CZ279285B6 - Modifikovaná chromová ocel - Google Patents
Modifikovaná chromová ocel Download PDFInfo
- Publication number
- CZ279285B6 CZ279285B6 CS904371A CS437190A CZ279285B6 CZ 279285 B6 CZ279285 B6 CZ 279285B6 CS 904371 A CS904371 A CS 904371A CS 437190 A CS437190 A CS 437190A CZ 279285 B6 CZ279285 B6 CZ 279285B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- traces
- steel
- titanium
- nitrogen
- vanadium
- Prior art date
Links
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical class [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 9
- 229910000669 Chrome steel Inorganic materials 0.000 title description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 20
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 claims description 12
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N azanylidynevanadium Chemical compound [V]#N SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Modifikovaná chromová ocel, zejména pro tvářené součásti energetického a chemického průmyslu, obsahující kromě železa a obvyklých doprovodných prvků a nečistot v % hmot. 0,05 až 0,25 % uhlíku, stopy až l % manganu, stopy až l % křemíku, stopy až 0,8 % niklu, 8 až 12,5 % chromu, 0,8 až 1,2 % molybdenu a 0,05 až 0,4 % vanadu, dále obsahuje stopy až 0,030 % hliníku, stopy až 0,1 % titanu a stopy až 0,05 % dusíku při současné platnosti vztahu N - (0,52 Al + 0,29 Ti) = 0,010, kde značí : N, Al, Ti - celkové obsahy dusíku, hliníku a titanu v oceli ( v % hmot.).ŕ
Description
Vynález se týká modifikované chromové oceli pro tvářené součásti, jako jsou například trubky, výkovky a plechy, které se používají pro vysoce namáhané části energetických a chemických zařízení, pracujících za zvýšených teplot do 600 až 625 °C.
Pro vysoce namáhané části energetických a chemických zařízeni, které jsou dlouhodobě vystaveny creepovému namáhání, se dosud používají modifikované chromové oceli typu 0,12 % C - 9 % Cr
- 1 % Mo, 0,12 % C - 9 % Cr - 1 % Mo - V a typu 0,20 % C - 12 % Cr - 1 % Mo - V. Ocel typu 0,12%C-9%Cr - 1 % Mo obsahuje stopy až 0,15 % uhlíku, 0,3 až 0,6 % manganu, 0,25 až 1 % křemíku, stopy až 0,030 % fosforu, stopy až 0,30 % síry, 8 až 10 % chrómu a 0,9 až 1,1 % molybdenu, ocel typu 0,12 % C - 9 % Cr
- 1 % Mo-V obsahuje 0,06 až 0,15 % uhlíku, 0,3 až 0,6 % manganu, 0,25 až 1 % křemíku, stopy až 0,030 % fosforu, stopy až 0,030 % síry, 8 až 10 % chrómu, 0,9 až 1,1 % molybdenu a 0,09 až 0,20 % vanadu, přičemž ocel typu 0,20 % C - 12 % Cr - 1 % Mo-V obsahuje 0,177 až 0,23 % uhlíku, 0,5 až 1 % manganu, 0,25 až 0,60 % křemíku, stopy až 0,035 % fosforu, stopy až 0,035 % síry, 0,3 až 0,8 % niklu, 10 až 12,5 % chroinu, 0,8 až 1,2 % molybdenu a 0,20 až 0,35 % vanadu. Tyto shora uvedené ocele, jejichž chemické složení je vyjádřeno v procentech hmot., zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty, jsou charakterizované mechanickými vlastnostmi při 20 °C a středními a minimálními hodnotami meze pevnosti při tečení za 100 000 hodin, které jsou zřejmé z této tabulky, kde minimální hodnoty jsou uváděny v závorkách a jsou o 20 % nižší než střední hodnoty.
