Домой Регистрация
Приветствуем вас, Гость



Форма входа

Население


Вступайте в нашу группу Вконтакте! :)




ПОИСК


Опросник
Используете ли вы афоризмы и цитаты в своей речи?
Проголосовало 514 человек


Ферритная сталь что это такое


Нержавеющие стали

Главная Документы Поддержка Статьи Нержавеющие стали

         Нержавеющая сталь, (сложнолегирована сталь) является стойкой против появления ржавчины в атмосферных условиях и коррозии в агрессивных средах. Главный легирующий элемент нержавеющей стали - Cr (содержание 12-20%). Кроме того, нержавеющая сталь содержат элементы, которые сопутствуют железу в его сплавах (С, Si, Mn, S, Р) и элементы, вводимые в сталь для придания ей нужных физико-механических свойств и коррозионной стойкости (Ni, Mn, Ti, Nb, Co, Mo). Чем выше содержание Cr в стали, тем выше ее сопротивление коррозии и жаропрочность; при содержании Cr 12% и более сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, 17% и более - коррозионностойкими и в более агрессивных окислительных и других средах, в частности в азотной кислоте крепостью до 50%. Коррозионная стойкость нерж. стали объясняется тем, что на поверхности контакта хромсодержащего сплава со средой образуется тончайшая защитная пленка окислов либо др. нерастворимых соединений. Немаленькое значение при этом имеют однородность металла, которое соответствует состояние поверхности, отсутствие у стали склонности к межкристаллитной коррозии. В сильных кислотах (соляной, серной - которая образуется в дымоходах, фосфорной, плавиковой и их смесях) высокую коррозионную стойкость показывают сложнолегированные нерж. стали и сплавы с более высоким содержанием Ni с присадками Mo, Cu, Si в разных сочетаниях. При этом для каждых конкретных условий (температура и концентрация среды) выбирается соответствующая марка стали.

    По химическому составу нержавеющие стали подразделяются на хромоникелевые, хромистые и хромомарганцевоникелевые (более 100 марок). По структуре хромистые нерж. стали подразделяются на полуферритные, мартенситные и ферритные . Наилучшую стойкость против коррозии имеют хромистые Н. с. мартенситного типа в полированном состоянии. Хромистые нерж. стали находят применение в качестве конструкционного материала для клапанов гидравлических прессов, которые турбины лопаток, арматуры крекинг-установок, режущего инструмента, пружин, предметов быта.

  Нержавеющие стали обычно делятся на 3 немаленькие группы, в зависимости от их структуры:  ♦ аустенитные стали обычно содержат 16-25% хрома, 6-14% никеля, кое-когда 2-6% молибдена и маленькое число иных элементов. Стали это группы - максимально широко используемые и представляют 60-70% мирового потребления. Область их применения довольно-таки широка.  ♦ ферритные стали (кое-когда называемые хромистые стали) содержат по большей части 12-20% хрома. Кое-какие марки могут содержать маленькое число титана и молибдена. Коррозионная стойкость и иные свойства хуже чем у аустенитных сталей, но из-за более низкой стоимости ферритные стали используются для меньше ответственного применения. ♦ мартениститные нержавеющие стали применяются в специальных случаях, когда требуется высокая твердость и прочность. Дальше будут рассматриваться по большей части аустенитные марки. Области применения аустенитных нержавеющих сталей.

    Различают аустенитные нерж. стали, которые не склонны к межкристаллитной коррозии, так называемые стабилизированные - с добавками Ti и Nb. Резкое понижение склонности нерж. стали к межкристаллитной коррозии достигается также сокращением содержания углерода (до 0.03%). Стабилизированные аустенитные нерж. стали применяются для изготовления сварной аппаратуры, которая работает в агрессивных средах (при этом после сварки термическая обработка не обязательна). В качестве жаропрочного и жаростойкого материала данные стали используются для изготовления изделий, которые подвергаются воздействию температур 550-800 °С. Стали, которые склоны к межкристаллитной коррозии, после сварки, обычно, подвергаются термической обработке (для деталей, которые сварены роликовой или точечной сваркой, термическая обработка не требуется). Хромомарганцевоникелевые и Хромоникелевые нерж. стали находят широкое применение в промышленности и быту. Для высоконагруженных элементов конструкций, которые работают при повышенных температурах (до 550 °С), применяются так называемые мартенситно-стареющие нерж. стали аустенитно-мартенситного типа, которые обладают значительной прочностью (sb = 1200-1500 Мн/м2, либо 120-150 кгс/мм2), высокой вязкостью и отличной свариваемостью.

