Стали нержавеющие межкристаллитная коррозия

Некоторые из предложенных объяснений склонности ферритных нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии основаны на разнице скоростей растворения различных образующихся карбидов или на предполагаемой большей реакционной способности напряженной кристаллической решетки металла. Однако наиболее убедительное объяснение получено с помощью теории, широко используемой для объяснения этих явлений в аустенитных нержавеющих сталях. Согласно этой теории, разрушения происходят вследствие обеднения границ зерен хромом [36—38]. Различия в температурах и времени, необходимых для сенсибилизации этих сталей, объясняются более высокими скоростями диффузии углерода, азота и хрома в ферритной объемно-центрированной кубической решетке по сравнению с аустенитной гранецентрированной. В соответствии с этим, карбиды и нитриды хрома, которые растворены при высокой температуре, ниже [c.310]

С быстро (в течение нескольких секунд) выпадают по границам зерен. При этом в прилегающих участках сплава содержание хрома падает ниже значений, требуемых для нержавеющих сталей. И, как следствие, эти участки корродируют с большей скоростью, чем зерна. Высокая скорость диффузии хрома объясняет восстановление стойкости ферритных сталей к межкристаллитной коррозии при нагреве в течение нескольких минут при 650—815 °С (по сравнению с неделями и месяцами, необходимыми для восстановления стойкости сенсибилизированных аустенитных нержавеющих сталей). В результате такой обработки сплав приобретает в области границ зерен состав, характерный для нержавеющих сталей. [c.311]

Горячая механическая обработка аустенитной нержавеющей стали, проводимая для предупреждения склонности стали к межкристаллитной коррозии, осуществляется при температурах ковки и прокатки, обеспечивающих максимальный переход карбидов в твердый раствор. Заканчивается же горячая механическая обработка при температуре ниже температуры выпадения основной массы [c.136]

С целью минимизации восприимчивости аустенитных нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии может быть понижено содержание углерода менее чем до 0,03%, либо могут быть добавлены стабилизаторы для предотвращения обеднения хромом около границ зерен или для получения более однородного сплава может применяться термообработка в высокотемпературном растворе, называемая закалкой — отжигом. Восприимчивыми к межкристаллитной коррозии являются также алюминиевые, магниевые, медные и цинковые сплавы в неблагоприятных условиях. [c.598]

В результате дискуссии по методам оценки склонности нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии [513—5151 авторы пришли к единому мнению о том, что методика выявления у сталей склонности к межкристаллитной коррозии состоит из следующих этапов [c.537]

Было показано [163], что процесс межкристаллитной коррозии нержавеющей стали зависит как от окислительно-восстановительного потенциала среды, в которой определяется склонность к межкристаллитной коррозии, так и от потенциала активирования границ зерен. Потенциал активирования границ зерен для одной и той же стали зависит от длительности отпуска в зоне опасных температур (500—700° С). Чем более склонна сталь к межкристаллитной коррозии, тем более положительное значение имеет потенциал активирования границ зерен. Межкристаллитная коррозия будет интенсивно развиваться в том случае, если потенциал активирования границ зерен имеет более положительное значение, чем окислительно-восстановительный потенциал среды. [c.121]

Разноречивые данные по скорости коррозии наиболее часто встречаются для нержавеющих сталей. В этом случае большое значение оказывает склонность стали к межкристаллитной коррозии, особенно в притонной зоне сварных соединений. Поэтому в справочнике приводятся данные по скорости коррозии для металлов и сплавов со сварными швами. При выборе нержавеющих сталей необходимо обратить особое внимание на проверку склонности их к межкристаллитной коррозии по методам, приведенным в ГОСТе 6032-58. [c.7]

Одним из первых и наиболее распространенных в настоящее время растворов для испытания на склонность нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии является раствор серной кислоты и медного купороса, в котором кипятят образцы. Отличительной чертой этого раствора является то, что растворению в нем подвергаются преимущественно границы между зернами, в то время как тело зерен сохраняет относительную пассивность. Это связано с тем [1], что кристаллы твердого раствора Fe—Сг—Ni являются катодами по отношению к границам между ними. Деполяризация идет за счет выделения меди и водорода. Практика и специальные исследования [114, 115] показали, что в данном растворе наиболее четко и надежно выявляется межкристаллитная коррозия хромоникелевых сталей аустенитного класса. Однако испытания в этом растворе имеют и свои недостатки, а именно раствор выявляет межкристаллитную коррозию, связанную с выпадением карбидной фазы, и не выявляет ее в том случае, когда она является следствием выделения сигма-фазы. [c.97]

