Охрупчивание хромистых

Рис. 1.106. Охрупчивание хромистых сталей при нагреве под закалку свыше 15 мин при 985, 1000 и 1040° С, выраженное минимальным углом изгиба, при котором образуются трещины. Взяты средние значения многих опытов [326].

Изменение относительного удлинения сталей, облученных при 50° С до дозы 5 10 н/см (тепловые нейтроны), показано на рис. 46 [55]. Приведенные данные позволяют утверждать, что а — 7-переход оказывает существенное влияние на высокотемпературное радиационное охрупчивание. Для хромистых сталей ВТРО наблюдается только в у-фазе. У молибденовой стали влияние превращения на ВТРО не обнаружено. [c.107]

Направляющие лопатки диафрагм и других направляющих аппаратов изготовляют преимущественно из тех же сталей, что и рабочие лопатки. Однако особенности металла зависят от выбранной технологии изготовления диафрагм. Металл для изготовления диафрагм выбирают в зависимости от максимальной рабочей температуры диафрагмы и от давления (и влажности) протекающего в каналах пара. Стальные литые диафрагмы практически не применяются вследствие интенсивного охрупчивания металла направляющих лопаток, изготовленных из хромистых нержавеющих сталей, в процессе заливки стали в форму. [c.371]

В противоположность 25—30%-ным хромистым сталям, в которых а-фаза вызывает очень сильное охрупчивание, ее образование в сталях типа X R является полезным и обеспечивает при рабочих температурах высокую твердость в фаске клапана. [c.98]

Термическая обработка. Ферритные хромистые стали подвергают специальным видам нагрева (см. выше) для увеличения вязкости (устранения охрупчивания). Чаще всего применяют кратковременный нагрев выше 750—850 °С с последующим быстрым охлаждение.м на воздухе или в воде для устранения охрупчивания. Аусте- [c.232]

Охрупчивание может начаться даже при самой незначительной коррозии [325]. В присутствии небольших количеств водяного пара в процессе отжига закаленных сталей реакция между водяным паром и металлом приводит к разрушениям. Быстро наступающее охрупчивание водородом, растворенным в материале при 1000° С, может быть обнаружено у углеродистых хромистых сталей при испытании на изгиб (рис. 1.106) [326]. Частичный возврат при комнатной температуре протекает медленно, а в глицерине при 140° С — в течение двух часов при заметном выходе пузырьков водорода 20 60 ЮО 140 160 220 (р (. j ю7). [c.113]

Такое влияние состава стали на флокеночувствительность обусловлено, по нашему мнению, тем, что, в частности, присадка молибдена к хромистой стали уменьшает склонность к водородному охрупчиванию. Из наших исследований и из.литературных данных известно, что охрупчивание стали водородом тем больше, чем выше содержание углерода. Этим можно объяснить и малую флокеночувствительность низкоуглеродистых сталей, и ее повышение с увеличением содержания углерода. [c.98]

С увеличением легированности (за указанным выше исключением хромистых сталей, легированных молибденом) увеличивается и флокеночувствительность и повышается склонность стали к водородному охрупчиванию. Связь между флокеночувствительностью и склонностью к водородному охрупчиванию можно объяснить тем, что чем больше охрупчивание стали водородом, тем ниже ее сопротивление хрупкому разрушению. Так как флокены являются трешинами хрупкого разрушения, то при высокой склонности стали к охрупчиванию водородом для появления флокенов необходимы меньшие напряжения, развиваемые молекулярным водородом, и, следовательно, более низкое содержание водорода для образования флокенов, чем для стали с малой склонностью к охрупчиванию. [c.98]

Хорошая свариваемость хромистых ферритных сталей обеспечивается ограничением в их составе углерода и азота, образующих твердые растворы внедрения. Стали, содержащие <0,020 % С и N в сумме, отличаются высокой пластичностью и ударной вязкостью, не склонны к охрупчиванию при сварке. Производство таких сталей возможно в вакуумных печах или с внепечной обработкой (продувкой расплава аргоном или аргоно-кислородной смесью). [c.72]

Интенсивный рост зерна при сварке не удается предотвратить и у сталей с низким содержанием углерода и азота. Однако этот процесс не вызывает их охрупчивания в зоне термического влияния. Это свидетельствует о том, что хрупкость сварных соединений хромистых ферритных сталей связана главным образом с содержанием в твердом растворе примесей внедрения. [c.73]

Для хромистых полуферритных и ферритных сталей с 17 и, особенно, 25 % Сг сильно ограничивают возможность и усложняют технологию сварки быстропротекающий рост ферритного зерна при нагреве в ЗТВ и отсутствие практической возможности каким-либо путем измельчить это зерно после сварки, поскольку ферритные стали не претерпевают перекристаллизации в связи с отсутствием а гГ -превращения. Сильный рост ферритного зерна приводит к значительному охрупчиванию ЗТВ ферритных сталей при сварке. [c.250]