В последнее время на рынке дымоотводящих труб и газоходов стали появляться случаи использования нержавеющих сталей не аустенитного, а ферритного класса. Основные недостатки нержавеющих сталей ферритного класса (AISI 430, 439, 409, аналоги по Российской классификации 08Х17Т, 15Х25Т, 08Х13, 08Х18Т1) по сравнению со сталями аустенитного класса (AISI 304, 321, 316, аналоги по Российской классификации 08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 20Х23Н18) следующие: ♦ Неупрочняемые при термообработке. ♦ Ферритные стали склонны к охрупчиванию при длительном использовании в диапазоне температур от 300 до 600.

♦ Вязкость может быть до некоторой степени ограничена при низких температурах и в заготовках крупного сечения (переход пластичность-хрупкость).

ВНИМАНИЕ: Срок службы дымоходных труб, изготовленных из ферритных нержавеющих сталей, толщиной 0,5 мм от 1 года составляет менее 2-х лет!

ВНИМАНИЕ:Сварка швов ферритных нержавеющих сталей должна производиться с особой осторожностью.

ВНИМАНИЕ: Рекомендуемая максимальная температура применения в течение длительного времени (до 10 000 час) до 800°С установлена только для нержавеющих сталей аустенитного класса. Для ферритных нержавеющих сталей данные условия использования категорически запрещены! ВНИМАНИЕ: Отличить ферритную сталь от аустенитной можно с помощью магнита - ферриная сталь обладает магнитными свойствами в отличии от аустенитной.

termostroy-spb.ru

Металл Профиль: Ферритная нержавеющая сталь

Ферритные стали представляют собой высокохромистые, магнитные нержавеющие стали с низким содержанием углерода.

Известные своей хорошей пластичностью, стойкостью к коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением, ферритные стали обычно используются в автомобильной промышленности, посуде и промышленном оборудовании.

Характеристики ферритной нержавеющей стали

По сравнению с аустенитными сталями, которые имеют зернистую структуру с гранецентрированной кубической (FCC), ферритные стали определяются зернистой структурой с объемноцентрированной кубической (BCC).

Другими словами, кристаллическая структура таких сталей состоит из кубической атомной ячейки с атомом в центре.

Эта зерновая структура типична для альфа-железа и является тем, что дает ферритные стали их магнитные свойства.

Ферритные стали не могут быть упрочнены или усилены термообработкой, но имеют хорошую устойчивость к коррозионному растрескиванию. Они могут быть холодно обработаны и смягчены отжигом.

Несмотря на то, что ферритные сорта не обладают такой высокой прочностью или коррозионной стойкостью, как и аустенитные марки, они, как правило, обладают более высокими инженерными свойствами. Хотя обычно очень свариваемые, некоторые марки ферритной стали могут быть подвержены сенсибилизации зоны термического воздействия сварного шва и горячего крекинга металла сварного шва. Поэтому ограничения на свариваемость ограничивают использование этих сталей более тонкими датчиками.

Из-за их более низкого содержания хрома и никеля стандартные марки ферритной стали обычно дешевле, чем их аустенитные аналоги.

Содержание хрома может составлять от 10 до 27 процентов, и, как и мартенситные марки, в целом содержание никеля в общем случае практически отсутствует. Специальные сорта часто включают молибден и в меньшей степени используют алюминий и титан.

