Всего на сайте:
236 тыс. 713 статей

Главная | Химия

Нержавеющие и жаростойкие стали  Просмотрен 203

Нержавеющие стали - это стали, которые не окисляются при температуре ниже 550°С. Принцип легирования нержавеющих сталей заключается в образовании на поверхности плотной окисной пленки, которая задерживает проникновение кислорода вглубь металла. Такая пленка образуется в сталях, которые содержат больше 12 % хрома. При введении хрома в сталь происходит не постепенное, а скачковое повышение коррозионной стойкости. Сплавы, содержащие более 12…14 % Сr, ведут себя как благородные металлы. Они имеют положительный потенциал и не окисляются в воде, на воздухе, в ряде кислот, солей, щелочей.

На рис. 3.32 показано влияние хрома на изменение знака электрического потенциала железохромистых сплавов с отрицательного на положительный.

Рис. 3.32. Влияние хрома на потенциал железохромистых сталей

Нержавеющие стали бывают хромистыми и хромоникелевыми.

Хромистые нержавеющие стали содержат 13…30 % хрома. Поскольку хром является карбидообразующим элементом, то образование специальных карбидов приводит к уменьшению содержания хрома в твердом растворе, что отрицательно сказывается на коррозионной стойкости. Поэтому, как правило, содержание углерода в коррозионностойких сталях небольшое и не превышает 0,4 %.

Пример наиболее распространенных нержавеющих сталей - это стали 12X13, 20X13, которые являются хорошим конструкционным материалом. Из них изготавливают лопатки гидравлических и паровых турбин, клапаны гидравлических прессов и др.

Стали 30X13, 40X13 после закалки и отпуска сочетают высокую твердость (50-55 HRC) с коррозионной стойкостью. Их применяют для изготовления изделий, работающих на износ (хирургический, режущий инструмент) и для пружин.

Введение никеля в нержавеющие стали позволяет повысить коррозионную стойкость. Эти стали при комнатной температуре имеют аустенитную структуру. В эту группу входят такие стали, как 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 08Х18Н10.

Недостатком таких сталей является склонность к межкристаллитной коррозии (уменьшение коррозионной стойкости по границам зёрен). Она объясняется выделением по границам зерен карбидов хрома, в результате чего прилегающие к карбидам участки зерен обедняются хромом, и уменьшается коррозионная стойкость. Склонность таких сталей к межкристаллитной коррозии можно уменьшить, снизив содержание углерода в стали; повысив температуру закалки (950°…1100°С), чтобы обеспечить растворимость карбидов в аустените; провести дополнительное легирование элементами, обладающими более высоким сродством к кислороду, чем хром.

Нержавеющие стали по структуре разделяются на:

ферритные (сталь 08X13);

мартенситные (сталь 40X13);

аустенитные (сталь 12X18Н9).

Рис. 3.33. Интервал работы жаростойких сталей в зависимости от содержания хрома: 1 – аустенитные; 2 – ферритные стали

К жаростойким сталям относятся стали, которые имеют хорошее сопротивление окислению при температурах выше 550°С и работают в ненапряженном или слабонапряженном состоянии. Для повышения жаростойкости стали легируют хромом, алюминием или кремнием, которые образуют на поверхности тонкую и плотную пленку из окислов Cr2O3,Al2O3 или SiO2.

Чем больше содержится в стали хрома, алюминия, кремния, тем сталь более жаростойкая. На рис. 3.33 представлен интервал работы жаростойких сталей в зависимости от содержания хрома для двух групп сталей: ферритных и аустенитных.

Предыдущая статья:Износостойкие стали Следующая статья:Жаропрочные стали
page speed (0.023 sec, direct)