| Ocel typu | Rm [MPa] | Re | A5 [%] | KCU3 [J.cm-2 | W105 ] 550 °C | [MPa] 600 °C | ||
| 0,20% C | - 12% Cr - | 686 | až | min. | min. | min. | 139 | 63 |
| - 1% | Mo-V | 883 | 490 | 16 | 59 | (111,2) | (50,4) | |
| 0,12% C | - 9% Cr - | 540 | až | min. | min. | 'min. | 106 | 47 |
| - 1% | Mo-V | 740 | 390 | 18 | 70 | (84,8) | (37,6) | |
| 0,12% C | - 9% Cr - | 490 | až | min. | min. | min. | 78 | 34 |
| - 1% | Mo | 740 | 390 | 18 | 70 | (62,4) | (27,2) | |
| Modifikované | chromové | ocele pro | tvářené | součásti se | vyznaču- |
jí bainitickou, bainiticko-martenzitickou nebo martenzitickou strukturou s minimálním obsahem feritu - delta do 5 %, popřípadě lokálně do 10 %. Na precipitačním zpevnění oceli typu CrMoV se vedle částic karbidu M23Cg podílejí i velmi jemné částice karbonitridu vanadu, jejichž přítomnost ve struktuře je příčinou zlepšení žárupevných vlastností ocelí typů 0,12% C - 9 % Cr -1% Mo-V a 0,20 % C - 12 % Cr - 1 % Mo-V ve srovnání s ocelemi typu 0,12 % C - 9 % Cr - 1 % Mo bez vanadu. Protože částice karbonitridu vanadu jsou svým složením velmi blízké nitridu vanadu, podmínkou pro precipitaci těchto částic při popouštění a zejména
-1.Λ v průběhu vysokoteplotní expozice je dostatečný obsah dusíku v tuhém roztoku.
Nevýhodou modifikovaných chromových ocelí je, že není určen vzájemný vztah mezi obsahy hliníku, titanu a dusíku v oceli, kde při vysokém obsahu hliníku a titanu a nízkém obsahu dusíku v oceli vznikají ve struktuře velké částice nitridů hliníku A1N, popřípadě nitridů titanu TiN, které zabraňují vzniku jemné fáze karbonitridu vanadu. Jestliže ve struktuře není přítomen karbonitrid vanadu, nedosáhne se očekávané žárupevnosti modifikovaných chromových ocelí. Přítomnost velkých částic nitridů hliníku A1N a nitridů titanu TiN nemá příznivý vliv na žárupevné vlastnosti, naopak má nepříznivý vliv na plastické vlastnosti za normálních i zvýšených teplot.
Také je nevýhodou, že rozptyl středních hodnot meze pevnosti při tečení převyšuje značné přípustný rozptyl ±20 %, přičemž v některých případech mohou být zjištěné střední hodnoty této meze pevnosti až o 50 % nižší.
Uvedené nevýhody odstraňuje modifikovaná chromová ocel, zejména pro tvářené součásti energetického a chemického průmyslu, podle vynálezu, která obsahuje v procentech hmot. 0,05 až 0,25 % uhlíku, stopy až 1 % manganu, stopy až 1 % křemíku, stopy až 0,8 % niklu, 8 až 12,5 % chrómu, 0,8 až 1,2 % molybdenu a 0,05 až 0,4 % vanadu, zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že tato ocel dále obsahuje stopy až 0,030 % hliníku, stopy až 0,1 % titanu a stopy až 0,05 % dusíku při současné platnosti vztahu
N - (0,52 AI + 0,29 Ti) > 0,010, kde značí:
N, AI, Ti - celkové obsahy dusíku, hliníku a titanu v oceli (v % hmot.).
Výhodou modifikované chromové oceli podle vynálezu je zamezení vzniku částic nitridu hliníku ve struktuře, které mají negativní účinek na mez pevnosti při tečení a na plasticitu materiálu za normálních i zvýšených teplot. Respektováním shora uvedeného vztahu se naopak podporuje vylučování jemných částic karbonitridu vanadu, jejichž přítomnost ve struktuře oceli je zárukou dosažení požadovaných žárupevných i plastických vlastností všech vyráběných taveb a snížení rozptylu středních hodnot meze pevnosti při tečení. Tyto uvedené skutečnosti přispívají ke zvýšení spolehlivosti tvářených součástí, používaných zejména pro tlaková zařízení, pracující za zvýšených teplot v energetickém a chemickém průmyslu.