Ферритные сплавы из нержавеющей стали обычно можно разделить на пять групп, три семейства стандартных марок (группы 1-3) и два семейства сталей специального назначения (группы 4 и 5 ниже).

В то время как стандартные ферритные стали являются, по большому счету, самой большой потребляемой группой с точки зрения тоннажа, спрос на нержавеющие стали специального качества все более устойчиво.

Типы ферритной нержавеющей стали

Источники

Ассоциация развития нержавеющей стали в Южной Африке. Типы. URL: www. sassda. сотрудничество. za

Международный форум по нержавеющей стали (ISSF). Ферритное решение .

URL: www. worldstainless. орг

ru.routestofinance.com

Ферритные стали

Ферритная сталь - это сталь со структурой из легированного феррита с некоторым количеством карбидов [3]. Ферритная сталь образуется при низком содержании углерода и большом количестве легирующего элемента.

Легирующие элементы, вступая во взаимодействие с железом и углеродом, могут участвовать в образовании различных фаз в легированных сталях: легированного феррита, легированного аустенита, легированного цементита [2]. При содержании легирующих элементов - ванадия, молибдена, кремния и других элементов свыше определённого предела устойчивым при всех температурах является α-состояние [1] (легированный феррит). Такие сплавы на основе железа называют ферритными (сталь ферритного класса).

В сталях феррито-образующие легирующие элементы сужают γ-область и расширяют область α-твёрдых растворов; к числу феррито-образующих легирующих элементов относятся Cr, Si, Al, Mo, V, Ti, W, Nb, Zr [2]. При легировании сталей феррито-образующими элементами в большом количестве область γ-Fe может быть полностью исключена, при этом сталь приобретает чисто ферритную структуру и получается ферритная сталь.

При комбинированном легировании сталей аустенито и феррито-образующими элементами структура стали будет состоять из аустенита и феррита, такие стали будут аустенитно-ферритные. Феррит является основной структурной составляющей большинства конструкционных сталей при температуре эксплуатации, соответственно от свойств феррита во многом зависят свойства этих (ферритных) сталей [2].

Некоторые хромистые ферритные стали: 08Х13, 12Х17, 08Х25Т, 15Х28, 10Х13Н3, 12Х17Н2, 08Х17Т, 08Х18Т1.

В зависимости от вида легирующих элементов и их содержания в ферритных сталях, производство может быть дороже или дешевле. Дешёвые ферритные стали имеют ряд недостатков, в частности, склонность к росту зерна и склонность, благодаря хрому, к межкристаллитной коррозии. С этими негативными факторами борятся введением в ферритную сталь дополнительных легирующих (удорожающих) элементов, а также другими способами. Ещё один, существенный в некоторых случаях, недостаток, которым обладает сталь ферритного класса - это её магнитные свойства.

©ИЦМ(www.modificator.ru)

Недорогие ферритные стали обычно используют при изготовлении ненагруженных изделий, неответственных товаров массового потребления, фурнитуры. Вообще же диапазон применения ферритных сталей очень велик - от бытовых условий до работы в агрессивных средах и при высоких температурах.

Вопрос о выборе или замене определённой марки стали ферритного класса для конкретного производства является одним из первоочередных, и должен решаться при комплексном рассмотрении условий, целей и задач этого производства.

Подготовлено: Корниенко А.Э. (ИЦМ)

Лит.:

  1. Гуляев А.П. Металловедение. - М.: Металлургия, 1977. - УДК669.0(075.8)
  2. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И., Войткун Ф. Материаловедение: Учебник для вузов. - М.: МИСИС, 1999. - 600 с. - УДК 669.017
  3. Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству. – М.: Машиностроение, 1990. – 384 с.: ил. ISBN 5-217-00241-1

www.modificator.ru

Ферритные стали

Ферритные стали обязаны своим названием ферриту. Так называется фазовая составляющая сплавов железа. При ближайшем рассмотрении это оказывается твердый раствор легирующих элементов и углерода, находящийся в α-железе. Одна из его особенностей – наличие кубической объемоцентрированной решетки. Часто феррит выступает как составляющая и других структур.

