Эрозионная стойкость ферритных сталей

ЭРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ФЕРРИТНЫХ СТАЛЕЙ [c.197]

Механические свойства и эрозионная стойкость ферритных сталей [c.198]

В настоящей работе исследовали в основном хромистый феррит при разном содержании хрома. Практический интерес представляют дальнейшие исследования эрозионной стойкости ферритных сталей, дополнительно легированных кремнием, ванадием, титаном и другими элементами. [c.199]

В зависимости от содержания углерода и легирующих элементов в структуре сталей этого класса может быть определенное количество ферритной составляющей поэтому эрозионная стойкость этих сталей прежде всего зависит от количества перлита, его дисперсности и равномерности распределения в структуре. При наличии в структуре этих сталей феррита эрозионная стойкость зависит также от степени его легированности. Кроме того, в структуре легированных сталей перлитного класса при наличии феррита могут образовываться высокодисперсные фазы, упрочняющие феррит в результате дисперсионного твердения [49, 79]. Ранее уже указано, что с увеличением количества перлита и его дисперсности эрозионная стойкость стали возрастает. Легированный феррит обладает большим сопротивлением микроударному разрушению, чем нелегированный. Снижению эрозионной стойкости обычно способствуют факторы, увеличивающие неоднородность структуры стали, например коагуляция карбидов и других упрочняющих дисперсных выделений из твердых растворов, сфероидизация карбидов при отжиге. Значительно снижают эрозионную стойкость фазы, образовавшиеся в стали из-за случайных (или скрытых) примесей. Такие фазы чаще всего имеют пониженную эрозионную стойкость. Изучением эрозионной стойкости различных сталей занимались многие исследователи [2, 7, 8, 12, 19, 47]. Большую часть исследовательских работ по определению эрозионной стойкости материалов выполняли с помощью магнитострикционного вибратора (МСВ). [c.178]

Если аустенит нестабильный и способен при пластических деформациях распадаться с образованием мартенсита, такая сталь будет обладать высокой эрозионной стойкостью, причем износостойкость будет тем выше, чем полнее происходит это превращение при одинаковой степени деформации. Нержавеющие стали со стабильным аустенитом по этой причине по эрозионной стойкости мало отличаются от ферритных. [c.79]

Как показали исследования, оптимальные вязкие свойства и максимальную эрозионную стойкость аустенито-ферритные стали приобретают в результате аустенизации с последующим отпуском (старением) при температуре 550—600° С. При более высоком отпуске по границам ферритных зерен образуются значительные скопления коагулированных карбидов хрома, что приводит к резкому увеличению твердости (примерно с 207 до 302 единиц НВ) и такому же снижению пластичности и вязкости. В таком состоянии сталь обладает невысокой эрозионной стойкостью. Разрушение металла начинается около коагулированных карбидов хрома и развивается в сторону ферритного зерна. [c.157]

В низкоуглеродистых сталях заметно проявляется упрочнение ферритной составляющей такими элементами, как марганец, молибден и медь. Стали перлитного класса при испытании на эрозионную стойкость очень чувствительны к структурным составляющим, их форме, распределению, дисперсности и т. д. В результате нарушается взаимосвязь между механическими показателями и их эрозионной стойкостью. Однако при наличии в этих сталях однородной структуры мартенсита эта [c.189]

При наличии крупнозернистой структуры разрушение феррита начинается с границ зерен, так как в этом случае границы являются слабыми участками в структуре металла из-за грубого строения и начиная в пограничном слое коагулированных карбидов и других сфероидизированных выделений. Уменьшение вязкости и увеличение хрупкости ферритных сталей приводит к заметному снижению их эрозионной стойкости. [c.199]

Опытные образцы перед испытаниями подвергали термической обработке для улучшения их структуры. Образцы без термической обработки имели практически такую же эрозионную стойкость. как и ферритные стали. После отжига при температуре 780—800° С и охлаждения на воздухе сопротивляемость этих сталей микроударному разрушению повышается (табл. 71). Однако значительного измельчения зерна после такой термической обработки в этих сталях не происходит. Положительное влияние титана вызывает повышение не только механических свойств, но и эрозионной стойкости стали. Этот эффект объясняется тем, что количество титана в стали превышает содержание углерода более чем в 12 раз. При этом практически весь углерод в стали переводится в карбиды титана, которые, находясь в дисперсном состоянии, заметно упрочняют структуру хромистых сталей. [c.200]

В зависимости от состава аустенитные стали могут иметь различные механические, физические, химические и технологические свойства, поэтому такие сплавы представляют особый интерес для рационального выбора сталей, стойких в условиях гидроэрозии. К этой категории следует отнести также аустенито-мар-тенситные и аустенито-ферритные стали, которые в результате дисперсионного твердения (старения) приобретают высокую эрозионную стойкость. [c.206]