K bližšímu objasnění vynálezu se dále uvádějí tyto dva příklady:
Příklad 1
V ocelárně byla vyrobena experimentální tavba modifikované chromové oceli typu 0,20 % C - 12 % Cr - 1 % Mo-V o chemickém
-24ι složeni 0,19 % uhlíku, 0,74 % manganu, 0,42 % křemíku, 0,029 % fosforu, 0,016 % síry, 12,5 % chrómu, 0,45 % niklu, 1,08 % molybdenu, 0,21 % vanadu, 0,013 % hliníku, 0,004 % titanu a 0,031 % dusíku, vyjádřeno v procentech hmot., zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty, z níž byly vyrobeny bezešvé trubky, u kterých po normalizačním žíhání a popouštění bylo dosaženo jak požadovaných základních mechanických vlastností při 20 C, tak i očekávaných středních hodnot meze pevnosti při tečení za 100 000 hodin a minimální rychlost creepu, jak dokazuje tato tabulka.
Rm Re KCU3 RmT/105 [MPa] Min.rychlost creepu [s-1] [MPa] [J/cm2] 550 °C 600 °C 575 °C/100 MPa 600 °C/60 MPa
830 628 102 130 51 2,49.10-10 0,96.10-10
Podmínku pro dosažení očekávané žárupevnosti oceli zaručuje minimální obsah dusíku v tuhém roztoku, který podle vynálezu je dán vztahem
N - (0,52 AI + 0,29 Ti) >0,010, kde po dosazení celkových obsahů jednotlivých prvků do tohoto vzorce a provedeném výpočtu je pro shora uvedenou tavbu charakteristická hodnota 0,02308, která je vyšší než 0,010, čímž tato tavba splňuje podmínku pro dosažení očekávané žárupevnosti pro bezešvé trubky z oceli typu 0,20 % C - 12 % Cr - 1 % Mo-V.
Příklad 2
Pro srovnání byla vyrobena experimentální tavba modifikované chromové oceli stejného typu, ale o chemickém složení 0,20 % uhlíku, 0,84 % manganu, 0,41 % křemíku, 0,022 % fosforu, 0,014 % síry, 11,65 % chrómu, 0,52 % niklu, 0,95 % molybdenu, 0,28 % vanadu, 0,048 % hliníku, 0,005 % titanu a 0,017 % dusíku, vyjádřeno v % hmot., zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty, z níž byly také vyrobeny bezešvé trubky, u kterých po normalizačním žíhání a popouštění bylo sice dosaženo požadovaných mechanických vlastností při 20 “C při současném splnění dosavadních požadavků z hlediska chemického složení, ale zároveň byly experimentálně zjištěny i hodnoty meze pevnosti při tečení za 100 000 hodin, které byly hluboko pod minimálními středními hodnotami meze pevnosti při tečení, přičemž střední hodnota meze pevnosti při tečeni při 550 °C za 105 hodin odpovídala očekávané mezi pevnosti při tečení oceli typu 0,12 % C - 9%Cr-l%Mo,
| což je zřejmé i | z této tabulky. | ||
| Rm Re KCU3 [MPa] [J/cm2; | RnT/105 ] 550 °C | [MPa] 600 °C | Min.rychlost creepu [s-1] 575 °C/100 MPa 600 °C/60 MPa |
| 772 571 80 | 82,8 | 42,6 | 2,5.10-9 1,02.10-9 |
-3CZ 279285 B6
Pro tuto tavbu modifikované chromové oceli je po dosazení celkových obsahů jednotlivých prvků do shora uvedeného vzorce a provedeném výpočtu charakteristická hodnota - 0,009, která je nižší než 0,010. Tím tato tavba nesplňuje podmínku pro dosažení očekávané žárupevnosti pro bezešvé trubky z 12% chromové oceli modifikované molybdenem a vanadem (typ 0,20 % C - 12 % Cr - 1 % Mo-V), protože když při nízkém obsahu dusíku v oceli a relativně vysokém obsahu hliníku a titanu se změní uvedená nerovnost tak, že je menší nebo rovná číslu 0, klesne žárupevnost trubek na úroveň tvářených součástí, vyrobených z modifikované chromové oceli bez vanadu, a to typu 0,12 % C - 9 % Cr- 1 % Mo.