Современные ферритные нержавеющие стали выделяются своей устойчивостью к коррозии. Они лучше всего показывают себя при использовании в тех средах, которые не содержат ионов хлора. При использовании в таких средах, они остаются качественными и во многом не уступают хромоникелевым аналогам. Существует ряд сред, в которых такого типа стали превосходят описанные аналоги и показывают лучшую устойчивость, в том числе к коррозийному растрескиванию.

Такая разновидность продукции хорошо поддается дополнительному легированию. Это помогает улучшать характеристики состава и расширять границы его использования.

В таблице ниже представлены химические свойства сталей такого типа в зависимости от использования различных легирующих элементов:

Таблица 1. Хромистые ферритные стали: химический состав.

Марка стали C Si Mn Cr Mo S P прочих элементов
08X13 ≤0,08 ≤0,8 ≤0,8 12,0..14,0 - ≤0,025 ≤0,030 ≥6(C+N) Ti
08Х17Т 16,0...18,0 ≤0,035 0,50...0,80 Ti
08Х23С2Ю 1,5... 1,8 0,4...0,7 22,0...24,0 ≤0,015 ≤0,030 Не регламентируется
04Х14Т3Р1Ф (ЧС-82) 0,02...0,06 ≤0,6 ≤0,5 13,0...16,00 0,020 0,025 2,3 ...3,5 Ti, 1,1 ... 1,8 V
ЭП 882-ВИ ≤0,015 ≤0,5 16,5...18,5 1,5...2,0 ≤0,020 ≤0,025 0,15...0,35 Nb
ЭП 904-ВИ ≤0,012 ≤0,3 18 - 0,1 ...0,4 Nb, 2,2 ...3,5 А1
15Х25Т ≤0,08 ≤0,8 ≤0,8 29,0...27,0 ≤0,025 ≤0,035 0,5 ...0,9 Ti

Центральные свойства и особенности использования материала

При использовании такой разновидности продукции потребуется учитывать ряд значимых особенностей, накладывающих ограничения или расширяющих возможности применения. Среди таких особенностей можно выделить:

Центральные области применения

Описанные выше возможности объяснили обширную область применения ферритных сталей. В зависимости от конкретной марки стали, она может использоваться при создании деталей высокотемпературного оборудования, внутренних элементов химических аппаратов. Не менее значимая область использования – создание змеевиков пиролиза, а также различного рода контейнеров и емкостей.

Использование определяется при анализе технических характеристик конкретной марки. Для того чтобы читатель получил лучшее представление о таких механических свойствах, мы собрали их в рамках отдельной таблицы, приведенной ниже:

Таблица 2. Хромистые ферритные стали: механические свойства, не менее.

Марка стали σв, МПа σ0,2,МПа δ5, % ψ,% KCU, Дж/см2 Примеры использования
08Х13 590 410 20 60 10 Внутренние устройства химических аппаратов
08Х17Т 372 - 17 - -
08Х23С2Ю 490 10 60 Змеевики пиролиза
04Х14Т3Р1Ф 500 320 15 20 10 Стеллажи ядерного топлива, контейнеры
ЭП 882-ВИ 372 245 22 - 60 Заменитель Сг - Ni аустенитных сталей
ЭП 904-ВИ 440 323 24 Детали высокотемпературного оборудования
15Х25Т - 14 20 Внутренние устройства химических аппаратов

Особенности сварки

О том, можно ли сваривать ферритные стали, что получается в итоге и какие характеристики имеют получаемые швы, существует масса противоречивых сведений.

Свариваемость таких типов стали напрямую зависит от их состава. При ограничении в составе C и N удается добиться хороших показателей свариваемости. Также во многом параметры отличаются в зависимости от уровня содержания углерода. К примеру, если углерода и азота ~0,020 %, материал приобретает хорошую пластичность и высокую ударовязкость, а при сваривании не становится хрупким. Показатель хрупкости сварных соединений хромистых ферритных сталей связан содержанием в твердом растворе примесей внедрения.

