Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали

Коррозией называют разрушение металлов под действием окружающей среды. В результате воздействия коррозии механические свойства металлов резко ухудшаются. Различают химическую коррозию, протекающую при воздействии на металл сухих газов (газовая коррозия) и жидких неэлектролитов (нефть и ее производные, и некоторые неорганические вещества – бром, расплав серы и др.) и электрохимическую коррозию, вызываемую действием жидких электролитов (влажная атмосфера, почва, вода, растворы солей, щелочей, кислот).

Стали, устойчивые против электрохимической коррозии называют коррозионно-стойкими (нержавеющими). Повышение устойчивости стали против коррозии достигается введением в нее элементов, образующих на поверхности защитные пленки, прочно связанные с основным металлом и предупреждающие контакт между сталью и наружной агрессивной средой, а также повышающие электрохимический потенциал. Основным легирующим элементом в нержавеющих сталях является Cr, введение его в сталь в количестве 12-14% (по массе) скачкообразно повышает коррозионную стойкость в атмосфере и во многих других промышленных средах путем образования на поверхности защитной пленки оксида Cr₂O₃ и повышения электрохимического потенциала. Дополнительно коррозионную стойкость сталей повышают легированием никеля.

По составу нержавеющие стали разделяют на хромистые и хромоникелевые. Хромистые стали применяют трех типов: с 13% хрома (содержание углерода 0,08-0,4%), с 17% хрома и 25-28% хрома (содержание углерода 0,08-0,17%) следующих классов: ферритного (стали 08Х13, 12Х17, 15Х28 и др.), мартенситного (стали 20Х13, 30Х13, 40Х13 и др.) и промежуточного ферритно-мартенситного класса (сталь 12Х13).

Хромистые стали коррозионно-стойки во влажной атмосфере воздуха, водопроводной и речной воде, слабых растворах солей, щелочей, в азотной кислоте и некоторых органических кислотах.

Хромоникелевые нержавеющие стали, содержащие 18%Cr и 8-10% Ni, имеют структуру устойчивого аустенита (после охлаждения на воздухе) и соответствуют аустенитному классу (стали 12Х18Н9, 08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Б и др.). Стали имеют умеренную прочность, высокую пластичность и хорошую коррозионную стойкость в окислительных средах (в растворах азотной и серной кислот и др.) поэтому являются наиболее распространенными.

Для работы в слабоагрессивных средах в хромоникелевых аустенитных сталях часть дефицитного никеля заменяют более дешевым аустенитообразующим элементом – марганцем (сталь 10Х14Г14Н4Т и др.). Легирование сталей титаном или ниобием делает их стойкими к межкристаллитной коррозии. Наряду со сталями аустенитного класса используются стали промежуточных классов: аустенито-ферритного (сталь 12Х22Н5Т и др.) и аустенито-мартенситного (сталь 09Х17Н7Ю и др.).

Составы хромистых и хромоникелевых коррозионно-стойких (нержавеющих) сталей соответствуют ГОСТ 5632-72.