Эффективность образования аустенитной или ферритной структуры под действием легирующих элементов сплава определяется следующими положениями. Увеличение содержания хрома, титана, кремния, алюминия и молибдена способствует образованию ферритной фазы, а увеличение содержания никеля, марганца, углерода и азота расширяет область существования аустенита и повышает его устойчивость. Поэтому для получения стали с неустойчивым аустенитом необходимо учитывать влияние каждого элемента, входящего в ее состав. Решение этой задачи требует проведения большой экспериментальной работы, вследствие чего в настоящее время разработано очень мало марок сталей с высокой сопротивляемостью гидроэрозии. В хромоникелевых сталях при длительном нагреве до температур 700—900° С или медленном охлаждении от 900—950° С образуется интерметаллид-ная о-фаза. Эта составляющая выделяется преимущественно по границам зерен, сообщая этим сталям исключительно высокую хрупкость и снижая их эрозионную стойкость. Однако а-фаза может вызвать и повышение сопротивляемости микроударному разрушению, если она имеет высокую степень дисперсности. В последнее время установлено, что а-фаза образуется почти во всех хромоникелевых аустенитных сталях, в том числе с присадкой молибдена и других легирующих элементов. При аусте-низации хромоникелевые стали нагревали до более высоких температур (1000—1050° С), при которых хрупкая а-фаза растворяется. [c.208]

ЭРОЗИОННАЯ стойкость АУСТЕНИТО-ФЕРРИТНЫХ СТАЛЕЙ [c.217]

Хромистый феррит обладает сравнительно невысокой эрозионной стойкостью. Поэтому присадка к аустенито-ферритным сталям молибдена, меди, титана и других элементов несколько повышает их сопротивляемость гидроэрозии. В ряде случаев эти стали дополнительно легируют с целью повышения их технологических свойств. Так, например, введение в эти стали кремния значительно улучшает их литейные свойства. [c.218]

Дисперсионное твердение этих сталей развивается главным образом в ферритной фазе, поэтому упрочнение более эффективно, если в структуре стали имеется достаточное количество мартенсита. Как показали исследования, такие условия необходимы длй достижения высокой эрозионной стойкости сталей этого типа. [c.223]

В Швеции было исследовано коррозионное поведение 17 различных сплавов, применяемых в трубчатых теплообменниках. Испытания проводили в чистой воде Балтийского моря (содержание хлоридов 4 мг/кг) при температуре 50 С и скорости потока от 2 до 5 м/с. Продолжительность экспозиции 15000 ч [240]. В этих условиях абсолютной коррозионной стойкостью обладали титан. Сплав 825 и молибденовые аустенитные нержавеющие стали — эти металлы не корродировали даже в щелях сложной формы. Межкристаллитная коррозия наблюдалась на примыкающих к сварным швам участках ферритных молибденовых нержавеющих сталей, но позже было установлено, что эти образцы перед сваркой случайно подверглись цементации. Алюминиевые и некоторые медные сплавы при использованных скоростях потока подвергались эрозионной коррозии. Сплав 70—30 Си—Ni—Fe сохранял стойкость при скорости воды от 4 до 5 м/с. [c.201]

Данные испытаний показывают, что хромистый феррит обладает сравнительно невысокой эрозионной стойкостью. Легирование хромистого феррита другими элементами, например молибденом, заметно повышает его сопротивление микроударному разрушению (рис. ИЗ). Наибольшее влияние на эрозионную стойкость ферритных сталей оказывает углерод. Даже при небольшом увеличении содержания углерода в ферритной стали (например, 15Х25Т) эрозионная стойкость заметно повышается. Это объясняется увеличением в структуре стали количества дисперсных [c.198]

Характеристика испытанных марок сталей и их эрозионная стойкость приведены в табл. 13. Из этих данных можно видеть, что из нержавеющих хромистых сталей наименьшей эрозионной стойкостью обладает сталь 0X13, имеющая структуру феррита с небольшим количеством отпущенного мартенсита. Металлографические исследования поверхности образцов показали, что разрушение в первую очередь локализуется в ферритной фазе путем пластического деформирования и развития усталостных микротрещин как внутризеренных, так и по границам зерен. При циклических микроударных нагружениях в этой стали отсутствуют фазовые превращения и наблюдается незначительное упрочнение поверхностных слоев металла. Стойкость этой стали ниже, чем эталонной стали 20Х13НЛ. [c.81]

Аустенито-ферритные стали 0Х17НЗГ4Д2Т, 0Х25Г12Т и 0Х25Н8М после термической обработки имеют сравнительно высокую эрозионную стойкость. Эти стали содержат до 70% аусте-нита. Закалка и длительный отпуск при температуре 600° С приводят к значительному повышению их эрозионной стойкости, твердости, предела текучести и временного сопротивления при этом показатели пластичности и ударная вязкость снижаются 218 [c.218]

Высокая способность противостоять эрозионно-усталостному разрущению при микроударных воздействиях. Это свойство в большой степени зависит от природы сплава, его структуры и фазового состава (Л. 4. Наибольшей стойкостью против эрозионного разрушения обладают нержавеющие стали с мартенситной структурой, наименьшей— с ферритной. Эрозионная стойкость сталей с аусте-нитной структурой зависит от природы и свойств аусте-нита и его способности к упрочнению при пластических деформациях. [c.79]