Также стоить обратить внимание на то, что при правильном выборе материала сварные соединения хромистых ферритных сталей будут устойчивы к коррозии. Это актуально также при использовании в агрессивных средах. Одной из возможностей повышения качества шва, является легирование с использованием титана или ниобия. Это дополнительно повышает стойкость к появлению межкристаллической коррозии. Причем такая стойкость остается неизменной и после термической обработки.

В таблице ниже собраны основные рекомендации по тепловому режиму сваривания такого типа стали. Их соблюдение гарантирует, что материал будет оставаться прочным и получит высокий уровень устойчивости к различного рода внешним типам воздействия.

Таблица 3. Рекомендации по тепловому режиму сварки хромистых ферритных сталей.

Марка стали Температура подогрева, оС Продолжительность хранения до термической обработки, ч Термическая обработка
08Х13 150...250 Не ограничено Отпуск при 680...700оС
08Х13 (плакирующий слой биметалла) без подогрева Не регламентируется
08Х17Т, 15Х25Т 150...200
08Х17Т, 15Х25Т (плакирующий слой биметалла) без подогрева
08Х23С2Ю 200 ...250 Не допускается Отжиг при 900оС
ЭП 882-ВИ, ЭП 904-ВИ без подогрева Не регламентируется

Помимо этого, при работе с ферритными сталями от специалистов требуется использовать правильное оборудование и нужный способ сварки. Предусмотрена возможность сварки с использованием ручного дугового, электронно-лучевого и лазерного метода. Вопрос выбора зависит от того, какая марка стали используется вами на данный момент.

Подробности выбора определенного типа воздействия в зависимости от марки стали приведены в таблице ниже:

Таблица 4. Способы сварки, сварочные материалы и механические свойства свариых соединеиий хромистых ферритных сталей.

Марка стали Способ сварки, сварочные материалы Механические свойства сварных соединений
σв, МПа KCU, Дж/см2
08Х13 Ручная дуговая сварка: - электроды Э-10Х25Н13Г2 ОЗЛ-6, ЦЛ-25, Э-10Х25Н13Г2Б ЦЛ-9, Э-08Х20Н15ФБ АНВ-9,

Э-10Х20Н15Б АНВ-10

540 5
- электроды Э-2Х13 УОНИ-13НЖ, АНВ-1, ЦЛ-51 590
АДС: проволока Св-07Х25Н12Г2Т, Св-06Х25Н12ТЮ, Св-06Х25Н12БТЮ,

флюс АН-26с, АНФ-14, ОФ-6, АН-18

540
АрДС: проволока CB-06X25Н12Т, Cв-06Х25Н12БТЮ,

Cв-07X25Н12Г2Т, аргон

08Х17Т РДС: электроды Э-10Х25Н13Г2Б ЦЛ-9, УОНИ-10Х17Т. АДС:

проволока Св-10ХI7Т, флюсы АНФ-6, ОФ-6

440
08Х23С2Ю РДС: электроды ЦТ-33, ЦТ-38 500
04Х14Т3Р1Ф Электронно-лучевая и лазерная сварка
ЭП 882-ВИ РДС: электроды Э-10Х25Нl3Г2 ЦЛ-25, ЦТ-45, ЭА-400/10Т. АрДС:

проволока Св-02ХI8М2Б-ВИ, аргон

372
ЭП 904-ВИ РДС: электроды ЦТ-52 390

-

АрДС: проволока Св-02Х19Ю3Б-ВИ, аргон 372

5

15Х25Т РДС: электроды 3иО-7, ЭА-48М/22, АНВ-9, АН9-10. АрДС: проволока Св-07Х25Н 13, аргон АДС: проволока Св-07Х25Н13,

флюсы АН-26с, АНФ-14, ОФ-6, АН-16

440

5

Правильное использование сварки, а также точный расчет области применения в зависимости от марки способны обеспечить долговременное использование сталей ферритного типа.

