ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Нержавеющие стали и чугуны из "Коррозия химической аппаратуры и коррозионностойкие материалы " Нержавеющие стали и чугуны относятся к обширной группе среднелегированных и высоколегированных сплавов, нашедших большое распространение в химической и родственных ей отраслях промышленности, где обычно требуется, большая химическая стойкость конструкционных материалов. [c.112] Наиболее изученными являются сплавы железа с хромом и железа с хромом и никелем. Успешному развитию химической промышленности, в частности азотной, в значительной мере способствовало появлению нержавеющих хромистых и хромоникелевых сталей. [c.112] Помимо этих основных групп нержавеющих сплавов известно большое количество марок сталей и чугунов, легированных молибденом, медью, ванадием, вольфрамом, алюминием, кремнием и другими элементами, обладающих в зависимости от состава и метода обработки разнообразными физическими, технологическими и механическими свойствами. [c.112] Некоторые марки этих сплавов обладают также и жаростойкостью. [c.112] Состав и свойства. Железо образует с хромом непрерывный ряд твердых растворов, а также интерметаллическое соединение РеСг. а-Железо и хром имеют одинаковый тип пространственной решетки и очень близкие значения параметров. [c.112] В области Г фазы (замкнутая петля) существует двухфазная структура аустенитная и ферритная (области, ограниченные двумя линиями). Сплавы, лежащие вне петли, имеют феррнтную структуру и не изменяют своих свойств при термической обработке. В области у-фазы вследствие возможности фазовых превращений сплавы могут подвергаться закалке и другим видам термообработки. [c.113] Практически все технические сплавы железа с хромом содержат углерод. Последний вносит в структуру двойной системы ряд существенных изменений. Углерод принадлежит к элементам, способствующим расширению -области, и требуется более высокое содержание хрома, чтобы получить устойчивую ферритную структуру. Так, содержание углерода в 0,25% расширяет Т-область до 20—21 % Сг 0,4% С — до 27—28 /о Сг. [c.113] Следовательно, для получения ферритных железохромистых сплавов всегда требуется выдержать необходимое соотношение между содержанием хрома и углерода. [c.113] При введении в сплав углерода граница петли расширяется в сторону большего содержания хрома также вследствие образования сложных карбидов и уменьшения по этой причине концентрации хрома в твердом растворе. [c.113] Количество карбидов и их состав зависят от содержания углерода. Карбиды в твердом состоянии практически растворимы только в у-Ре и в очень незначительной степени в а-фазе. [c.113] Химическая стойкость. Химическая стойкость железохромистых сталей обусловлена исключительно склонностью хрома покрываться защитной окисной пленкой. Это свойство пассивироваться хром передает и твердым растворам, в которые он входит. С повышением окислительной способности среды возрастают защитные свойства хрома. [c.114] Небольшие добавки хрома не оказывают существенного влияния на химическую стойкость железохромистых сплавов. [c.114] В табл. 14 приведены состав и механические свойства наиболее типичных марок железохромистых сталей. [c.115] Несмотря на то что железохромистые сплавы являются многофазными (там имеются карбиды хрома, сера, фосфор, кремний), микроэлементы практически не работают вследствие малой ражости потенциалов между отдельными фазами, а также плохой проводимости пленки. Например, карбид (РеСг)4С имеет тот же потенциал, что и твердый раствор. [c.115] Однако более сложные карбиды типа (РеСг)7Сз, образующиеся при высоком содержании углерода, значительно отличаются величиной потенциала поэтому возможна работа короткозамкнутых элементов. [c.115] Очевидно, что чем меньше содержание углерода в сплаве, тем меньше возможностей возникновения элементов. При шстоянном содержании хрома химическая стойкость сплава тем выше, чем ниже содержание углерода. [c.115] На рис. 61 приведены пределы стойкости железохромистых сплавов в завиои-мости от содержания углерода и хрома. [c.115] В сплавах с одинаковым содержанием углерода, но с разным содержанием хрома потенциал изменяется скачкообразно, соответственно одной, двум, трем атомным долям хрома. [c.115] В зависимости от степени агрессивности среды применяют железохромистые сплавы с тем или иным атомным содержанием хрома в твердом растворе. Например, железохромистые сплавы, порог устойчивости которых лежит при 13—14% атомн. хрома, не разрушаются в условиях воздействия азотной кислоты всех концентраций при 20°, но непригодны для кипящей азотной тас-,, лоты. В последней устойчивы только сплавы, содержащи , рр1 27% атомн. хрома (п = 2). В 30%-ном растворе РеСЬ устоитави железохромистые сплавы, содержащие /а атомных доли хрома (п = 3). [c.115] ЭТИ сплавы будут стойки в тех средах, которые способствуют образованию защитных пленок, и будут разрушаться, если хром не пассивируется или когда пленка обладает порами, через которые могут проникать ионы агрессивной среды. [c.116] Вернуться к основной статье