Хромистые наплавленные стали содержали 10, 13, 16 и 28% хрома. Так же как и при испытании хромистых сталей, основным фактором, определяющим эрозионную стойкость хромистого наплавленного металла, является исходная структура. Сплав Х10, имеюш,ий в состоянии наплавки практически чисто мартенситную структуру, обладает высокой эрозионной стойкостью (примерно в 5 раз выше, чем у стали 20Х13НЛ). С появлением в наплавленном металле ферритной фазы стойкость уменьшается. Так, у сплава Х13, имеющего еще сравнительно небольшое количество ферр ита, стойкость в 1,7 раза выше, а у сплава Х16 (феррит с небольшим количеством мартенсита) стойкость примерно равна стойкости стали 20Х13НЛ. Дальнейшее увеличение содержания хрома способствует получению структуры с б-фер-ритом, имеющим очень низкую сопротивляемость микро-ударному воздействию. Потери массы образцов уже через 2 ч испытаний составляют для сплавов Х23—Х28 500—900 мг. К этому необходимо добавить, что наплавленный металл подобного типа имеет очень низкую пластичность. [c.84]

Для исследования эрозионной стойкости испытанию подвергали ферритные стали различного состава (табл. 69). Сталь Х13ЮМ [c.197]

Исследования стали 15X28 показали, что ее эрозионная стойкость снижается с увеличением размера ферритного зерна (рис. 114). При этом уменьшается и твердость стали. Очевидно, в пределах одной структуры твердость может характеризовать эрозионную стойкость стали, так как с увеличением твердости стали возрастает ее сопротивление микроударному разрушению. Измельчение ферритной структуры хромистых сталей приводит к упрочнению границ зерен. В этом случае возрастает дисперсность карбидных выделений и их роль в упрочнении границ зерен увеличивается. Поэтому при наличии в стали мелкозернистой структуры феррит разрушается не только по границам, но и внутри зерен. Ферритные стали разрушаются при испытании сравнительно равномерно, без образования больших раковин, что свидетельствует о наличии однофазной структуры. Процесс гидроэрозии протекает быстро вследствие недостаточной упрочняе-мости хромистого феррита в процессе микроударного воздействия. Образцы стали Х28 при испытаниях подверглись значительному изнашиванию, так как структура этой стали отличалась крупнозернистым строением и наличием сфероидизированных карбидов хрома. [c.199]

Полуферритные стали (17% Сг и 0,10% С) без титана склонны к некоторому упрочнению в результате нагрева до высоких температур. При этом повышение твердости сопровождается резким уменьшением ударной вязкости и эрозионной стойкости (рис. 115). Металлографические исследования показывают, что такая закономерность в изменении механических свойств и сопротивляемости микроударному- разрушению вызвана главным образом ростом зерна и образованием мартенситной фазы по его границам. При микроударном разрушении такой структуры выявляются очень слабые участки в поле ферритного зерна, непосредственно примыкаюш,ие к мартенситной составляющей. В этих местах быстро образуются очаги разрушения, вокруг которых концентрируются напряжения. Такие образцы разрушаются при испытании настолько интенсивно, что трудно установить различие в стойкости после отжига при различных высоких температурах. [c.201]

В отличие от других литейных коррозионно-стойких сплавов сталь 0Х12НДЛ обладает достаточно высокими технологическими свойствами, что позволяет применять ее для литья крупногабаритных деталей. Высокохромистые стали ферритного и полуфер-ритного классов также отличаются сравнительно хорошими литейными свойствами, но обладают низкой эрозионной стойкостью (см. табл. 70 и 71) и повышенной хрупкостью. Эти стали применяют иногда в машиностроении для изготовления малогабаритных деталей и, в частности, для литья по выплавляемым моделям. [c.204]

Для исследования эрозионной стойкости были выбраны аусте-нито-ферритные стали, состав которых приведен в табл. 77. [c.218]

Длительный отпуск при температурах 600—fi. iO° С вызывает в стали 0Х17НЗГ4Д2Т дисперсионное твердение феррита (выделение меди из а-твердого раствора), что приводит к значительному увеличению повышения ее эрозионной стойкости. Дальнейшее повышение температуры отпуска ведет к коагуляции дисперсных выделений и появлению в структуре этой стали больших участков хромистого феррита, в результате чего резко снижается ее сопротивляемость микроударному разрушению. Металлографические исследования начальной стадии эрозионного процесса показывают, что после указанной выше термической обработки разрушения этой стали начинают развиваться по границам ферритных участков и распространяются в сторону феррита (рис. 126). При дальнейшем микроударном воздействии в структуре аустенита появляются линии деформации, переходящие в микррскопические трещины. Аустенит этой стали весьма нестабилен, поэтому его распад при микроударном воздействии происходит быстрее, чем в других сталях аустенитного класса. [c.219]

В последнее время с целью повышения эрозионной стойкости изделий из хромистых и хромоникелевых сталей мартен-снтного, ферритного и аустенитного классов их также подвергают азотированию. [c.198]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...