Сегодня такая разновидность получила большое распространение в промышленности, часто встречается в различных областях производства материалов. При использовании материала и работе с ним рекомендуем ориентироваться на приведенные в тексте таблицы. Они помогут избежать распространенных ошибок, изменения свойств стали и поддержания высокого качества конечного продукта при его сварке, нагреве или охлаждении.

profnastil-perm.ru

Нержавеющие стали: феррит, мартенсит, аустенит

Нержавеющие стали ценят за их высокое сопротивление коррозии. Все по-настоящему нержавеющие стали содержат не менее 11 % хрома. Такое содержание хрома обеспечивает образование тонкого защитного поверхностного слоя из карбида хрома при взаимодействии стали с кислородом.

Влияние хрома на коррозионную стойкость стали

Именно хром делает сталь нержавеющей. Кроме того, хром является элементом, повышающим устойчивость феррита. Рисунок 1 иллюстрирует влияние хрома на диаграмму состояния железо-углерод. Хром заставляет аустенитную область сжаться тогда, как ферритная область увеличивается в размерах. При высоком содержании хрома и низком содержании углерода феррит является единственной фазой вплоть до температуры ликвидуса.

Рисунок 1 — Влияние 17 % хрома на диаграмму состояния железо-углерод. При низком содержании углерода феррит является устойчивым при всех температурах. Буква «М» обозначает «металл», например, хром или железо, а также другие легирующие элементы.

Различают несколько видов нержавеющих сталей, основанных на различиях кристаллической структуры и упрочняющих механизмов.

Ферритные нержавеющие стали

Ферритные нержавеющие стали содержат до 30 % хрома и не более 0,12 % углерода. Благодаря своей объемноцентрированной кристаллической структуре (ОЦК) ферритные стали имеют хорошую прочность и приличную пластичность , которые достигаются за счет упрочнения твердого раствора и деформационного упрочнения. Ферритные стали являются ферромагнитными или, говоря по-простому, «магнитят». Они не поддаются термической обработке. Ферритные стали имеют отличную коррозионную стойкость, обладают умеренной способностью поддаваться обработке давлением и являются относительно дешевыми.

К ферритным  нержавеющим сталям относятся стали 08Х13, 12Х17, 08Х17Т, 15Х25Т, 15Х28 по ГОСТ 5632-72.

Мартенситные нержавеющие стали

Из рисунка 1 видно, что сталь с 17 % хрома и 0,5 % углерода при нагреве до 1200 ºС образует 100 %-ный аустенит, который превращается в мартенсит при закалке стали в масле.  Мартенсит затем отпускают для получения высокой прочности и твердости стали (рисунок 2).

Рисунок 2 – Мартенситная нержавеющая сталь.  Содержит крупные первичные карбиды и мелкие карбиды, которые образовались при отпуске.

Содержание хрома в мартенситных сталях обычно не более 17 %, так как в противном случае аустенитная область на диаграмме состояния становится слишком маленькой. Это приводит к тому, что в нее становится технологически трудно попасть: требуется жесткий контроль содержания углерода и температуры аустенитизации. Более низкое содержание хрома позволяет расширить содержание углерода от 0,1 до 1,0 %, что дает возможность получать мартенсит различной твердости. Комбинация высокой твердости, прочности и коррозионной стойкости делает эти стали подходящим для изготовления таких изделий как высококачественные ножи и шариковые подшипники.

К мартенситным нержавеющим сталям относятся стали 20Х13, 30Х13, 40Х13, 14Х17Н2 по ГОСТ 5632-72.

Аустенитные нержавеющие стали

Никель является элементом, который повышает устойчивость аустенита. Присутствие никеля в стали увеличивает размер аустенитной области, тогда как феррит почти полностью изчезает из железо-хромово-углеродистых сплавов (рисунок 3).

Рисунок 3 — Сечение диаграммы состояния железо-хром-никель-углерод при 18 % хрома и 8 % никеля. При низком содержании углерода аустенит является устойчивым при комнатной температуре.

