ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Высокохромистые стали повышенной чистоты по примесям внедрения из "Теория коррозии и коррозионно-стойкие конструкционные сплавы " Хромистые мартенситные стали отличаются более медленными скоростями превращений и могут закаливаться при довольно медленных скоростях охлаждения (например, на воздухе). При более резких охлаждениях в структуре хромистых сталей может фиксироваться нераспавшийся аустенит. На диаграмме нанесены составы стандартных сталей, имеющих наиболее важное значение для промышленности. [c.154] Добавка хрома к железу способствует образованию мар-тенситной (игольчатой) структуры (о. ц. к.-решетка) при сравнительно медленном охлаждении стали вследствие распада аустенитной структуры (г. ц. к.-решетка), устойчивой при повышенных температурах. Малая критическая скорость закалки позволяет осуществлять ее и получать мар-тенситную структуру при охлаждении на воздухе. В закаленном состоянии эти стали имеют высокую прочность и относительно низкую ударную вязкость. Для получения оптимальных механических свойств стали подвергают термообработке. Для мартенситных сталей, как правило, применяют нормализацию и отпуск (воздушное охлаждение от температуры аустенизации и затем повторный нагрев до определенной температуры нилсе температуры аустенизации). При отпуске в интервале температур 200—370 °С происходит снятие внутренних напряжений без изменения структуры и прочностных свойств 550—650 °С — распад мартенсита на феррит и карбиды типа СггзСе, при этом прочность стали снижается, а ударная вязкость повышается. Например, у стали 0,3 С 13 Сг при отпуске до 450 С Ob=1600 МПа, ударная вязкость (по Изоду) составляет 22 Дж до 800 °С 0в = 85О МПа, ударная вязкость равна 100 Дж [51, с. 26]. [c.154] Хромистые стали с 13 % Сг имеют достаточно высокую стойкость против общей коррозии в атмосферных условиях, слабых растворах органических кислот и солей при комнатной температуре и других слабоагрессивных средах. [c.154] В работе [150] показано, что легирование молибденом (1,14%) мартенситной стали 0,4%С14%Сг повышает ее коррозионную стойкость в 5 %-ном растворе уксусной кислоты при всех температурах отпуска (100—700 °С, длительность отпуска 2 ч). [c.155] Стали этой группы используют главным образом как материал повышенной твердости для изделий, работающих на износ, в качестве упругих элементов или режуш,его инструмента их применяют после закалки и отпуска на заданную твердость. [c.155] Такая сталь пригодна для изделий, эксплуатируемых в слабоагрессивных средах (пищевая, мясо-молочная, и т. п. отрасли промышленности), а также в азотной и уксусной кислотах при комнатной температуре. Сталь 12X13 используют также как жаропрочный и жаростойкий материал для изготовления турбинных лопаток, деталей котлов и других изделий, работаюш,их при 450—550 °С. [c.156] К ферритным относится сталь 08X13 и стали, содержа-ш,ие 16—18 или 25—30 % Сг. При росте содержания хрома до 18 % и выше коррозионная стойкость сталей значительно повышается. При относительно высоком содержании хрома и ограниченной концентрации никеля (и других аустенитообразующих элементов) можно получить чисто ферритную структуру (рис. 47). Ферритная структура этих сталей дает ряд осложнений — хладноломкость, так называемую 475 -хрупкость, хрупкость связанную с образованием а-фазы, высокотемпературную хрупкость, зависящую от склонности к росту зерна при относительно кратковременных нагревах свыше 850—900 °С, низкую пластичность сварных соединений, склонность к межкристаллитной коррозии. [c.156] Однако нагрев до 1000 °С высокохромистых сталей, в которых содержание углерода и азота достигает среднего уровня или превышает его, может дать резкое снижение вязкости и пластичности при комнатной температуре. Этот эффект вызван выделением карбонитридов. [c.157] При 18%Сг и более ухудшается технологичность сплавов, затрудняется сварка. Потери пластичности сварных швов происходит из-за роста зерна, появления 475°-ной и высокотемпературной хрупкости, и в меньшей степени, лз-за образования а-фазы. Зона сварных соединений имеет пониженную коррозионную стойкость и склонность к МКК. [c.157] Межкристаллитная кррозия (МКК) возникает после нагрева стали выше 900 °С и медленного охлаждения, вследствие низкой растворимости углерода в а-фазе. Это приводит к выпадению карбидов хрома, если концентрация С превышает предел его растворимости (0,01 %) в а-фазе. Поэтому снижение содержания углерода до 0,03 % (что применяют для аустенитных сталей) не рашает проблемы МКК ферритных сталей. Для устранения склонности к МКК сталь должна быть нагрета до 800—900 °С и затем быстро охлаждена. Следует отметить, что хотя условия возникновения МКК у ферритных и аустенитных сталей различны, но причина МКК та же —обеднение зоны твердого раствора хромом вокруг выпавших карбидов хрома. [c.157] Хромистые ферритные стали с 17 и 25 %Сг имеют высокую коррозионную стойкость в растворах азотной кислоты. Сталь с 17 %Сг стойка в 65 %-ной HNO3 при температуре до 50 °С, а с 25 % Сг еш,е более стойка в азотной кислоте. Устойчивость ферритных сталей к питтинговой коррозии возрастает при увеличении в них хрома и легирования их молибденом. [c.157] Метод ВТО разработан для удаления углерода и азота из стальных (0,07С25 rTi) труб [152]. Это экономичный н сравнительно простой способ получения сталей повышенной чистоты по примесям внедрения, который заключается в нагреве в вакууме до 1300—1350 °С, выдержке в окислительной атмосфере (0,0135—0,0338 МПа), затем выдержке при остаточном давлении 1,35-10- —1,35-10 МПа (для снижения концентрации азота в стали) и охлаждении. [c.158] Легирование сталей, содержащих 17—25% Сг, никелем (2—4%), молибденом (1,5—2 %), медью (1 %) повышает их коррозионную стойкость. Исследование стали с 25 % Сг, легированной Ni (0,5—3 %), Мо (0,5—3%) или Re(0,5—3%) [41, с. 203] показало, что скорость коррозии в серной кислоте снижается уже при содержании в сплаве 0,5 % легирующей добавки (рис. 55). [c.158] Наиболее эффективной добавкой является рений. Изучение характера влияния легирующих добавок на скорость анодного и катодного процессов позволило сделать заключение о том, что повышение коррозионной стойкости хромистых сталей, легированных Ni или Мо, обусловлено снижением скорости анодного растворения. [c.158] Следует отметить, что никель, как Си и Re, также может влиять на катодный процесс. При потенциалах коррозии хромистых сталей в серной кислоте, никель имеет меньшую скорость растворения, чем хром и железо, и может накапливаться на поверхности стали. Так как он отличается более низким перенапряжением выделения водорода, чем хромистая сталь, то его накопление на поверхности приводит к смещению потенциала стали в положительную сторону, что было показано для стали 25 r6NiTi при коррозии ее в серной кислоте [41, с. 164]. Однако вследствие того, что выделение водорода на никеле протекает при потенциалах, более отрицательных, чем потенциал полной пассивации хромистых сталей, легированных никелем, са-мопассивации этих сталей не происходит. [c.159] При легировании стали рением сильно снижается перенапряжение выделения водорода и коррозионная стойкость возрастает вследствие смещения потенциала стали в положительную сторону, в область пассивных значений. Рений является эффективной катодной добавкой, аналогичной палладию и платине. [c.159] Вернуться к основной статье