 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь СЗ" ИНН 7813653802 Erid: 2SDnjeTme6H
| |
Краткие сведения о нержавеющих и жаростойких сталях
Нержавеющие стали не разрушаются под воздействием воздуха, воды, щелочи, ряда кислот и солей. Это свойство получают все железные сплавы при введении в них не менее 12% хрома.
При добавлении в сталь, содержащую 18% хрома, определенного количества никеля она становится аустенитной; аустенитное состояние стали сохраняется в широком диапазоне температур. Хромоникелевая аустенитная сталь обладает лучшими по сравнению с хромистой сталью механическими свойствами, более высокой коррозионной устойчивостью, устойчивостью против ползучести и меньшей склонностью к росту зерна. В то время как роль хрома в хромоникелевых аустенитных сталях заключается в образовании плотной окисной пленки, предохраняющей сталь от коррозии, высокое содержание никеля способствует образованию и сохранению аустенитной структуры.
Из хромоникелевых аустенитных сталей наибольшее распространение получили стали, содержащие 18% Сr и 8% Ni, так называемые нержавеющие стали 08Х18Н10, 12Х18Н9, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 17Х18Н9 и др.
Стали Х18Н9 наряду с высоким сопротивлением коррозии обладают высокой вязкостью и пластичностью в широком интервале температур, высокой прочностью и устойчивостью против ползучести (жаропрочностью). Они имеют хорошие технологические свойства, в частности, легко свариваются. Эти свойства сталей Х18Н9 обусловили их широкое применение в промышленности. Несмотря на появление новых сплавов, более устойчивых при высоких температурах в условиях воздействия интенсивной коррозионной среды, стали Х18Н9 попрежнему находят значительное применение. При закалке хромоникелевых аустенитных сталей их твердость в противоположность твердости закаленных углеродистых сталей не возрастает, а уменьшается. При медленном охлаждении с температур выше 900° твердость этих сталей увеличивается вследствие выделения карбидов.
Наряду с перечисленными достоинствами аустенитных сталей Х18Н9 ряд этих сталей обладает существенным недостатком: склонностью к межкристаллитной коррозии. Она происходит в результате замедленного охлаждения или нагрева в интервале температур 450-850°. Причина межкристаллитной коррозии, по установившимся взглядам, заключается в уменьшении растворимости углерода в твердом f-растворе с понижением температуры, что приводит к выделению карбидов хрома Сг4С, располагающихся по границам зерен. Выделившиеся карбиды хрома содержат около 90% хрома. Выделение карбидов и последующая их коагуляция приводят к обеднению окружающего основного металла хромом. Так как хром, находясь в твердом растворе, способствует образованию на поверхности металла устойчивой пленки окисла, обедненные хромом пограничные участки зерен становятся очагами коррозии; поэтому этот вид коррозии называется межкристаллитным. Процесс коррозии быстро распространяется по границам зерен в глубь металла даже в сравнительно не очень активных средах. Нержавеющая сталь, пораженная межкристаллитной коррозией, при постукивании не издает металлического звука, а при загибе дает трещины.
Можно предупредить межкристаллитную коррозию сталей Х18Н9 уменьшением содержания в них углерода до 0,04%, но это вызывает производственные трудности и удорожает сталь. Поэтому склонность сталей Х18Н9 к межкристаллитной коррозии предупреждают введением в сплав сильных карбидосбразователей: титана и ниобия. В присутствии тигана и ниобия карбидообразование происходит в основном за счет этих элементов, а хром почти не расходуется, выполняя свое основное назначение: увеличивает антикоррозионную стойкость сплава. Для полного предупреждения выпадения карбидов хрома соотношение содержания титана к углероду должно быть не меньше 6-7, а соотношение ниобия к углероду - не менее 10.
По сравнению с малоуглеродистой сталью аустенитные хромо-никелевые стали обладают:
а) на 50% большим коэффициентом теплового расширения;
б) в 2 раза меньшей теплопроводностью;
в) в 6-9 раз большим электрическим сопротивлением;
г) более низкой температурой плавления.
Аустенитные хромоникелевые стали отличаются одновременно высокой пластичностью, умеренной твердостью и достаточной прочностью. После закалки стали Х18Н9 приобретают наибольшую пластичность. Обладая повышенной по сравнению с обычными сталями жаростойкостью и жаропрочностью, стали Х18Н9 уступают в этом отношении ряду специальных жаростойких и жаропрочных сплавов.
Под жаростойкостью (окалиностойкостью) стали понимают сопротивление ее окислению при высоких температурах. Повышение окалиностойкости достигается введением в сплав хрома, алюминия или кремния.
Под жаропрочностью понимают сопротивление механическим нагрузкам при повышенных температурах. Большей жаропрочностью отличаются аустенитные стали по сравнению с ферритными.
Для получения устойчивой аустенитной структуры в сталь необходимо ввести достаточное количество никеля. Таким образом, хром и никель - основные компоненты для получения надлежащей жаропрочности и жаростойкости.
Благодаря своим высоким механическим, антикоррозионным, а также технологическим свойствам нержавеющие и жароупорные сплавы находят широкое применение в различных отраслях промышленности.
Особенности сварки нержавеющих и жаростойких сталей
Сварка - самый распространенный способ соединения этих сплавов. Особенно хорошо свариваются аустенитные хромоникелевые сплавы. Основные положительные качества сварки этих сплавов сводятся к следующему:
а) высокие механические свойства наплавленного металла;
б) малый рост зерна при сварке;
в) малая зона теплового воздействия.
К недостаткам сварных соединений указанных сплавов относится склонность некоторых из них к межкристаллитной коррозии даже при наличии в основном металле стабилизирующих присадок.
По данным Б. И. Медовара, склонность к межкристаллитной коррозии сварных швов на стали Х18Н9 содержащих до 0,10- 0,12% углерода, в отличие от сталей Х18Н9 возникает вследствие выделения из аустенита богатого хромом феррита, а не карбидов хрома.
Большое значение при сварке нержавеющих и жаростойких сплавов имеет защита расплавленного металла от воздействия влаги и кислорода. С увеличением содержания в сплаве хрома и никеля в результате их взаимодействия при сварке с влагой увеличивается склонность к образованию пористости. Происходит также интенсивное выгорание легирующих элементов: хрома, титана, марганца, кремния и т. д. Так как с увеличением размеров ванны расплавленного металла увеличивается поверхность, взаимодействующая с загрязнениями, то для уменьшения пористости в швах необходимо при сварке этих сплавов стремиться к минимальному сечению швов и вести сварку с максимальной быстротой. Следует избегать кипения сварочной ванны, так как оно приводит к пористости, росту зерна и трещинообразованию. | 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