RU2107109C1 - Жаропрочная аустенитная сталь - Google Patents
Жаропрочная аустенитная сталь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2107109C1 RU2107109C1 RU94037343/02A RU94037343A RU2107109C1 RU 2107109 C1 RU2107109 C1 RU 2107109C1 RU 94037343/02 A RU94037343/02 A RU 94037343/02A RU 94037343 A RU94037343 A RU 94037343A RU 2107109 C1 RU2107109 C1 RU 2107109C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen
- steel
- nickel
- manganese
- silicon
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к жаропрочным сталям, и может быть использовано при производстве центробежных труб, предназначенных для изготовления змеевиков трубчатых печей, роликов и других деталей, работающих в агрессивных средах при высоких температурах и давлениях. Предложенная жаропрочная аустенитная сталь содержит компоненты в следующем соотношении (мас. %): углерод 0,2 - 0,3, кремний 1,0 - 3,0, марганец 4,0 - 6,0, никель 14,0 - 16,0, хром 24,0 - 26,0, азот 0,2 - 0,5, цирконий 0,005 - 0,05, железо - остальное. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к жаропрочным сталям, и может быть использовано при производстве центробежных труб, предназначенных для изготовления змеевиков трубчатых печей, роликов и других деталей, работающих в условиях с агрессивными средами, высоких температур и давлений.
Известен немагнитный сплав, содержащий (мас.%):
Марганец - 2,95... 4,9
Никель - 13,5... 29
Хром - 23... 26
Медь - 3... 6,39
Молибден - 3,75... 6
Азот - 0,1... 0,45
Ниобий - 0,3... 2,07
Ванадий - менее 1
Титан - менее 1
Кобальт - менее 5
Церий, лантан - менее 0,3
Сплав характеризуется высокой коррозионной стойкостью в растворах, содержащих хлориды, улучшенной свариваемостью, высокими литейными свойствами [1] .
Марганец - 2,95... 4,9
Никель - 13,5... 29
Хром - 23... 26
Медь - 3... 6,39
Молибден - 3,75... 6
Азот - 0,1... 0,45
Ниобий - 0,3... 2,07
Ванадий - менее 1
Титан - менее 1
Кобальт - менее 5
Церий, лантан - менее 0,3
Сплав характеризуется высокой коррозионной стойкостью в растворах, содержащих хлориды, улучшенной свариваемостью, высокими литейными свойствами [1] .
К недостачам известного сплава можно отнести значительный разброс свойств, в том числе предела прочности и длительной прочности при изменении содержания никеля от 13,5 до 29%. Кроме того, присутствие сильных нитридообразующих (таких, как ванадий до 1%, титан до 1%, ниобий до 2,07%) при содержании азота до 0,45 приводит к резкому снижению механических свойств сплава.
Известная прочная аустенитная сталь, содержащая (мас.%):
Углерод - менее 0,02
Кремний - менее 0,7
Марганец - 1,5...6,5
Никель - 17,5...30
Хром - 23...35
Молибден - 1,5...5,5
Азот - 0,15...0,45
более одного элемента из группы: ниобий, тантал, ванадий менее 15% [2].
Углерод - менее 0,02
Кремний - менее 0,7
Марганец - 1,5...6,5
Никель - 17,5...30
Хром - 23...35
Молибден - 1,5...5,5
Азот - 0,15...0,45
более одного элемента из группы: ниобий, тантал, ванадий менее 15% [2].
К недостаткам известного сплава можно отнести значительный разброс свойств при изменении содержания никеля от 17,5 до 30%, хрома от 23 до 35%. Кроме того, содержание в стали ниобия, тантала, ванадия в количестве до 15% при высоком содержании азота приводит к образованию очень крупных нитридов, являющихся концентраторами напряжения, что вызывает растрескивание металла, снижение длительной прочности при высоких температурах.
Известна сталь для металлических приспособлений печей обжига керамики, содержащая (мас.%):
Углерод - менее 0,20
Кремний - 1...4
Марганец - менее 2
Никель - 10...15
Хром - 20...25
Бор - 0,003...0,05
Азот - 0,02...0,2
Алюминий - 2...4
по крайней мере один из элементов молибден, вольфрам, тантал, ниобий, титан в количестве 0,2...1% в целом. Металлические приспособления, используемые в печах наряду с высокой жаропрочностью, имеют высокое сопротивление высокотемпературному окислению [3].
Углерод - менее 0,20
Кремний - 1...4
Марганец - менее 2
Никель - 10...15
Хром - 20...25
Бор - 0,003...0,05
Азот - 0,02...0,2
Алюминий - 2...4
по крайней мере один из элементов молибден, вольфрам, тантал, ниобий, титан в количестве 0,2...1% в целом. Металлические приспособления, используемые в печах наряду с высокой жаропрочностью, имеют высокое сопротивление высокотемпературному окислению [3].
