ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Покрытия коррозионностойких сталей из "Защитные покрытия металлов при нагреве " Коррозионностойкие стали применяют для изготовления ответственных изделий, эксплуатация которых связана с воздействием коррозионно-активных сред, повышенных температур и высоких механических и термических напряжений. [c.141] Высокая коррозионная стойкость сталей достигается за счет высокого легирования их хромом,никелем и низкого содержания углерода. Однако содержание углерода и азота (до 0,12%) обеспечивает получение высокой прочности. При этом вязкость сталей, благодаря присутствию в структуре термообработанной стали значительного количества остаточного аустенита, сохраняется на высоком уровне. [c.142] Из коррозионностойких сталей изготовляют сложные детали, предназначенные для работы в условиях значительных знакопеременных нагрузок при температурах до 300—350° в контакте с агрессивными средами. Исходными заготовками этих деталей являются штамповки, профили или прутки. [c.142] Повышенное содержание хрома, никеля, молибдена и титана в этих сталях вызывает необходимость применения высокой температуры (950—1070° С) аустенизации при упрочняющей термообработке, обеспечивающей получение однородного твердого раствора с полным растворением карбидной фазы и необходимых эксплуатационных свойств, а также коррозионной стойкости. [c.142] Нагрев деталей до 950—1070° С при термообработке сопровождается взаимодействием атмосферы печи с поверхностью стали, основным последствием которого является окисление и обезлегирование поверхностного слоя. Кислород, двуокись углерода и водяной пар, находящиеся в печи, способствуют интенсивным окислительным процессам. [c.142] Причиной хрупкости высокопрочных коррозионно-стойких сталей является окисление поверхностного слоя стали при нагреве до высоких температур перед ковкой, штамповкой или при закалке [351. В процессе нагрева на поверхности стали образуется слой толщиной до 100 мкм с преимущественным окислением границ зерен. При таком окислении по границам зерен выгорает хром. Глубина повреждения стали по границам зерен больше окисленного слоя, видимого в микроскоп. Слой с поврежденными границами зерен не удаляется обработкой электрокорундовым порошком. Для восстановления пластичности приходится удалять при механической обработке слой стали толщиной 0,1—0,2 мм. [c.142] Потак отмечает, что со всех сталей, отпущенных при 400—550° С, необходимо удалять окисленный слой или принимать меры для защиты поверхностей от окисления при нагреве, например покрытиями. [c.143] Окисление поверхности мартенситностареющих сталей без хрома, отпущенных при 400—500° С, может быть причиной появления трещин при фрезеровании поверхности. Кроме того, окисление поверхности сталей, отпущенных при температурах ниже 400 и выше 550° С и при увеличении размера зерна отрицательно влияет на механические свойства. Механические свойства сталей не снижаются при высокотемпературных нагревах заготовок перед горячей деформацией и при закалке с защитой от окисления. [c.143] Для нагрева легированных сталей в качестве защитной среды можно применять только равновесные (не вступающие в химическое взаимодействие) среды, чтобы обеспечить свойства поверхностного слоя, равнозначные свойствам основного материала. [c.143] Использование газовых атмосфер, жидких сред и вакуума для предотвращения окисления и обезлегирования сталей при нагреве до высоких температур требует разработки сложных агрегатов, создания и применения аппаратов непрерывного контроля состава защитных атмосфер или степени вакуума и т. д. Поэтому на практике вместо обработки в вакууме или нейтральных, контролируемых газовых атмосферах начали применять защитные покрытия. Благодаря хорошим физико-механическим свойствам, низкой себестоимости, малому расходу на единицу площади и небольшим затратам на оснастку такие покрытия находят все более широкое применение для защиты от окисления при термообработке коррозионностойких сталей. Защитный слой, получаемый в результате оплавления покрытия при нагреве под закалку, изолирует металл от печной атмосферы, резко уменьшает диффузию атмосферного кислорода вследствие образования промежуточных защитных слоев. [c.143] Благоприятным сочетанием свойств обладает покрытие ЭВТ-10, которое применяют на разных деформируемых и литейных сталях при температурах нагрева 800—1250° С. [c.144] Результаты механических испытаний образцов сталей Х15Н4АМЗ и Х15Н5Д2Т и др., термообработанных с покрытием и без покрытий, показывают, что покрытие ЭВТ-10 не только не ухудшает прочности и пластичности, но и несколько увеличивает значения ударной вязкости. [c.144] Покрытие ЭВТ-10, являясь газо- и теплоизолирующим слоем, уменьшает потери теплоты и способствует созданию условий для более равномерного протекания диффузионных и структурных процессов в поверхностном слое стали. Это особенно важно в тех случаях, когда деталь наряду с тонкими сечениями имеет сечения в 10—20 раз более толстые. Резкий градиент по сечениям одной и той же детали создает неблагоприятные условия термообработки для тонких сечений, так как необходимую выдержку при закалке определяют по наибольшему сечению. [c.145] Положение усугубляется, если термообработке подвергают детали с частичной механической обработкой и с неудаленной горячекатаной, волоченой или литой поверхностью. [c.145] Термообработка стальных деталей с покрытиями обеспечивает хорошее качество защиты поверхности от окисления и выгорания легирующих элементов, а также позволяет сократить трудоемкость и цикл изготовления деталей. [c.145] Для штамповки деталей из коррозионностойких сталей рекомендуется покрытие ЭВТ-10, которое хорошо смачивает сталь, растекаясь по ее поверхности после нагрева до 1100—1180° С сплошным ровным слоем. [c.145] Во время деформации при высокой температуре происходит равномерное течение слоя покрытия вместе с металлом независимо от глубины и гравюры штампа. При охлаждении, начиная с 500—400° С, вследствие различия коэффициентов объемного сжатия металла и покрытия покрытие частично скалывается. Скалывание тем интенсивнее, чем выше скорость охлаждения штамповочных заготовок. При повышении чистоты поверхности исходной заготовки скалывание усиливается и доходит до 70% от общей площади штамповки. Остатки покрытия легко удаляются при последующем опескоструивании. [c.145] На угол загиба испытывали образцы размером 2 хЮ х X 100 мм. Образцы подвергали термообработке по режиму нагрев 1070° С, выдержка 3 ч, охлаждение на воздухе + + обработка холодом (—70° С) 2 ч -f старение 450° С, выдержка 1 ч, охлаждение на воздухе. Температура старения 450° С была принята с учетом максимальной чувствительности стали Х15Н4АМЗ к поверхностным дефектам после старения при этой температуре. Образцы, защищенные покрытием ЭВТ-10, перед испытаниями при нагреве до 1070° не подвергали никакой поверхностной обработке. Образцы же, нагреваемые без защиты, перед испытаниями зачищали от слоя рыхлой окалины. [c.146] Образцы, защищенные покрытием, при нагреве 1070° С в течение 3 ч выдерживают угол загиба 130° на оправках размером 2 и 5 мм. Такие же образцы без защиты от окисления разрушались на оправках размером 2 мм при угле загиба 60° и на оправках размером 5 мм при угле загиба 95°. Металлографическим исследованием установлено, что разрушение пластин при изгибе начинается с поверхности и именно с очагов локально расположенных межзеренных окислений. [c.146] Вернуться к основной статье