Modifikované chromové oceli podle vynálezu je možno použít zejména pro tlaková zařízení tepelných elektráren, jako například pro kotle fluidního spalování a dále pro zařízení jaderných elektráren.
Claims (1)
- Modifikovaná chromová ocel, zejména pro tvářené součásti energetického a chemického průmyslu, obsahující 0,05 až 0,25 % uhlíku, stopy až 1 % manganu, stopy až 1 % křemíku, stopy až 0,8 % niklu, 8 až 12,5 % chrómu, 0,8 až 1,2 % molybdenu a 0,05 až 0,4 % vanadu, vyjádřeno v procentech hmot., zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty, vyznačující se tím, že dále obsahuje stopy až 0,030 % hliníku, stopy až 0,1 % titanu a stopy až 0,05 % dusíku, při současné platnosti vztahuN - (0,52 Al + 0,29 Ti) > 0,010, kde značí:N, Al, Ti - celkové obsahy dusíku, hliníku a titanu v oceli v % hmot.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS904371A CZ279285B6 (cs) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | Modifikovaná chromová ocel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS904371A CZ279285B6 (cs) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | Modifikovaná chromová ocel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS437190A3 CS437190A3 (en) | 1992-03-18 |
| CZ279285B6 true CZ279285B6 (cs) | 1995-04-12 |
Family
ID=5386290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS904371A CZ279285B6 (cs) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | Modifikovaná chromová ocel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ279285B6 (cs) |
-
1990
- 1990-09-10 CZ CS904371A patent/CZ279285B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS437190A3 (en) | 1992-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPWO2006106944A1 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
| SK16492001A3 (sk) | Ocele na žiarupevné tvárnené súčasti | |
| KR20080066867A (ko) | 오일 패치 설비용 고강도 부식 저항성 합금 | |
| EP0525331A1 (en) | Heat resisting, ferritic steel with high chromium content and having improved resistance to embrittlement by intergranular precipitation of copper | |
| WO2002061162A1 (fr) | Alliage de martensite refractaire possedant une excellente resistance a la rupture en fluage a haute temperature et une excellente endurance et procede de production de ce dernier | |
| HK209996A (en) | Austenitic stainless steel | |
| US5462615A (en) | Weldable high-strength structural steel with 13% chromium | |
| US4420335A (en) | Materials for rolls | |
| US4740255A (en) | High strength weldable seamless tube of low alloy steel | |
| US3463677A (en) | Weldable high strength steel | |
| WO1986007096A1 (fr) | Procede de production de tuyaux en acier haute resistance sans soudure presentant une excellente resistance aux fissures de corrosion sous contraintes dues aux sulfures | |
| EP0816523B1 (en) | Low-Cr ferritic steels and low-Cr ferritic cast steels having excellent high-temperature strength and weldability | |
| JPS634897B2 (cs) | ||
| US2986463A (en) | High strength heat resistant alloy steel | |
| JPS61177352A (ja) | 石油化学工業反応管用耐熱鋳鋼 | |
| JP3387145B2 (ja) | 高温延性および高温強度に優れた高Ｃｒフェライト鋼 | |
| KR0143481B1 (ko) | 2상 스테인레스강 및 이를 이용한 강판의 제조방법 | |
| US4917860A (en) | Corrosion resistant alloy | |
| JPH07157852A (ja) | 高温塩害特性に優れたフェライト系ステンレス鋼 | |
| JPH0885848A (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼 | |
| JPH04354856A (ja) | 靱性ならびにクリープ強度に優れたフェライト系耐熱鋼とその製造方法 | |
| JPH0762497A (ja) | 高温強度と靱性の優れた高Ｃｒフェライト系耐熱鋼 | |
| JP3998413B2 (ja) | 耐熱鋳鋼およびその製造方法 | |
| SU1724721A1 (ru) | Литейна сталь дл отливок | |
| JP3639155B2 (ja) | 耐熱鋳鋼及びそれを用いて作製される耐熱鋳鋼部品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20080910 |