К недостаткам стали можно отнести высокую окисленность жидкой стали в присутствии 2-4% алюминия, высокое содержание кислорода и серы и как следствие неудовлетворительные механические свойства. Кроме того, присутствие в стали указанного количества алюминия (до 4%), ниобия, титана (до 1%), тантала и азота приводит к образованию очень крупных нитридов (уже в процессе выплавки в жидкой стали) и отсутствию твердого раствора внедрения азота (весь азот находится в связанном состоянии).
Присутствие в стали крупных нитридов - концентраторов напряжения, отсутствие твердого раствора внедрения азота приводит в растрескиванию стали под нагрузкой и резкому снижению прочностных характеристик, в том числе и длительной прочности при высоких температурах.
Задачей изобретения является исключение указанных недостатков и повышение прочностных характеристик. Для решения указанной задачи предлагается жаропрочная аустенитная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, никель, хром, азот, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит цирконий, при следующем соотношении элементов:
Углерод - 0,20...0,30
Кремний - 1,0...3,0
Марганец - 4,0...6,0
Никель - 14,0...16,0
Хром - 24,0...26,0
Азот - 0,20...0,50
Цирконий - 0,0005...0,05
Железо - Остальное
Введение в сталь повышенного в сравнении с прототипом азота (0,2...0,5%) при содержании циркония 0,0005...0,5% обеспечивает оптимальную температуру образования мелкодисперсных нитридов и их оптимальное количество, при этом остальной - несвязанный - азот присутствует в твердом растворе. Повышению растворимости азота в твердом растворе аустенита способствует и повышенное по сравнению с прототипом содержание марганца.
Углерод - 0,20...0,30
Кремний - 1,0...3,0
Марганец - 4,0...6,0
Никель - 14,0...16,0
Хром - 24,0...26,0
Азот - 0,20...0,50
Цирконий - 0,0005...0,05
Железо - Остальное
Введение в сталь повышенного в сравнении с прототипом азота (0,2...0,5%) при содержании циркония 0,0005...0,5% обеспечивает оптимальную температуру образования мелкодисперсных нитридов и их оптимальное количество, при этом остальной - несвязанный - азот присутствует в твердом растворе. Повышению растворимости азота в твердом растворе аустенита способствует и повышенное по сравнению с прототипом содержание марганца.
Все это обеспечивает максимальные механические свойства стали, в том числе и длительную прочность при высоких температурах. Следует отметить, что сталь предложенного состава имеет хорошие линейтые свойства, свариваемость, высокую коррозионную стойкость.
Сталь выплавляли в индукционной печи с легированием азотом азотированными ферросплавами. В таблице приведены химический состав предлагаемой стали и стали-прототипа. Из таблицы видно, что при запредельных значениях по содержанию азота и циркония предел прочности при 20oC и предел длительной прочности при высоких температурах уменьшается, что можно объяснить неоптимальной температурой нитридообразования и неоптимальным соотношением связанного и растворенного азота. Оптимальными являются составы стали в заявленных пределах. Сталь-прототип вследствие высокого содержания нитридообразующих (алюминия, ниобия и др. ) и азота имеет показатели прочности существенно ниже. Высоконикелиевая сталь также имеет прочностные характеристики ниже, чем заявленная сталь, что можно объяснить отсутствием азота в твердом растворе и высоким содержанием никеля в стали.
Из приведенных результатов видно, что предложенная сталь обладает более высокой длительной прочностью, чем известная сталь.