Если содержание углерода становиться ниже 0,03 %, то карбиды в стали вообще не образуются и сталь является полностью аустенитной при комнатной температуре (рисунок 4).

Рисунок 4 – Аустенитная нержавеющая сталь

Аустенитные нержавеющие стали обладают высокой пластичностью, способностью обработке давлением и коррозионной стойкостью.

Термическая обработка нержавеющих сталей аустенитного класса заключается в закалке в воде с температуры 1050-1100 °С. Такой нагрев вызывает растворение карбидов хрома, а быстрое охлаждение фиксирует состояние пресыщенного твердого раствора. Очень важно отметить, что в результате закалки твердость этих сталей не повышается, а снижается. Поэтому для аустенитных нержавеющих сталей закалка является смягчающей термической операцией.

Свою прочность аустенитная нержавеющая сталь получает за счет холодного наклепа — нагартовки. Аустенитные стали могут получать деформационное упрочнение до значительно более высоких величин, чем ферритные нержавеющие стали. При деформациях порядка 80-90 % предел текучести достигает 980-1170 МПа, а предел прочности — 1170-1370 МПа. Ясно, что такого наклепа можно достичь только при изготовлении таких видов изделий, как тонкий лист, лента, проволока.

Аустенитные нержавеющие стали являются немагнитными, что дает им преимущество во многих применениях.

Представителями аустенитных нержавеющих сталей являются стали 12Х18Н9 и 17Х18Н9, 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т, 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Б, 03Х18Н11 по ГОСТ 5632-72.

Дисперсионно твердеющие нержавеющие стали

Эти стали называют также высокопрочными нержавеющими сталями. Дисперсионно твердеющие нержавеющие стали содержат алюминий, ниобий или тантал и получают свои свойства за счет закалки, деформационного упрочнения, упрочнения старением и мартенситного превращения. Сталь сначала нагревают и закаливают с превращением аустенита в мартенсит. Повторный нагрев вызывает выделение из мартенсита упрочняющих частиц, таких как NiAl3. Высокая прочность этих сталей достигается даже при низком содержании углерода.

К дисперсионно твердеющим сталям относятся стали 07Х16Н6, 09Х15Н8Ю, 08Х17Н5М3, 04Х25Н5М2, ХН40МДТЮ по ГОСТ 5632-72.

Двухфазные нержавеющие стали

В некоторых случаях в структуре нержавеющих сталей намеренно получают смесь различных фаз. При соответствующем контроле химического состава и режимов термической обработки получают сталь с содержанием, например, 50 % феррита и 50 % аустенита. Такая комбинация фаз в структуре стали обеспечивает ей такое уникальное сочетание механических свойств, коррозионной стойкости, способности к обработке давлением и свариваемости, которое невозможно достичь в никаких других нержавеющих сталях. Иногда их называют по-зарубежному — дуплексные стали.

К двухфазным нержавеющим сталям относятся стали 08Х22Н6Т, 03Х23Н6, 08Х21Н6М2Т, 03Х22Н6М2, 08Х18Г8Н2Т, 03Х24Н6М3 по ГОСТ 5632-72.

Источник: D. Askeland, P. Fulay, W. Wright — The Science and Engineering of Materials, 2011

steel-guide.ru

Ферритные стали

Ферритные стали 08Х18, 12Х17, 15Х25Т и др. имеют низкое содержание углерода (до 0,15 %) и большое количество хрома (от 1718 до 30 %). Кроме того, в них могут присутствовать сильные карбидообразующие и нитридообразующие элементы: титан, ниобий, реже – ванадий, а также молибден.

Эти стали имеют высокую коррозионную стойкость в азотной кислоте, водных растворах аммиака, смеси азотной, фосфорной и фтористоводородной кислот, горячих растворах щелочей. Они обладают наибольшей прочностью при коррозии под напряжением. Коррозионная стойкость этих сталей тем больше, чем больше в них хрома и меньше углерода и азота, т. к. присутствие последних увеличивает склонность к межкристаллитной коррозии (МКК), высокой коррозионной стойкостью обладают супперферриты типа 015Х18М2Б (0,015 %С).

