Патент на изобретение №2233348
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ХЛАДОСТОЙКАЯ СТАЛЬ
(57) Реферат: Изобретение относится к металлургии, в частности, к хладостойким сталям, применяемым в энергетической промышленности при изготовлении транспортных контейнеров для перевозки и хранения отработанного ядерного топлива. Предложена хладостойкая сталь, содержащая, мас.%: углерод 0,09-0,12; марганец 0,9-1,35; кремний 0,2-0,35; никель 1,5-2,0; молибден 0,01-0,10; алюминий 0,020-0,045; церий 0,005-0,01; цирконий 0,005-0,01; сера 0,001-0,008; фосфор 0,001-0,008; железо – остальное. Техническим результатом является повышение низкотемпературной работы удара. 1 табл. Изобретение относится к области металлургии, более конкретно к сталям, применяемым в энергетической промышленности при изготовлении транспортных контейнеров для перевозки и хранения отработанного ядерного топлива. Известна сталь (см. каталог “  ” А 350 LF5. 1986 г., стр.169, №51, изд. МВНД-7142), следующего состава, мас.%:
Углерод Не более 0,30
Марганец Не более 1,35
Никель 1,0-2,0
Кремний 0,20-0,35
Сера Не более 0,040
Фосфор Не более 0,035
Железо Остальное
Самой близкой по составу, принятой в качестве прототипа, является сталь (Заявка Японии JP 03-287717, опубликованная 18.12.1991), применяемая в энергетической промышленности следующего состава, мас.%:
Углерод 0,02-0,25
Кремний 0,05-0,6
Марганец 0,03-3,5
Никель  10
Алюминий 0,1
Молибден 3,5
Церий 0,005-1
Цирконий 0,005-1
Железо Остальное
Данная сталь не гарантирует обеспечение требуемого уровня работы удара (не ниже 30 Дж при t=-50 С), особенно после сварочных отпусков с медленным охлаждением.
Задачей изобретения является обеспечение высоких характеристик сопротивления хрупким разрушениям при низких климатических температурах за счет достижения низкой переходной температуры хрупкости.
Решение данной задачи достигается тем, что в сталь, содержащая С, Мn, Si, Ni, Mo, Al, Се, Zr и Fe, дополнительно содержит серу и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 0,09-0,12
Марганец 0,9-1,35
Кремний 0,2-0,35
Никель 1,5-2,0
Молибден 0,01-0,10
Алюминий 0,020-0,045
Церий 0,005-0,01
Цирконий 0,005-0,01
Сера 0,001-0,008
Фосфор 0,001-0,008
Железо Остальное
Выбор элементов для легирования выбранной марки стали определялся требуемыми свойствами и стоимостью.
Углерод в стали в количестве 0,09-0,12% выбран с целью обеспечения высокой пластичности, снижения хрупкости околошовной зоны и исключения вероятности образования холодных трещин.
Марганец в стали в количестве 0,9-1,35% выбран из условия обеспечения полной раскисленности стали, повышения прокаливаемости и снижения температуры порога хладноломкости.
Кремний в стали в количестве 0,2-0,35% является активным раскислителем стали и понижает чувствительность к перегреву.
Никель в стали в количестве 1,5-2,0% обеспечивает повышение пластичности, вязкости и хладостойкости стали.
Молибден в стали в количестве 0,01-0,10% обеспечивает повышение ударной вязкости и уменьшает чувствительность к отпускной хрупкости.
Алюминий в стали в количестве 0,020-0,045% обеспечивает полную раскисленность стали и способствует получению мелкозернистой структуры.
Церий в количестве 0,005-0,01% введен для измельчения зерна и модифицирования неметаллических включений (придания им округлой формы).
Цирконий в количестве 0,005-0,01% также введен для измельчения зерна и повышения ударной вязкости.
Сера в количестве 0,001-0,008% способствует повышению хладостойкости и обеспечению заданного уровня ударной вязкости.
Фосфор в количестве 0,001-0,008% также способствует обеспечению заданного уровня ударной вязкости.
Пример.
Известные и предлагаемые составы сталей выплавлялись в индукционных печах ИСТ-16 и разливались в изложницы по 50 кг.
В таблице приведены химические составы предлагаемой стали и известных, а также данные по работе удара (КУ) при t=-50С для основного металла, а также для металла зоны термического влияния, полученные при имитации термического цикла сварки с энергией тепловложения 4 КДж/мм.
Представленные данные показывают, что введение в состав стали новых компонентов совместно с компонентами известного состава позволяет повысить низкотемпературную работу удара как самой стали, так и металла зоны термического влияния, не вызывая значительного повышения твердости.
Формула изобретения Хладостойкая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, никель, молибден, алюминий, церий, цирконий и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит серу и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 0,09-0,12 Марганец 0,9-1,35 Кремний 0,2-0,35 Никель 1,5-2,0 Молибден 0,01-0,10 Алюминий 0,020-0,045 Церий 0,005-0,01 Цирконий 0,005-0,01 Сера 0,001-0,008 Фосфор 0,001-0,008 Железо Остальное РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