Углерод и фосфор способствуют развитию отпускной хрупкости. Фосфор иногда считают основной причиной развития отпускной хрупкости 25]. При резко повышенном содержании фосфора сталь после закалки и высокого отпуска может иметь высокую ударную вязкость, но становится хрупкой после естественного старения — вылеживания при комнатной температуре [38]. При повышении температуры вылеживания до 100° С или выше процесс охрупчивания идет интенсивнее (фиг. 130), Из числа других элементов указывают [39] на резко отрицательное влияние сурьмы, небольшие добавки которой (порядка 0,08%) к хромистой стали (0,26% С 1,45% Сг) делают сталь полностью хрупкой после вторичного отпуска. Влияние других элементов мало исследовано. [c.144]

В работе [67] исследовалось влияние остаточных напряжений, возникающих при обработке поверхности, на сопротивление замедленному разрушению высокопрочных хромистых сталей. Экспериментально установлено, что чувствительность к водородному охрупчиванию снижается при наличии остаточных напряжений сжатия в ПС образцов. Продолжительность сопротивления замедленному разрушению материала зависит также от распределения остаточных напряжений в ПС. Время зарождения трещин при испытаниях на замедленное разрушение (в 5% растворе серной кислоты) значительно увеличивается в случае, когда на поверхности возникают большие остаточные напряжения сжатия. На чувствительность к трещинообразованию влияет как уровень, так и толщина ПС с остаточными напряжениями сжатия. [c.98]

Стали с содержанием хрома 10,5... 12 % при легировании молибденом, вольфрамом, ниобием и ванадием обладают повышенным сопротивлением высокотемпературной ползучести и поэтому их используют как жаропрочные при температурах до 600 °С. Термическая обработка и температуры эксплуатации могут вызвать изменения в структуре стали и сделать ее хрупкой. При некоторых видах термического воздействия хромистые ферритные стали приобретают склонность к межкристаллитной коррозии. Охрупчивание и снижение коррозионной стойкости связано с вьщелением карбида хрома и других хрупких фаз по границам зерен и обеднением хромом твердого раствора в областях, прилегающих к границам зерен. [c.302]

С точки зрения коррозионной стойкости оптимальное содержание Сг в стали составляет 12—14 % Такой уровень легирования Сг обеспечивает легкую пассивацию поверхности во многих агрессивных средах, связанных с производством нефтехимических продуктов, а также в воде высоких параметров с борным регулированием При повышении содержания хрома более 12 % коррозионная стойкость практически не увеличивается Вместе с тем в этом случае имеет место проявление склонности стали к охрупчиванию и снижению прочности в связи с формированием в структуре значительного количества ферритной составляющей 13—14 %-кые хромистые стали с частичным у а (М)-превращением относят к мартеиситно-ферритным По структуре мартенситно ферритные стали соответствуют сплавам Ре — Сг, при охлаждении которых полиморфные превращения соответствуют реакции 6->7-1-б- а(уИ)- -б Количество б-феррита в сталях повыщается с увеличением содержания Сг и снижением концентрации С С введением С границы существования области у-твердых растворов сдвигаются в сторону более высокого содержания Сг У 13 %-ных хромистых сталей с <0,25% С термокинетическая диаграмма распада аустенита состоит из двух областей превращения При температурах выще 600 °С в случае достаточно низкой скорости охлаждения возможно образование ферритной составляющей структуры Ниже 400 °С при более быстром охлаждении наблюдается без-диффузионное превращение аустенита в мартенсит Количество образовавшегося мартенсита в каждом из указанных температурных интервалов зависит, главным образом, от скорости охлаждения и содержания углерода в стали [c.245]

Ряд высокохромисилх сталей в зависимости от рея има термообработки и температуры эксплуатации изделия могут изменять свои структуру и свойства, в основном приобретая хрупкость. В зависимости от химического состава стали и влияния термического воздействия в хромистых сталях наблюдаются 475°-ная хрупкость хрупкость, связанная с образованием сг-фазы охрупчивание феррита, вызываемое нагревом до высоких температур. 475°-ная хрупкость появляется в хромистых сплавах и сталях при содержании 15—70% Сг после длительного воздействия температур 400—540° С (особенно 175 С). Добавки титана и ниобия ускоряют процесс охрупчивания при 475°. [c.260]