Обычно склонность к межкристаллитной коррозии возникает у нержавеющих сталей типа 18-8 в результате кратковременного нагрева до 700° С или при длительном нагреве при более высоких температурах. Судить о появлении склонности нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии можно на основании кривых, характеризующих зависимость межкристаллитной коррозии от времени и температуры нагрева (рис. 141). [c.244]

Учитывая температурную зависимость склонности нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии, считают возможным избежать этого опасного вида коррозионного разрушения, не только применяя стали с низким содержанием углерода или посредством введения стабилизаторов (Ti, Nb, Та), но и путем повторного нагрева сварной конструкции выше 1100°С с последующим быстрым охлаждением для перевода всех карбидов в твердый раствор. [c.245]

Рис. 141. Зависимость между временем и температурой, необходимой для появления склонности нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии [6]

В США нашел широкое применение метод испытания в горячей азотной кислоте с добавками фторидов и без них. Этим методом выявляется в основном склонность к межкристаллитной коррозии, обусловленная выделением сигма-фазы. Использование его для определения склонности нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии в любых средах химической промышленности часто приводило к неправильному выбору материала. Это объясняется тем, что продукты взаимодействия азотной кислоты с нержавеющими сталями, например хромовая кислота, ускоряют процесс коррозии. Наблюдались случаи, когда стали, не выдержавшие испытания в горячей азотной кислоте, успешно эксплуатировались в химических производствах. Испытания в серной кислоте с сернокислой медью давали в этих случаях более согласующиеся результаты. Испытания в горячей азотной кислоте, очевидно, более приемлемы для сталей, пред- [c.246]

За последнее время для определения склонности нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии был предложен кислый раствор сульфата трехвалентного железа Ре2(504)з. Этот метод обнаруживает склонность к межкристаллитной коррозии, возникающую в результате выпадения карбидов хрома. Он очень чувствителен, ибо процесс коррозии довольно быстро развивается по границам зерен, вызывая сильное изменение электросопротивления и механических свойств. Метод в отличие от азотнокислого не приводит к устранению коррозии благодаря появлению продуктов реакции, поэтому в одном сосуде можно испытывать несколько образцов. [c.247]

Ввиду того что методы испытания в серной кислоте с сернокислой медью, а также в азотной кислоте требуют длительного времени, были предприняты меры к разработке электрохимических методов, которые позволяли бы быстро определить склонность нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии. [c.247]

Рис. 143. Поляризационная диаграмма, характеризующая склонность нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии, [8]

Склонность нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии вынуждает производить сварку постоянным током с такой быстротой передвижения электрода, которая обеспечивает высокое качество сварки. Для получения высококачественного сварного шва нужно соблюдать правильную разделку кромок и не допускать появления свищей, раковин, подрезов, коробления и других дефектов, уменьшающих сопротивление коррозии. [c.128]

Углерод. В применяемых на практике нержавеющих и кислотоупорных сталях содержание углерода не превышает 0,5%. Такое-содержание углерода не может служить препятствием к удовлетворительному протеканию процесса резки. Однако при резке нержавеющей стали необходимо считаться со свойством углерода влиять на чувствительность стали к межкристаллитной коррозии. По данным ряда исследований [8] сталь, содержащая 0,04% С, 12% N1 и 12% Сг, может разрушаться при нагреве в интервале 400—550" . Например, сталь типа 18-8, содержащая 0,12% С, подвержена межкристаллитной коррозии в интервале 400—750°. Поэтому устранение чувствительности стали к межкристаллитной коррозии может быть достигнуто снижением в ней содержания углерода ниже предела растворимости при температурах 400—800°. В действительности было установлено, что стали типа 18-8 с содержанием углерода менее 0,02% невосприимчивы к межкристаллитной коррозии даже после продолжительной выдержки в критическом интервале температур. Следует, однако, отметить, что предельное содержание углерода, при котором отсутствует восприимчивость стали к межкристаллитной коррозии, зависит от содержания в ней хрома. При этом максимальное количество углерода в стали, в зависимости от содержания в ней хрома, определяется из следующей зависимости Сг — 80-016,8. [c.25]

Использование потенциостатического метода дает возможность определять также склонность нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии [23]. [c.19]

Для объяснения возникновения склонности нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии предложено несколько теорий [c.25]

Наиболее эффективный метод борьбы со склонностью высокохромистых нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии — введение в сталь титана в количестве не менее 5-кратного по отношению к содержанию углерода или ниобия в 10-кратном количестве. Если эти стали используются для изготовления сварной аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в агрессивных средах, и при этом не содержат титана или ниобия, то эту аппаратуру подвергают дополнительному отжигу при 760—780° С с последующим охлаждением в воде или на воздухе. В этом случае благодаря диффузионным процессам выравнивается концентрация хрома в зерне и сталь приобретает высокое сопротивление межкристаллитной коррозии. [c.99]