Claims (1)
- Жаропрочная аустенитная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, никель, хром, азот и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении элементов, мас.%:
Углерод - 0,2 - 0,3
Кремний - 1 - 3
Марганец - 4 - 6
Никель - 14 - 16
Хром - 24 - 26
Азот - 0,2 - 0,5
Цирконий - 0,005 - 0,05
Железо - Остальное$
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94037343/02A RU2107109C1 (ru) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Жаропрочная аустенитная сталь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94037343/02A RU2107109C1 (ru) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Жаропрочная аустенитная сталь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94037343A RU94037343A (ru) | 1996-08-10 |
RU2107109C1 true RU2107109C1 (ru) | 1998-03-20 |
Family
ID=20161289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94037343/02A RU2107109C1 (ru) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | Жаропрочная аустенитная сталь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2107109C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450080C2 (ru) * | 2007-12-20 | 2012-05-10 | ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. | Экономнолегированная, коррозионно-стойкая аустенитная нержавеющая сталь |
RU2461641C2 (ru) * | 2007-12-20 | 2012-09-20 | ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. | Аустенитная нержавеющая сталь с низким содержанием никеля и содержащая стабилизирующие элементы |
US8313691B2 (en) | 2007-11-29 | 2012-11-20 | Ati Properties, Inc. | Lean austenitic stainless steel |
US8337749B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-12-25 | Ati Properties, Inc. | Lean austenitic stainless steel |
CN104651737A (zh) * | 2013-11-20 | 2015-05-27 | 兴化市金牛机械铸造有限公司 | 一种节镍型耐热钢 |
-
1994
- 1994-10-04 RU RU94037343/02A patent/RU2107109C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8858872B2 (en) | 2007-11-29 | 2014-10-14 | Ati Properties, Inc. | Lean austenitic stainless steel |
US10370748B2 (en) | 2007-11-29 | 2019-08-06 | Ati Properties Llc | Lean austenitic stainless steel |
US8313691B2 (en) | 2007-11-29 | 2012-11-20 | Ati Properties, Inc. | Lean austenitic stainless steel |
US9617628B2 (en) | 2007-11-29 | 2017-04-11 | Ati Properties Llc | Lean austenitic stainless steel |
US9121089B2 (en) | 2007-12-20 | 2015-09-01 | Ati Properties, Inc. | Lean austenitic stainless steel |
US8337748B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-12-25 | Ati Properties, Inc. | Lean austenitic stainless steel containing stabilizing elements |
US8877121B2 (en) | 2007-12-20 | 2014-11-04 | Ati Properties, Inc. | Corrosion resistant lean austenitic stainless steel |
RU2450080C2 (ru) * | 2007-12-20 | 2012-05-10 | ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. | Экономнолегированная, коррозионно-стойкая аустенитная нержавеющая сталь |
US9133538B2 (en) | 2007-12-20 | 2015-09-15 | Ati Properties, Inc. | Lean austenitic stainless steel containing stabilizing elements |
US8337749B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-12-25 | Ati Properties, Inc. | Lean austenitic stainless steel |
US9624564B2 (en) | 2007-12-20 | 2017-04-18 | Ati Properties Llc | Corrosion resistant lean austenitic stainless steel |
US9822435B2 (en) | 2007-12-20 | 2017-11-21 | Ati Properties Llc | Lean austenitic stainless steel |
US9873932B2 (en) | 2007-12-20 | 2018-01-23 | Ati Properties Llc | Lean austenitic stainless steel containing stabilizing elements |
US10323308B2 (en) | 2007-12-20 | 2019-06-18 | Ati Properties Llc | Corrosion resistant lean austenitic stainless steel |
RU2461641C2 (ru) * | 2007-12-20 | 2012-09-20 | ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. | Аустенитная нержавеющая сталь с низким содержанием никеля и содержащая стабилизирующие элементы |
CN104651737A (zh) * | 2013-11-20 | 2015-05-27 | 兴化市金牛机械铸造有限公司 | 一种节镍型耐热钢 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94037343A (ru) | 1996-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR900006870B1 (ko) | 페라이트-오스테나이트 강철합금 | |
RU2586366C2 (ru) | Аустенитная нержавеющая сталь | |
SE516137C2 (sv) | Värmebeständigt austenitiskt stål | |
WO2011124970A1 (en) | Austenitic heat-resistant cast steel | |
RU2107109C1 (ru) | Жаропрочная аустенитная сталь | |
US5223214A (en) | Heat treating furnace alloys | |
US4119456A (en) | High-strength cast heat-resistant alloy | |
CN1043253C (zh) | 铝锰硅氮系奥氏体不锈耐酸钢 | |
JP2716807B2 (ja) | 高強度低合金耐熱鋼 | |
US4368172A (en) | Heat resistant cast alloy | |
JPH07138708A (ja) | 高温強度と熱間加工性の良好なオーステナイト鋼 | |
JPS59229470A (ja) | 高靭性Fe−Cr−Ni系鋳造耐熱合金 | |
SU1375674A1 (ru) | Белый износостойкий чугун | |
RU2013462C1 (ru) | Сталь | |
JPS6254388B2 (ru) | ||
JPS58120768A (ja) | 冷間加工性に優れたステンレス鋼 | |
RU2716922C1 (ru) | Аустенитная коррозионно-стойкая сталь с азотом | |
JPS5943851A (ja) | 高温特性のすぐれた高強度鋳造合金 | |
JP3565155B2 (ja) | 高強度低合金耐熱鋼 | |
RU2229532C2 (ru) | Сталь | |
SU1076487A1 (ru) | Нержавеюща сталь | |
KR840000545B1 (ko) | 내열주조 합금 | |
SU1475970A1 (ru) | Сталь | |
JPH046242A (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPS6024344A (ja) | Fe−Ni−Cr系耐熱合金 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051005 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070727 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121005 |