научная статья по теме Современные маломагнитные стали для судостроения Машиностроение
Текст научной статьи на тему «Современные маломагнитные стали для судостроения»
нута при соблюдении мер технологического характера при выплавке, прокатке, термической обработке и ТМО листового проката, обеспечивающих снижение доли и размера неметаллических включений и формирование мелкодисперсной карбидной фазы, исключающих возможность концентрации напряжений у включений и образования микротрещин, формирование мелкозернистой квазиизотропной структуры.
Разработанные стали и технологии освоены на крупнейших российских заводах ЧерМК ОАО «Северсталь» и ООО «ОМЗ-Спец-сталь», обеспечили строительство МЛСП «Приразломная», СПБУ «Арктическая», серии многофункциональных платформ для Норвегии типа MOSS.
Заключение. Базируясь на основных принципах легирования и формирования структуры стали на всех этапах металлургического передела, созданы новые хладостойкие свариваемые стали и продолжается освоение их производства на российских металлургических заводах. Проведен комплекс испытаний, подтверждающих работоспособность новых марок стали и их технологичность, что позволило получить от классификационных обществ свидетельства об их соответствии международным требованиям и аттестовать производство серии хладостойких (до -60 °С) марок стали с пределом текучести от 235 до 690 МПа.
Высокая конкурентоспособность хладостойких сталей, обусловленная уникальным сочетанием
экономного легирования с уровнем прочностных характеристик, вязкости, хладостойкости, изотропности свойств, трещиностойкости и отличной свариваемости листового проката в судокорпусном производстве, обеспечила востребованность сталей на российском и международном рынках и экономический эффект от их внедрения на сумму не менее 3,3 млрд руб.
1. Бояршинов В. А., Голубев А. Я., Казаков В. И. и др. Влияние методов выплавки на качество стали 12ХНЗМА//Металловедение и термическая обработка металлов. 1976. № 1.
2. Владимиров Н. Ф., Голубев А. Я. Развитие технологии производства листовых корпусных сталей//Вопросы материаловедения. 1999. № 3 (20).
3. Крошкин А. А. Судостроительные корпусные стали. Л.: Судпромгиз, 1957.
4. Завьялов А. С. К теории вторичного твердения термически улучшаемой стали//Вопросы судостроения. 1978. Вып. 26.
5. Горынин И. В., Рыбин В. В., Малышевс-кий В. А, Семичева Т. Г. Теоретические и экспериментальные основы создания вторично-твердеющих свариваемых конструкционных сталей//МиТОМ. 1999. № 9.
6. Малышевский В. А, Грищенко Л. В. и др. Высокопрочная хладостойкая свариваемая сталь для корпусов судов арктического плавания, ледоколов и плавучих установок/Судостроительная промышленность. ЦНИИ «Румб», 1988.
7. Горынин И. В., Легостаев Ю. Л., Грищенко Л. В., Малышевский В. А. Высокопрочные стали для корпусов судов, морских сооружений и глубоководной техники/прогрессивные материалы и технологии. 1996. № 2.
8. Горынин И. В., Малышевский В. А., Семиче-ва Т. Г., Хлусова Е. И. Создание новых эконом-нолегированных хладостойких сталей для судостроения и морской техники//Вопросы материаловедения. 2005. № 2 (42).
9. Рыбин В. В., Малышевский В. А., Хлусова Е. И. Структура и свойства хладостойких сталей для конструкций северного исполнения/вопросы материаловедения. 2006. № 1 (45).
10.Горынин И. В., Рыбин В .В., Малышевс-
кий В. А., Хлусова Е. И. Принципы легирования, фазовые превращения, структура и свойства хладостойких свариваемых судостроительных сталей//Металловедение и термическая обработка металлов. 2007. № 1.
11. Рыбин В. В., Хлусова Е. И., Нестерова Е. В., Михайлов М. С. Формирование структуры и свойств низкоуглеродистой низколегированной стали при термомеханической обработке с ускоренным охлаждением//Вопросы материаловедения. 2007. № 4 (52).
12. Счастливцев В. М., Табатчикова Т. И., Хлусова Е. И. и др. Исследование структуры и свойств низколегированной хладостойкой стали 10ГНБ, произведенной по различным технологическим схемам производства//Вопросы материаловедения. 2008. №1 (53).
13. Семичева Т. Г., Хлусова Е. И., Шерохи-на Л. Г. Процессы карбидообразования и хрупкость при отпуске судостроительной стали//Вопросы материаловедения. 2005. № 2 (42).
14. Хлусова Е. И., Голосиенко С. А., Мотови-лина Г. Д., Пазилова У. А. Влияние легирования на структуру и свойства высокопрочной хладостойкой стали после термической и термомеханической обработки//Вопросы материаловедения. 2007. № 1 (49).
15. Пат. 2265067 РФ. Способ производства хладостойкого листового проката/И. В. Горы-нин, Т. Г. Семичева, Н. В. Малахов, Е. И. Хлу-сова и др. Бюл. № 33 от 27.11.2005.
16. Пат. 2269587 РФ. Хладостойкая сталь повышенной прочности/И. В. Горынин,
В. В. Рыбин, Н. Ф. Владимиров, Е. И. Хлусова и др. Бюл. № 4 от 10.02.2006.
17. Пат. 2269588 РФ. Хладостойкая сталь высокой прочности/И. В. Горынин, В. В. Рыбин, В. А. Малышевский, Е. И. Хлусова и др. Бюл. № 4 от 10.02.2006.