Привести химический состав, режим термической обработки и микроструктуру нержавеющей хромоннкелевой стали и указать, какое изменение следует внести з химический состав нержавеющей стали для сохранения устойчивости стали против межкристаллитной коррозии после сварки. [c.390]

Многие сплавы — главным образом нержавеющие высокохромистые и хромоникелевые стали — подвержены межкристаллитной коррозии. Она распространяется по границам зерен кристаллитов и вызывает растрескивание, при котором в металле вследствие одно временного воздействия агрессивной среды и механических растягивающих напряжений образуются местные трещины, приводящие к разрушению. [c.138]

Производство сталей. Тантал и особенно ниобий широко используют как легирующие добавки в сталях. Внимание к ниобию было привлечено в 1933—1934 гг. в связи с открытием действия его добавок на свойства нержавеющих хромоникелевых сталей. Добавка ниобия в количестве, в 6—10 раз превышающем содержание углерода в стали, устраняет межкристаллитную коррозию нержавеющей стали и предохраняет сварные швы от разрушения. [c.146]

Присадки титана вводят в состав марганцовистых, хромистых, хромомолибденовых и хромоникелевых сталей. Добавка титана в нержавеющую хромоникелевую сталь предохраняет сталь от межкристаллитной коррозии, вызываемой выделением (при сварке или отпуске стали) по границам зерен карбидов хрома. [c.212]

При сварке нержавеющих и жаропрочных сталей аустенитного класса необходимо учитывать низкую теплопроводность, более высокий коэффициент линейного расширения, чем у малоуглеродистой стали, и склонность к межкристаллитной коррозии. Чтобы уменьшить склонность стали к межкристаллитной коррозии и коробление, сварку аустенитных хромоникелевых сталей необходимо вести так, чтобы обеспечить наименьшую зону нагрева, максимальную скорость сварки и быстрое охлаждение. При газовой и дуговой сварке покрытыми электродами выполнение этих условий затруднено, так как имеют место замедленный нагрев (при газовой сварке) и медленное охлаждение после сварки. Поэтому возможен перегрев околошовной зоны и появление межкристаллитной коррозии. [c.108]

Недостаточная очистка приводит к науглероживанию поверхности и склонности нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии после термообработки. [c.348]

Межкристаллитную коррозию нержавеющих сталей можно также выявить электрохимическим путем — анодным травлением в течение 5 Л1ин при плотности тока 0,65 a/ м и 20 Ю С в 60%-ном растворе серной кислоты с 0,5% уротропина или другого замедлителя коррозии. Метод анодного травления, заключающийся в анодной поляризации исследуемого участка поверхности стали, обладает тем достоинством, что позволяет быстро (1,5—5 мин) определять склонность стали к межкристаллитной коррозии непосредственно на полуфабрикатах и готовых сварных изделиях. Применение этого метода дает возможность производить межоперационную проверку склонности металла к меж-кристаллитной коррозии и соответствующей термической обработкой устранять эту склонность. [c.345]

С уменьшением концентрации углерода в зернах аустенита скорость диффузии углерода снижается. Скорость же диффузии хрома изменяется мало, так как концентрация хрома в зоне зерен, откуда он диффундирует, изменяется незначительно. По истечении некоторого срока скорость диффузии хрома превысит скорость диффузии углерода, и наступит момент, когда скорость процесса образования карбидов будет тормозиться подачей углерода (но не хрома). С этого момента границы зерен вновь начнут обогащаться хромом, так как атомы хрома, диффундирующие к границам, расходуются на образование карбидов не полностью. В конце концов содержание хрома на границах зерен достигает таких значений, что они вновь становятся устойчивыми. В процессе выдержки при высокой температуре тонкодисперсные карбиды становятся более крупными. Кривая, выражающая зависимость глубины проникновения межкристаллитной коррозии от длительности нагрева при температуре 650° С, проходит через максимум. В силу изложенных причин при достаточной длительности выдержки, в данном случае в течение 100 ОООчос, сталь становится стойкой против межкристаллитной коррозии. Введение в сталь 18-8 титана, а также увеличение отношения титана к углероду в стали 1Х18Н9Т, приводят к возрастанию минимального времени нагрева при данной температуре, вызывающего склонность стали к межкристаллитной коррозии и. понижению максимальной температуры, нагрев при которой приводит сталь в состояние склонности к этому виду разрушения. С уменьшением отношения титана к углероду интервал температур, длительный нагрев при которых вызывает в стали склонность к межкристаллитной коррозии, и степень склонности увеличивается [111,60]. В указанной работе, а также в работе [111,61] приводятся данные по влиянию температуры и длительности выдержки на склонность к межкристаллитной коррозии аустенитных нержавеющих сталей различного состава. [c.134]