Применяются ферритные стали для изготовления оборудования заводов пищевой и лёгкой промышленности, консервных заводов, предметов домашнего обихода и кухонной утвари, теплообменного оборудования в энергомашиностроении.

Недостатками сталей ферритного класса являются:

  1. Склонность к сильному росту зерна при температурах выше 870 С В связи с отсутствием полиморфного превращения рост ферритного зерна – необратимое явление. Крупнозернистые стали более склонны к МКК.

  2. 475 – градусная хрупкость. Развивается после нагрева и выдержки при температурах 350540С. Считают, что это связано с образованием в приграничных участках зёрен зон упорядоченного α/– твёрдого раствора. а при длительных выдержках – с расслоением твёрдого раствора на упорядоченные α/ и неупорядоченные α участки по всему объёму зёрен. Области высокохромистой α/ фазы препятствуют перемещению дислокаций. Для устранения 475 - градусной хрупкости сталь следует кратковременно нагреть при температуре, превышающей область развития хрупкости, т. е. более 550С, и быстро охладить в интервале температур 540350С, где развивается этот вид хрупкости.

  3. Хрупкость вследствие выделения из α-твёрдого раствора -фазы (сигматизация) в интервале температур 550-850С при длительной выдержке.

-фаза – интерметаллидное соединение FeCr(содержит 45% Сr). Эта фаза отличается высокой твёрдостью и хрупкостью. Выделение-фазы обедняет твёрдый раствор хромом и снижает коррозионную стойкость стали. В связи с этим-фаза является вредной фазой и её нужно избегать. Холодная пластическая деформация способствует выделению-фазы. Для устранения-фазы нужно сталь нагреть до 870950С с выдержкой 1 час. а затем охладить в воде, чтобы исключить попадание в опасный интервал.

4. Склонность к МКК. МКК связана с обеднением приграничных районов хромом при выделении карбидов и карбонитридов хрома по границам зёрен. Мелкозернистые стали менее склонны к МКК, т.к. у них больше протяжённость границ и меньше карбидов и карбонитридов типа (FeCr)23(CN)6приходится на единицу поверхности. Уменьшается и доля вредных примесей P, Sb, Pв.

Для борьбы с МКК снижают содержание углерода и азота в твёрдом растворе до 0,0100,015 %С, вводят в сталь сильные карбидообразующие элементы Тi и Nb, которые связывают С и N в карбиды и карбонитриды Nb(CN);Ti(CN), аCrостаётся в твёрдом растворе и обеспечивает требуемую коррозионную стойкость.

При термической обработке необходимо учитывать опасные температурные интервалы, в которых происходит охрупчивание, и избегать нагрева в этих интервалах. Существует два вида термообработки ферритных хромистых сталей (рисунок 5.2).

рисунок 5.2Схема термической обработки хромистых ферритных сталей.

Первый вид термообработки – стабилизирующий отжиг при 560800С с учётом временных характеристик τminи τ475min, охлаждение на воздухе. Отжиг ставит целью: 1) уменьшение внутренних напряжений; 2) борьбу с 475- хрупкостью; 3) уменьшение склонности с МКК, т. к. при отжиге происходит коагуляция карбидов хрома и их частичное растворение, а также выравнивание состава феррита по хрому и ликвидация обеднённых хромом участков за счёт диффузионных процессов.

Второй вид обработки – закалка с нагревом в интервале 870-950 С в течение 1 часа с охлаждением в воде. Такая обработка: 1) устраняет хрупкость при выделении-фазы, т. к. при нагреве-фаза растворяется, а при быстром охлаждении не успевает выделиться; 2) уменьшает склонность к МКК за счёт частичного растворения карбидов хрома и перевода углерода в специальные карбиды титана и ниобия.

studfiles.net


Смотрите также




© 2012 - 2020 "Познавательный портал yznai-ka.ru!". Содержание, карта сайта.