SU551405A1 - Heat resistant steel - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к стал м дл  конструкций , работающих в агрессивных средах (высокотемпературных газовых средах, содержащих сернистые соединени , в кониентриро- 5 ванной азотной кислоте и т.п.).The invention relates to ferrous metallurgy, in particular, to steels for structures operating in corrosive environments (high-temperature gaseous media containing sulfur compounds, in concentrated nitric acid, etc.).

Наиболее близка к изобретению жаростойка  сталь, содержаща  компоненты в следукь щем соотнощении, вес.%:Closest to the invention is heat-resistant steel, containing components in the following ratio, wt.%:

Углероддо 0,110Carbondo 0,110

Кремний0,5-1,5;Silicon 0.5-1.5;

Хром16,0-19,0Chrom16.0-19.0

Алюминий1,5-3,0Aluminum1.5-3.0

Марганецдо 0,5Manganese 0.5

Титан и/или ниобий 0,5-0,815Titanium and / or Niobium 0.5-0.815

Азот0,022-0,18Nitro0,022-0,18

ЖелезоОстальное.Iron Else.

В известной стали не ограничено содержание азота, вследствие чегэ сталь склонна к go хрупкому разрушению в процессе сварки. По этому сварку этой стали необходимо проводить с сопутствующим подогревом и с последующей немедленной термической обработкой. Дл  получени  качественных сварных соеди-25In the known steel, the nitrogen content is not limited, because of the steel, the steel is prone to go brittle fracture during the welding process. Therefore, this steel should be welded with concomitant heating and followed by immediate heat treatment. To obtain high-quality welded compounds

нений следует сместить порог хрупкости ста ли в область отрицательных температур, дл  чего необходимо обеспечить суммарное содержание азота и углерода не более 0,025% Порог хрупкости стали, при суммарном содержании в ней углерода и азота 0,03% и более, переходит в область положительных температур, что  вл етс  основной причиной ее плохой свариваемости. Склонность стали к хрупкому разрушению еще более возрастает с введением кремни  в количестве более 0,5%. По тем же причинам деформаци  известной стали должна производитьс  с подогревом . Сварные соединени  этой стали не могут надежно работать в услови х воздействи  окислительных серосодержащих газовых сред в св зи с повыщенной хрупкостью и наличием в них дефектов. Сопротивление материала высокотемпературному окислению может еще более снизитьс  при работе в услови х теплосмен.The brittleness threshold should be shifted to negative temperatures, for which it is necessary to provide a total nitrogen and carbon content of no more than 0.025%. which is the main reason for its poor weldability. The tendency of steel to brittle fracture further increases with the introduction of silicon in an amount of more than 0.5%. For the same reasons, the deformation of the known steel must be carried out with heating. Welded joints of this steel cannot reliably operate under the conditions of exposure to oxidizing sulfur-containing gaseous media due to increased brittleness and the presence of defects in them. The resistance of the material to high-temperature oxidation may be further reduced when operating under heat exchange conditions.

Цель изобретени  - улучшение свариваемсти стали, холодной деформируемости и повышение надежности работы сварных соединений в окислительных газовых средах приThe purpose of the invention is to improve the weldability of steel, cold deformability and increase the reliability of welded joints in oxidizing gas environments

высоких температурах до 1300 С (например в средах, содержащих SOj, ).high temperatures up to 1300 C (for example, in environments containing SOj,).

Это достигаетс  тем, что предлагаема  сталь имеет следующий состав компонентов , вес.%:This is achieved by the fact that the proposed steel has the following composition of components, wt.%:

Углерод0,003-0,01Carbon0.003-0.01

Азот0,003-0,015Nitrogen0,003-0,015

Хром16,0 -19,5Chrome 16.0 -19.5

2.2 -3,5 О,02- 0,152.2 -3.5 O, 02-0.15

0,1 - 0,5 Остальное0.1 - 0.5 Else

при условии что сумма содержаний углерода и азота составл ет 0,006-0,025%.provided that the sum of the carbon and nitrogen contents is 0.006-0.025%.

В табл. 1 приведены химические составы предлагаемой стали.In tab. 1 shows the chemical compositions of the proposed steel.

Таблица 1Table 1

Глубина проникновени  коррозии в предлагаемой стали с содержанием легирующих элементов в указанных пределах за 40ОО час испытани  составл ет; на воздухе при 110О°С 0,О2 мм (увеличение массы -8 мг/см за 4000 час и 1,4 мг/см за 100 час), при 1300 С - 0,1 мм; в контакте с сёросодержащей газовой средой при 900 С - мм. Жаростойкость известной стали на воздуПредлагаема  сталь обладает равнопрочностью сварных соединений основному металлу . Механические свойства всех трех составов стали при комнатной температуреThe penetration depth of corrosion in the proposed steel with the content of alloying elements within the specified limits for 40OO hour of testing is; in air at 110 ° C 0, O2 mm (mass gain -8 mg / cm over 4000 hours and 1.4 mg / cm per 100 hours), at 1300 C - 0.1 mm; in contact with the seo-containing gaseous medium at 900 ° C - mm. Heat resistance of a known steel on airWe offer steel has equal strength of welded joints to the base metal. Mechanical properties of all three steel compositions at room temperature

наход тс  в пределах допустимого разброса экспериментальных данньпс и приведены в 50 табл. 3.are within the allowable variation of experimental data and are given in table 50. 3

Таблица 3 хе за 100 час испытани  представлена в табл. 2, Данные по жаростойкости сталипрототипа , полученные на базе 100 час испытаний ,  вл ютс  нехарактерными в св зи с тем, что закономерность окислени  подобных сталей не сохран етс  при длительных испытани х. После 1500-2000 час испытаний закономерность окислени  измен етс  в сторону интенсификации процесса. Таблица 2Table 3 of the 100 hours of testing is presented in Table. 2, The data on heat resistance of the steel prototype, obtained on the basis of 100 hours of testing, is uncharacteristic due to the fact that the pattern of oxidation of such steels is not maintained during long-term tests. After 1500-2000 hours of testing, the pattern of oxidation changes in the direction of process intensification. table 2

Ударна  в зкость сварного шва равна 8-12 кгм/см,околошовной зоны -10 кгм/см Микротвердость металла сварного шва составл ет 180 кг/мм , а основного металла -160 кг/мм .The impact viscosity of the weld is 8–12 kgm / cm, the heat-affected zone is 10 kgm / cm. The microhardness of the weld metal is 180 kg / mm, and that of the base metal is 160 kg / mm.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Жаростойка  сталь, содержаща  углерод, хром, алюминий, кремний, ниобий, азот, и железо, отличающа с  тем, что, с целью улучшени  свариваемости, холоднойHeat resistant steel containing carbon, chromium, aluminum, silicon, niobium, nitrogen, and iron, characterized in that, in order to improve weldability, cold деформируемости и повышени  жаростойкости до 1300 С, она имеет следующий состав компонентов, вес.%:deformability and increase of heat resistance up to 1300 C, it has the following composition of components, wt.%: Углерод0,003-0,01Carbon0.003-0.01 Азот0,003-0,015Nitrogen0,003-0,015 Хром16,0 -19,5Chrome 16.0 -19.5 Алюминий2,2 -3,5Aluminum2.2 -3.5 Кремний0,02 -0,15Silicon0.02-0.15 Ниобий0,1 - 0,5Niobium 0.1 - 0.5 ЖелезоОстальное,Iron Else, при условии, что сумма содержаний углерода и азота составл ет 0,006-0,025%.provided that the sum of carbon and nitrogen is 0.006-0.025%.