С. Во время длительного отжига при температурах 800° С максимальное количество углерода связывается в карбиды, в результате чего происходит их коагуляция. Кроме того, за счет диффузии хрома из глубины зерен к границе последние становятся устойчивыми. Так, если подвергать стабилизирующему отжигу предварительно аустенизированную сталь 1Х18Н9Т (с отношением титана к углероду 6 2 и выше) в течение 3 час при температуре 850—870°С, то она не становится склонной к межкристаллитной коррозии даже после длительных нагревов (до 5000 час) при температурах 550 и 650° С [111,60]. При стабилизирующем отжиге аустенизированной нержавеющей хромоникелевой стали с концентрацией углерода до 0,2%, межкристаллитная коррозия не появляется только в том случае, если сталь после аустенизации не нагревается до опасного интервала температур. Крупнозернистая сталь подвергается межкристаллитной коррозии быстрее, чем мелкозернистая........ [c.135]

В случае контакта нестабилизированной аустенитной нержавеющей стали с конденсатом при высоких температурах и давлениях сталь подвергается межкристаллитной коррозии [111,68]. Д. С. Поль [111,36] указывает на развитие межкристаллитной коррозии в нестабилизированной аустенитной нержавеющей стали 18-8 после отжига в течение 2 час при температуре 650° С в воде, насыщенной кислородом при pH 3-4 при температуре 315°С. В тех же условиях вода при pH 7-11 якобы не вызывает межкристаллитной коррозии. Последнее обстоятельство требует серьезного рассмотрения. Д. С. Полине указывает, каким способом поддерживается постоянство-концентрации кислорода в воде при высокой температуре и давлении. Не исключена возможность, что в начальный период испытаний кислород полностью расходовался на протекание коррозионных процессов, и в дальнейшем испытания проходили с практически деаэрированной водой. Специальные исследования показали, что сталь 1Х18Н9Т, склонная к межкристаллитной коррозии при испытаниях по методу AM, ГОСТ 6032—58 (как с провоцирующим нагревом, так и без него), не подвержена ей в деаэрированной воде, содержащей не менее 0,02 мг л кислорода при температуре 350° С и давлении 170 am и в деаэрированном паре при температурах до [c.137]

Наиболее рациональным методом устранения склонности нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии является понижение содержания углерода в ней до значений, не превышающих предела растворимости при низких температурах и, следовательно, исключающих выпадение карбидов из твердого раствора. Содержание углерода в такой стали не должно превышать 0,02%-Эта сталь не требует закалки, она ие чувствительна к нагревам и охлаждениям в процессе эксплуатации и обладает во много раз более высокой стойкостью против воздействия определенных агрессивных сред по сравнению со сталью Х18Н10Т, имеющей обычное содержание углерода. Высокая пластичность металла с 0,02% С и отсутствие в нем карбидных включений позволяют, например, деформировать листовую сталь до самых незначительных толщин—0,01 мм (фольга), а из трубной заготовки изготовлять электрополированные тонкостенные трубы. [c.154]

В нашей лаборатории [97] исследовано влияние анодной поляризации на межкристаллитную коррозию нержавеющей аусте-нитной стали 2Х18Н9. Эта сталь подвержена межкристаллитной коррозии после отпуска при 650° С в течение 2 час. После закалки при 1050° С сталь 2Х18Н9 не склонна к межкристаллитной коррозии. [c.121]

Пра-ктика использования различных методов определения межкристаллитной коррозии в заводских условиях, специальная проверка в исследовательских лабораториях и обсуждение накопившегося опыта в литературе [114, 115] все это позволило в последнее время несколько расширить и улучшить действовавший в нашей стране до 1959 г. стандарт на методы определения склонности нержавеюш,их сталей к межкристаллитной коррозии.. Тем не мекее и теперь эти методы еш,е дале-ко не всегда отвечают запросам практиков и исследователей, и, следовательно, необходимость их развития и совершенствования имеет первостепенное значение. Можно заметить, что еще хуже обстоит дело с методами определения склонности нержавеюш,их сталей к межкристаллитной коррозии в газовых средах [116]. Разработка таких методов испытаний только начинается. Принятые в нашей стране в настоящее время методы испытания нержавеющих сталей на склонность к межкристаллитной коррозии описаны в ГОСТ 6032-58. [c.97]