В общем случае большинство механических свойств стали можно улучшить, удаляя остаточные примеси или регулирзш их содержание. Это, по-видимому, справедливо и в отношении охрупчивания при воздействии окружающей среды. Например, вакуумный переплав повышал стойкость мартенситной стали 410 к водородному растрескиванию [7] и увеличивал долговечность 30%-ной хромистой стали при коррозионной усталости в условиях статического нагружения. Особенно вредными примесями являются сера и фосфор [9, 10], что может иметь отношение к тесной связи между водородным охрупчиванием и хрупкостью, вызванной отпуском [11, 12]. [c.53]

Часто утверждается (см. также рис. 8), что стойкость к растрескиванию во внешней среде возрастает с повышением температуры отпуска [9, 15, 23, 27]. При этом, конечно, предполагается, что доллсны быть исключены области температур, вызывающих охрупчивание в результате отпуска [7, 17, 52]. Предполагалось, что этот эффект может быть связан с изменением коэффициента диффузии водорода [15], с облегчением межкристаллитного растрескивания [9] или с растрескиванием смешанного типа [54]. Однако прямых подтверждений какого-либо из этих предположений по существу нет. Более того, следует поставить вопрос о том, насколько общей является взаимосвязь температуры отпуска и стойкости к растрескиванию, поскольку в случае хромистых мартенситных нержавеющих сталей подобной корреляции не обнаружено [54, 56]. [c.63]

Чистое железо стойко в натрии с малым содержанием кислорода до температуры 590° С [1,49]. При температуре 500° С и концентрации кислорода 0,014% скорость коррозии углеродистой стали составляет 0,1 мг1см мес. Сталь Х5М корродирует в этих условиях с меньшей скоростью. С ростом концентрации кислорода до 0,1 и 0,5% скорость коррозии этих сталей возрастает до 1,800 мг/см мес и 5,800 мг/см мес соответственно. Дальнейшее увеличение содержания хрома в стали до 13% существенно не изменяет ее коррозионной стойкости в этих условиях. При температуре 715° С й концентрации кислорода 0,01 % скорость коррозии составляет , мг1сзл мсс [1,47]. При температуре свыше 540° С возможно охрупчивание ферритных сталей однако, исходя из условий коррозионной стойкости, при этих температурах аустенитные нержавеющие стали можно заменить хромистыми сталями с содержанием 12—25% хрома. Количество кислорода в натрии при этом должно быть снижено [1,49]. [c.48]

Заливаемые в серый или высокопрочный чугун направляющие лопатки во избежание некоторого охрупчивания кромок рекомендуется изготовлять из хромистой нержавеющей стали 1X13, но имеющей нижний уровень содержания углерода, т. е. 0,09%- В этих случаях желательно путем контролирования химического сотава отбирать для заливки в чугунные диафрагмы сталь с содержанием углерода не выше 0,1%. [c.374]

Хромистые ферритные стали при сварке и некоторых видах термического воздействия приобретают склонность к межкрис-таллитной коррозии. Охрупчивание и снижение коррозионной стойкости связаны с выделением карбида хрома и других хрупких фаз по границам зерен и обеднением хромом твердого раствора в областях, прилегающих к границам зерен. Рост зерна в околощов-ной зоне и в металле сварного шва ограничивают путем уменьшения погонной энергии сварки. По этой причине нежелательно применение сопутствующего или предварительного подогрева и последующего отпуска. [c.246]

Однако не все плавки 12%-ной хромистой стали ведут себя одинаково в отношении изменения ударной вязкости. Стали, имеющие повышенную твердость и свободный феррит в структуре (б-феррит), обладают наибольшей склонностью к понижению ударной вязкости. Чем больше в структуре стали свободного феррита, тем больше склонностъ к охрупчиванию. В этом случае наблюдается большая разница в значениях ударной вязкости, которая к тому же зависит от анизотропности в распределении ферритной составляющей. [c.108]

Хромистые стали плохо свариваются и потому имеют низкую ударную вязкость сварных швов. Даже при удовлетворительной пластичности сварных швов проблема сварки ферритных сталей типа Х25Т в целом оказывается нерешенной из-за охрупчивания самой стали под действием сварочного нагрева [15]. Аустенитно-ферритные стали 0Х21Н5Т и 0Х21Н6М2Т при температуре 400— 420° С подвержены хрупкому разрушению. [c.16]

