Нержавеющие, хромовые и хромоникелевые стали
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
?: Карбидообразующий элемент защищает от хрупкости и увеличивает коррозионную стойкость, прочность при повышенных температурах и сопротивление ползучести. Он препятствует формированию язв в хлористой среде.
Алюминий: Является сильным ферритным элементом и снижает способность нержавеющей стали к накаливанию. Он улучшает стойкость к образованию осадков (накипи).
Углерод: Присутствует во всех видах стали. Это наиболее важный упрочняющий элемент, который увеличивает прочность нержавеющей стали, стимулирует образование осадков влияющих на снижение коррозионной стойкости.
Ниобий: Соединяется с углеродом для снижения чувствительности к межкристаллитной коррозии. Он действует как добавка, измельчающая зерно, и стимулирует формирование ферритов.
Медь: Добавляется в нержавеющую сталь для увеличения устойчивости к определенным коррозионным средам. Он так же снижает чувствительность к образованию трещин вследствие коррозии под напряжением и обеспечивает эффект упрочнения при старении.
Титан: Соединяется с углеродом для снижения коррозионной стойкости. Он действует как добавка, измельчающая зерно и способствует образованию ферритов.
Кобальт: Никогда не используется один, но всегда добавляется в сплав стали. Это не карбидообразующий элемент, но растворяется в межклеточном материале ферритов, как никель и кремний. Добавление кобальта до 30% в ферросплавы (черные сплавы) оказывает значительное влияние на магнитные свойства материала. Кобальт может не только усилить феррит, но и стабилизировать углероды и сохранить их свойства при более высоких температурах.
При выборе химического состава коррозионностойкого сплава руководствуются так называемым правилом N/8: если к металлу, неустойчивому к коррозии (например, к железу) добавлять металл, образующий с ним твердый раствор и устойчивый против коррозии (к примеру хром), то защитное действие проявляется скачкообразно при введении 1/8, 2/8, 3/8…N/8 моля второго металла (коррозионная стойкость возрастает не пропорционально количеству легирующего компонента, а скачкообразно). Основной легирующий элемент нержавеющей стали - хром Cr (12-20 %); помимо хрома, нержавеющая сталь содержит элементы, сопутствующие железу в его сплавах (С, Si, Mn, S, Р), а также элементы, вводимые в сталь для придания ей необходимых физико-механических свойств и коррозионной стойкости (Ni, Mn, Ti, Nb, Co, Mo).
Наименование сталиCSiMnPSХромистая сталь (нержавеющая и кислотостойкая)Не более 0,35-0,45Не более 0,60Не более 0,60Не более 0,03Не более 0,035Хромоникелевая сталь (нержавеющая и кислотостойкая)0,060,50-1,01,0-2,00,0300,020Хромоникелевая сталь (окалиностойкая и жаропрочная)0,201,502,000,0350,030
В зависимости от соотношения структурообразующих компонентов нержавеющие стали подразделяется на три группы:
хромистые нержавеющие стали;
хромоникелевые нержавеющие стали;
хромомарганцевоникелевые нержавеющие стали.
Типы нержавеющей стали
Имеются различные типы нержавеющих сталей: например, когда добавлен никель, что стабилизирует аустенитную структуру железа. Эта кристаллическая структура делает такие стали не магнитными и менее ломким при низких температурах. Высокое сопротивление окислению на воздухе и при температуре окружающей среды обычно достигается с добавлением хрома больше 12 %. Для повышения твердости и прочности, может быть добавлен углерод. Существенное количества марганца используется во многих нержавеющих сталях. Марганец сохраняет аустенитную структуру в стали, как это делает никель, но по более низкой стоимости.
Нержавеющие стали классифицируются по их кристаллической структуре:
Существует огромное количество кристаллических структур. Их объединяет главное свойство кристаллического состояния вещества - закономерное положение атомов в кристаллической решётке. Одно и то же вещество может кристаллизоваться в разных кристаллических решётках и обладать весьма различными свойствами (классический пример графит - алмаз). В случае простых веществ это явление называется аллотропией, в общем случае любых химических соединений - полиморфизмом. В то же время, разные вещества могут образовывать однотипные, или изоморфные, решётки, как, например, решётки многих металлов: меди, алюминия, серебра, золота. Иногда происходит замещение атомов в кристаллической решётке на атомы другого химического элемента с образованием твердого раствора.
Основные типы нержавеющей стали:
Нержавеющие аустенитные стали;
Ферритные (хромистые) стали;
Мартенситные и мартенсито-ферритные стали;
Аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные стали;
Аустенитные нержавеющие стали
Данная группа нержавеющих сталей используется наиболее широко и включает родовые сорта 304 и 316. Данные материалы используются в производственном процессе АСО и являются идеальными для применения при переработке пищевых продуктов, молока, пивоварения, фармацевтической, химической и нефтехимической промышленности. Нержавеющие стали сорта 304 содержат около 18 % хрома и 10 % никеля и демонстрируют великолепную сопротивляемость коррозии. Там, где требуется особо высокая сопротивляемость коррозии в экстремальных условиях, особенно там, где имеются хлориды, используются стали сорта 316, содержащие около 17 % хрома, 12 % никеля и 2,2 % молибдена. Она пластична, имеет широкий спектр температурных режимов, немагнитные свойства и хорошую пригодность к сварке.
Ферритная нержавеющая сталь
Имеет высокую