | C22C38/42 с медью |
Автор(ы): | Дуб Владимир Семенович (RU), Дуб Алексей Владимирович (RU), Скоробогатых Владимир Николаевич (RU), Муханов Евгений Львович (RU), Ломакин Петр Александрович (RU), Гордюк Любовь Юрьевна (RU), Герасимов Владимир Сергеевич (RU), Никифоров Сергей Аркадьевич (RU), Твердохлеб Игорь Борисович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2010-08-23 публикация патента:
10.01.2012 |
Изобретение относится к области металлургии, в частности к легированной стали, используемой для изготовления деталей атомного и гидротурбинного оборудования, работающего при температурах от минус 30 до 350°С. Сталь содержит углерод, хром, никель, кремний, марганец, медь, серу, фосфор, алюминий, водород, кислород, кобальт и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,03-0,06, кремний 0,10-0,30, марганец 0,30-0,60, хром 12,00-13,5, никель 2,8-3,2, медь 0,8-1,3, водород не более 3 ppm, кислород не более 60 ppm, алюминий 0,002-0,015, кобальт не более 0,05, сера не более 0,015, фосфор не более 0,015, железо остальное. Сталь обладает высокой пластичностью и ударной вязкостью при отрицательных температурах, что позволяет повысить ресурс эксплуатации оборудования. 2 табл.
Формула изобретения
Сталь, содержащая углерод, хром, никель, кремний, марганец, медь, серу, фосфор и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюминий, водород, кислород и кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод | 0,03-0,06 |
Кремний | 0,10-0,30 |
Марганец | 0,30-0,60 |
Хром | 12,00-13,5 |
Никель | 2,8-3,2 |
Медь | 0,8-1,3 |
Водород, ppm | не более 3 |
Кислород, ppm | не более 60 |
Алюминий | 0,002-0,015 |
Кобальт | не более 0,05 |
Сера | не более 0,015 |
Фосфор | не более 0,015 |
Железо | Остальное |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области металлургии, в частности к легированной стали, которая может быть использована для изготовления деталей атомного и гидротурбинного оборудования, работающего при температурах от минус 30 до 350°С.
Известна высокопрочная коррозионностойкая сталь мартенситного класса, состоящая из следующих компонентов, мас.%:
Углерод | до 0,06 |
Кремний | до 0,04 |
Марганец | 0,30-0,60 |
Хром | 12,00-13,0 |
Никель | 2,8-3,2 |
Медь | 0,8-1,1 |
Сера | до 0,025 |
Фосфор | до 0,025 |
Железо | остальное |
Недостатком указанной стали является невысокая ударная вязкость, в частности в области отрицательных температур, а следовательно, повышенные значения критической температуры хрупкости.
С целью повышения ударной вязкости предложена экономнолегированная коррозионностойкая сталь, содержащая углерод, хром, никель, кремний, марганец, медь и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюминий, водород, кислород и кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод | 0,03-0,06 |
Кремний | 0,10-0,30 |
Марганец | 0,30-0,60 |
Хром | 12,00-13,5 |
Никель | 2,8-3,2 |
Медь | 0,8-1,3 |
Водород | не более 3 ррм |
Кислород | не более 60 ррм |
Алюминий | 0,002-0,015 |
Кобальт | не более 0,05 |
Сера | не более 0,015% |
Фосфор | не более 0,015% |
Железо | остальное |
Предлагаемая сталь, при изготовлении из нее литых и кованых изделий элементов оборудования АЭУ, обладает более высокой пластичностью и ударной вязкостью при отрицательных температурах, при этом критическая температура хрупкости снижается в сторону отрицательных температур. Это позволит увеличить ресурс эксплуатации оборудования свыше 30 лет. Достигаемый эффект обеспечивается за счет повышения чистоты металла по неметаллическим включениям путем введения алюминия и кислорода в заданных пределах (снижается содержание оксидов, силикатов, алюмосиликатов и сульфидов ниже 2,5 балла по шкале ГОСТ 1778), а также за счет исключения возможности флокенообразования и водородного охрупчивания при содержании водорода в заданных пределах.
Химические составы трех плавок предлагаемой стали и двух плавок известной стали приведены в табл. 1. В табл. 2 приведены механические свойства и ударная вязкость (в т.ч. при отрицательных температурах до -60°С) предлагаемой стали после оптимального режима термической обработки: первая нормализация от 950°С, вторая нормализация от 800°С, отпуск при температуре 620°С.