ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коррозионностойкие (нержавеющие) стали из "Новые материалы в технике " Коррозионностойкой (нержавеющей) называют сталь, обладающую высоким сопротивлением электрохимической коррозии (атмосферной, почвенной, кислотной, щелочной, солевой, морской и др.). [c.9] В последнее время в СССР освоены новые особо кислотостойкие стали (табл. 2), которые заменяют свинец при производстве серной, фосфорной и других кислот и фосфорных удобрений. [c.9] Стойкость сталей и сплавов против коррозии обусловлена, главным образом, содержанием в них хрома. Введение в сталь примерно 12%Сг делает ее коррозионноустойчивой в атмосфере и во многих других средах. Сплавы, содержащие меньше 12%Сг, практически подвержены коррозии, как и чистое железо. Поэтому железохромистые сплавы, содержащие примерно 13% Сг и более, принято называть коррозионностойкими (нержавеющими). [c.13] Влияние хрома на повышение сопротивления коррозии обусловлено его способностью образовывать при определенных условиях на поверхности металла тонкую плотную защитную окисную пленку, практически непроницаемую и не-растворяемую в агрессивных средах. [c.13] На рис. 2 приведена диаграмма состояния системы Ре—Сг (без углерода). Хром стабилизирует -железо и сужает область существования у-железа. При содержании хрома 12—13 7о у-область замыкается, образуя петлю. [c.13] содержащие меньше 12% Сг, при нагревании испытывают превращение а у, а при охлаждении—у а. При содержании больше 13% Сг стали не претерпевают каких-либо превращений во всем диапазоне температур они сохраняют структуру а-фазы и у них нельзя изменить, например, размер зерна термической обработкой. Стали, содержащие меньше 12—13% Сг, при нагревании до 1000°С приобретают двухфазную (а-Ьу) структуру. [c.13] При содержании хрома более 20% и низких температурах (ниже 800—600°С), кроме а-твердого раствора, образуется новая структурная составляющая а-фаза, соответствующая примерно соединению РеСг. Наличие этой фазы в стали часто приводит к ее хрупкости. [c.14] Все описанное справедливо для Ре—Сг сталей, не содержащих С. [c.14] С повышением содержания хрома до 26—27% сталь при нагревании приобретает структуру а-Ь - При содержании хрома более 27% сталь остается ферритной при любом содержании углерода. В железохромистых сталях угл-ерод, являясь 7-обра-зующим элементом, заметно расширяет область стабильного аустенита. [c.14] Введение никеля в железохромистые стали сообщает им высокую коррозионную стойкость в слабо окисляющих или в неокисляющих средах, в серной и соляной кислотах, а также в ряде органических кислот. Никель снижает температуру структурных превращений, увеличивает закаливаемость, препятствует разупрочнению стали при отпуске и отжиге. Кроме того, никель, изменяя структуру стали, позволяет получать стали с повышенной вязкостью и прочностью при высоких температурах, а также хорошей свариваемостью. Поэтому многие современные хромистые нержавеющие стали содержат никель (см. табл. 1). [c.14] Влияние никеля противоположно влиянию хрома с увеличением содержания никеля область -фазы расширяется, а области а- и а-Ь -фаз сокращаются (рис. 3). При введении в сталь 2% N1 и незначительном содержании углерода чисто ферритная структура исчезает. При нагревании появляется смешанная структура а-Ьу и сталь приобретает способность частично закаливаться. [c.15] При введении в сталь 8% N1 область смешанной структуры а-Ьу существует только при очень высоких температурах и незначительном содержании углерода (рис. 3). Резко расширяется область аустенита, который в присутствии никеля и растворенных карбидов стабилизируется и сохраняется до 20° С, образуя группу важнейших нержавеющих аустенитных сталей (см. табл. 1). [c.15] В хромистых сталях с мартенси-то-ферритной структурой никель уменьшает количество феррита и повышает стабильность аустенита. [c.15] Кроме того, он смещает область ст-фазы в сторону более низких концентраций хрома и более высоких температур (см. рис. 2). [c.15] Эти стали по физическим свойствам незначительно отличаются от мартенситных сталей. Ферритные стали обладают повышенным электросопротивлением, поэтому из них изготовляют нагревательные элементы. Для этих сталей характерно отсутствие превращения a Y при нагреве и, следовательно, при резком охлаждении в их структуре не образуется мартенсит. Эти стали практически не упрочняются закалкой. [c.19] Ферритные стали по содержанию хрома условно можно разделить на две группы 1) стали с содержанием 12—18% Сг при содержании углерода менее 0,12% (0X13, Х17, 0X17 и др.) 2) стали с содержанием 25—30% Сг, остающиеся ферритными даже при очень высоком содержании углерода (до 0,3%). Стали первой группы закалкой почти не упрочняются и более коррозионностойки, чем мартенситные стали с содержанием 13% Сг. Стали второй группы обладают высокой окалиностойкостью, но очень склонны к росту зерен и хрупкости при нагревании выше 900° С, не устраняемых термической обработкой. Это очень сильно затрудняет их горячую обработку давлением и сварку. [c.19] Введение в высокохромистые (ферритные) стали никеля, азота, хрома способствует расширению области у-фазы. В результате при определенном соотношении содержания хрома и указанных элементов образуется смешанная аустенито-ферритная структура, обладающая рядом преимуществ по сравнению с-ферритной и аустенитной. Это обусловило более широкое применение этих сталей (см. табл. 1). Так, наряду с повышенной общей коррозионной стойкостью, стали почти не склонны к межкристаллитной коррозии и стойки против коррозии под напряжением. Относительное удлинение и ударная вязкость этих сталей, особенно азотосодержащих (Х28АН и др.), заметно выше, чем ферритных. Присутствие азота в стали приводит к измельчению зерна в исходном состоянии и замедлению скорости роста зерен при нагревании. Стали обладают также хорошими литейными свойствами, поэтому их широко применяют для изготовления отливок. Однако эти стали труднее обрабатывать давлением, чем, например, аустенитные. [c.20] Вернуться к основной статье