Межкристаллитная коррозия хромоникелевых сталей наиболее интенсивно развивается в переходной области, т. е. от потенциала пассивации до области устойчивой запассиви-рованности [155, 156]. Учитывая это обстоятельство, были разработаны методы ускоренного определения склонности нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии [157]. Поэтому с успехом можно анодно защищать аппарат (поддерживая его потенциал в области оптимальной запассиви-рованности), изготовленный из нержавеющей стали, склонной к межкристаллитной коррозии. [c.127]

В начальный период применения нержавеющих сталей электрохимическая теория коррозии вообще и межкристаллитной в частности еще не была так хорошо разработана, как в настоящее время, тем не менее эмпирическим путем был подобран ряд электролитов, хорошо выявляющих склонность нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии. Наиболее старый из них — смесь серной кислоты и сернокислой меди, предложенная Гатфильдом. Этот реактив действует на обедненную хромом зону вдоль границ и не действует на зерно. [c.246]

Испытания на стойкость к межкристаллитной коррозии сенс.ч-билизированной стали Х17Н13М2Т показали, что 97% растворы ДЭГ, содержащие 2 г/л H2S и 0,5% Na l, при 60 °С реализуют склонность стали к этому виду коррозии через 1000 ч. Следовательно, циркулирующие в процессе НТС и осушки агрессивного газа растворы ДЭГ обладают способностью выявлять возникшую в процессе изготовления склонность нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии. Поэтому к сварным соединениям из нержавеющих сталей, работающих в таких средах, нужно предъявлять требование отсутствия склонности к этой коррозии. [c.286]

Высокохромистые нержавеющие стали обнаруживают склонность к межкристаллитной коррозии после закалки с 900—ПОО°С. Так, например, сталь 12X17 после закалки подвергается межкристаллитной коррозии в растворах НЫОз, НЫОз+НР, в растворе ЫаС и т. д. Склонность этих сталей к межкристаллитной коррозии связана с выпадением в процессе охлаждения карбидов хрома по границам зерен и обеднением твердого раствора хромом. Для предупреждения этой коррозии высокохромистые стали следует после закалки подвергать высокому отпуску при 600—800 °С. При этом происходит коагуляция карбидов и обогащение хромом границ зерен. Легирование титаном — также хороший способ борьбы с межкристаллитной коррозией этих сталей. [c.134]

Электрохимический способ испытания нержавеющих сталей на межкристаллитную коррозию. На основе разработанных электрохимических аспектов теории межкристаллитной ко ррозии (МКК) создан экспрессный способ испытания нержавеющих сталей на этот вид локальной коррозии. Способ предназначен для контроля склонности нержавеющих сталей и изделий из них (в том числе сварных соединений) к МКК на металлургических, машиностроительных, химических и других предприятиях, а также в научно-исследовательских институтах при разработке, выявлении областей применения и отработке оптимальных режимов сварки новых, а также существующих марок нержавеющих сталей. [c.288]

Оба эти металла относятся к ферритообразующим элементам. Они сильно суживают у-область в системе железо—хром—углерод и повышают критические точки ЛС] и Ас . В производстве нержавеющих и кислотостойких сталей титан и ниобий широко используют как карбидообразующие элементы с целью нредотвращения склонности этих сталей к межкристаллитной коррозии. Карбид ниобия (МЬС) обладает более высокой стойкостью при нагреве, чем карбид титана (Т С), и практически начинает растворяться выше 1000—1050° С. Оба эти элемента вводят в хромистые нержавеющие стали и для повышения жаропрочности. [c.77]

А—межвристаллитная коррозия нержавеющей стали Б—межкристаллитная коррозия [c.19]

Термическая обработка. Термическая обработка нержавеющих аустенитных сталей состоит обычно либо в закалке, либо в стабилизирующе(м отжиге. Закалка стали производится для повышения ее пластических свойств и сопротивления межкристаллитной коррозии. Стабилизирующий отжиг (850—900°) имеет целью только повышение сопротивления межкристаллитной коррозии. Температура нагре ва под закалку аустенитных хромоникелевых сталей обусловливается главным образом двумя факторами — содержание1М в стали углерода и величиной зерна аустенита. Как следует из диаграммы состояния Fe — Сг—Ni сплавов (см. рис. 1), чем выше содержание углерода, тем выше должна быть температура закалки. С другой стороны, чем больше величина зерна аустенита, полученная в результате термообработки, тем ниже стойкость стали против межкристаллитной коррозии и хуже ее пластические свойства и ударная вязкость. [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...