1 8. Пат. 2345149 РФ. Способ производства хладостойкого листового проката/И. В. Горы-нин, В. А. Малышевский, Н. В. Малахов, Е. И. Хлусова и др. Бюл. № 3 от 27.01.2009. 19. Малышевский В. А., Хлусова Е. И., Ильин А. В., Башаев В. К. Комплексные исследования работоспособности новых марок хладостойкой стали с пределом текучести от 235 до 690 Н/мм2 для арктических конструк-ций//НТС Российского морского регистра судоходства. 2008. № 31.
СОВРЕМЕННЫЕ МАЛОМАГНИТНЫЕ СТАЛИ ДЛЯ СУДОСТРОЕНИЯ
В. А. Малышевский, докт. техн. наук, зам. генерального директора, В. В. Цуканов, докт. техн. наук, начальник лаборатории, Г. Ю. Калинин, канд. техн. наук, начальник лаборатории, О. В. Фомина, инженер I категории (ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» удк 669.15'786-т
Стали с низкой магнитной проницаемостью (ц< 1,05 Гс/Э) широко применяются в морской технике и специальном оборудовании, используемых при геофизических, геологических и океанографических исследованиях, а также в изделиях су-
дового машиностроения. Рассматриваемые в статье стали относятся к классу аустенитных следующего базового легирования: С-Мп с дополнительным легированием алюминием, ванадием, хромом при содержании углерода 0,40—0,90%;
С-Сг-М — титаном или азотом при содержании углерода 0,06—0,20%; С-Сг-М-Мп — азотом, ниобием, титаном и молибденом при содержании углерода 0,04—0,12%.
Маломагнитные стали марок 45Г17Ю3,40Г18Ю3Ф, 80Г20Ф2Ю, 50Г23Х4ФВ7 для проката и поковок. Способы упрочнения сталей этой группы:
• сталь 45Г17Ю3 — уровень предела текучести более 400 МПа достигается за счет твердораствор-ного упрочнения, обеспечиваемого химическим составом стали и полугорячим наклепом в процессе прокатки или ковки при достаточно низких температурах. Сталь применя-
ЦНИИ Ш «ПРОМЕТЕЙ»- 70 ЛЕТ
ется для изготовления корпусов надводных исследовательских судов, а также сварных цепей, такелажных скоб и других изделий;
• стали 40Г18Ю3Ф, 80Г20Ф2Ю -высокий предел текучести обеспечивается за счет дисперсионного упрочнения (выделения дисперсных карбидов ванадия после проведения термической обработки, аусте-нитизации и старения);
• сталь 50Г23Х4ФВ7 в высокопрочном состоянии применяется в приборостроении для изготовления роторов, корпусов и других деталей гироскопических приборов.
Маломагнитные стали марок 40Г17ХН2,60Г17ХН2Ф, 45Г17НМФ, 90Г14Ю2 для отливок. Литейные стали первых трех марок предназначены для изготовления литых деталей с пределом текучести не ниже 240, 350 и 500 МПа соответственно. Они не применяются для деталей, работающих на трение, и для арматуры, используемой в морской воде или других средах, вызывающих интенсивную общую коррозию. Основное их применение — для литых деталей корпуса судна, фундаментных плит, сальников, мортир и др.
Литейная сталь 90Г14Ю2 — аустенитного класса для отливок балласта. При необходимости улучшения магнитной проницаемости сталь подвергают аустенити-зации с последующим охлаждением в воде.
Маломагнитные коррозионно-стойкие стали марок 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Т, 18Х20Н13, Х18Г13АН4, 08Х10Н20Т2 для проката. Достигаемый минимальный уровень предела текучести этих сталей составляет 200—400 МПа в зависимости от степени деформации, термической обработки и остаточного наклепа. Они хорошо свариваются как между собой, так и с углеродистыми и конструкционными сталями.
Стали 12Х18Н12Ти 08Х18Н12Т при обычных температурах обладают высокой коррозионной стойкостью в дистилляте, водяном паре, растворах солей (кроме хлоридов) и щелочей, азотной кислоте, спирте, в органических веществах и пищевых продуктах. В морской воде металл подвержен язвенной и щелевой коррозии и может применяться только с протекторной или катодной защи-
той. Эти стали склонны к коррозионному растрескиванию в горячих растворах хлоридов.
Стали12Х18Н12Ти08Х18Н12Т могут быть использованы в качестве теплоустойчивых для деталей, работающих при температуре до 600 °С, и жаростойких для деталей, работающих в воздушной атмосфере при температуре до 800 °С, но не могут применяться при высокой температуре в среде, содержащей серу.
Магнитная проницаемость сталей 18Х20Н13 и Х18Г13АН4 — не более 1,06 Гс/Э. Они предназначены для изготовления маломагнитных канатов и брони кабель-буксиров. Поставляются в виде проволоки.
Сталь 08Х10Н20Т2, имеющая предел текучести более 400 МПа, в морской воде подвержена язвенной коррозии. Используется для изготовления толстостенных бесшовных труб диаметром от 245 до 520 мм для нужд судостроения.
Маломагнитные коррозионно-стойкие стали марок 0Х20Н4АГ10 (НН-3), 08Х18Н5Г12АБ (НН-3Б), 10Х17Н13М2Т, 04Х20Н14Г6М2АСБ (НС-5Т) для проката и поковок. Они относятся к высокопрочным сталям. Первые две марки могут применяться в случаях, когда требуется одновременно высокая коррозионная стойкость и низкая магнитная проницаемость деталей. Отечественная сталь марки НН-ЗБ освоена в промышленном производстве в виде крупногабаритных поковок с пределом текучести более 490 МПа. Однако из-за недостаточно хорошей свариваемости и низкой стойкости к межкристаллитной коррозии она не применяется для изготовления листового проката для корпусного судостроения.
Сталь 10Х17Н13М2Т удовлетворительно сваривается, в аустени-тизированном состоянии является маломагнитной, и в зависимости от количества а-фазы магнитна
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.