Хромоникелевые аустенитные стали по сравнению с хромистыми обладают рядом преимуществ, например хорошей свариваемостью, меньшей склонностью к охрупчиванию при повышенных температурах. Однако и хромоникелевые стали склонны к межкристаллитной коррозии, что особенно опасно для сварных конструкций. Этот вид коррозии обнаруживается после нагрева и выдержки при 400—800° С. Сталь с 17—20% Сг и 8— 11% N1 обладает высокой стойкостью в окислительных средах. Легирование этой стали молибденом, медью, палладием повышает стойкость ее в серной кислоте. Сталь устойчива в растворах щелочей и в органических кислотах при невысокой температуре. Легирование титаном, ниобием, танталом — катоднообразующими элементами устраняет склонность стали к межкристаллитной коррозии. Это же достигается закалкой стали (при 1100—1200° С). В морской воде, почве и в слабокислых растворах при содержании в них ионов хлора у хромоникелевых сталей часто наблюдается точечная коррозия, распространяющаяся в глубину металла. Легирование молибденом препятствует развитию точечной коррозии, особенно в средах, содержа щих хлориды сталь становится более стойкой и в ряде других сред (органические кислоты, соляная и серная кислоты). Легирование одновременно медью (2%) и молибденом (2%) значительно повышает стойкость в серной кислоте при всех концентрациях и повышенных температурах, что особенно важно для химической промышленности. [c.53]

Св<н гства средне- н высоколегированных хромистых сталей во многом зависят от условий их тер.мической обработки илп температуры и длительности экс илуатации. В зависимости от химического состава и влияния термического воздействия в хромистых сталях наблюдаются 475°-ная хрупкость хрупкость, связанная с образованием а-фазы охрупчивание феррита, вызываемое нагревом до высо1 их температур повышение температуры перехода к хрупкому состоянию. [c.159]

Автор объясняет влияние хрома, молибдена и вольфрама тем, что с повышением содержания этих элементов увеличивается устойчивость карбидов, ослабляется реакция образования метана, являющегося, по теории Ю. В. Грдина и В. Ф. Зубарева [100], основной причиной появления флокенов. По нашему мнению, уменьшение флокеночувствительности при высоком содержании хрома и вольфрама можно объяснить сильным уменьшением водородопроницаемости и коэффициента диффузии водорода. Присадка же 0,2—0,4% молибдена к хромистой и хромоникелевой стали не может в значительной степени увеличить устойчивость карбидов. В этом случае присадка молибдена уменьшает склонность стали к охрупчиванию, как это было показано нами раньше применительно к хромистой стали (фиг. 16). [c.78]

Водород, как видно из предыдущего, растворяясь в стали, понижает ее свойства пластичности, сопротивление хрупкому разрушению, длительную прочность. Степень охрупчивания стали водородом зависит, как было уже указано, от легированности стали в низкоуглеродистых сталях охрупчивание водородом наименьшее, с повышением содержания углерода и легирующих элементов охрупчивание увеличивается присадка же некоторых легирующих элементов, в частности молибдена к хромистым сталям, уменьшает охрупчивающее влияние водорода. [c.170]

Наиболее интенсивное снижение сопротивления хрупкому разрушению в сварных соединениях ферритных хромистых сталей отмечается в участках ЗТВ сварных соединений там, где максимальные температуры нагрева достигают 400—500, 550—850 и 1000—[26, 54]. Как правило, отмеченное связано с выделением избыточных фаз в матрице, понижающих ударную вязкость, или процессами образования сегрегаций примесей по границам зерен. По данным работ [26, 54], в первом температурном интервале отмечается дисперсионное твердение, во втором — сигматиза-ция, в третьем — выделение дисперсных интерметаллидов. Механизм охрупчивания околошовной зоны сварных соединений ферритных сталей, предложенный в работе [54], предусматривает на стадии нагрева термического цикла сварки полную или частичную диссоциацию карбидов хрома, в стабилизированных сталях — карбонитридов титана и ниобия, а также переход элементов внедрения (углерод, азот) в твердый раствор. На стадии охлаждения термического цикла сварки происходит процесс выделения мелкодисперсных упрочняющих фаз по границам зерен в результате диффузии к границам зерен элементов внедрения, в первую очередь углерода как горофильного элемента. Как следствие сни" жается вязкость металла. [c.248]

В случае формирования мартенситной структуры ударная вязкость сварных соединений 13%-ных хромистых сталей снижается до 0,05—0,10 МДж/м . Последующий отпуск при 650— 700°С приводит к распаду структуры закалки, выделению карбидов, в результате чего тетраго-нальность мартенсита уменьшается. После отпуска ударная вязкость возрастает до —1 МДж/м . С учетом такой возможности восстановления ударной вязкости большинство марок хромистых сталей имеет повышенное содержание углерода для предотвращения образования значительного количества феррита в структуре. Таким путем удается избежать охрупчивания стали. Однако при этом наблюдают ухудшение свариваемости вследствие склонности сварных соединений к холодным трещинам из-за высокой хрупкости околошовного металла со структурой пластинчатого мартенсита. [c.248]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...