Нержавеющие и жаропрочные стали

Классификация коррозионно-стойких сталей и сплавов

Корроз-ая стойкость м.б повышена, если содержание С свести до мин, если ввести лег-ий эл-т, образ-ий с Fe тв.р-ры в таком кол-ве, при кот-ом скачкообразно повысится электродный потенциал сплава.Важнейшими коррозионно-стойкими тех-ими сплавами яв-ся нержавеющие стали с повышенным содержанием Cr: хромистые и хромоникелевые.

Хромистые стали. Содержание Crд.б не менее 13% (13-18%).Корроз-ая стойкость объясняется образ-ем на пов-ти защитной пленки оксида . С в нержавеющих сталях является нежелательным, т.к он обедняет р-р Cr, связывая его в карбиды, и способствует получению двухфазного состояния. Чем ниже содержание С, тем выше корроз-ая ст-ть нержавеющих сталей.Различают стали ферритного класса 08Х13, 12Х17, 08Х25Т, 15Х28. Стали с повышенным содержанием Cr не имеют фазовых превращений в тв.сост-ии, поэтому не могут быть подвергнуты закалке. Значительным недостатком ферритных хромистых сталей яв-я повышенная хрупкость из-за крупнокристалл-ой стр-ры. Эти стали склонны к межкристалл-ой коррозии (по границам зерен) из-за обеднения хромом границ зерен. Для избежания этого вводят небольшое кол-во Ti. Межкристаллитная коррозия обусловлена тем, что часть Cr около границ зерна взаимодействует сС и образует карбиды. Из ферритных сталей изготавливают оборудование азотно-кислотных заводов (емкости, трубы).Для повышения мехсв-в ферритных хромистых сталей в них добавляют 2-3 % Ni. Стали 10Х13Н3, 12Х17Н2 использ-ся для изготовления тяжелонагруженных деталей, работающих в агрессивных средах.То для ферритных сталей проводят для получения стр-ры более однородного тв.р-ра, что увел-ет корроз-ую ст-ть.

Стали мартенситного класса 20Х13, 30Х13, 40Х13. Испол-ся для изготовления режущего инструмента, пружин для работы, предметов домашнего обихода.

Стали аустенитного класса – высоколегированные хромоникелевые стали.Ni – аустенитообразующий эл-т, сильно понижающий критические точки превращения. После охлаждения на воздухе до комнатнойt имеет стр-у А.

Нержавеющие стали аустенитного класса 04Х18Н10, 12Х18Н9Т имеют более высокую корроз-ую сто-ть, лучшие технолог св-ва по сравнению с хромистыми, лучше свариваются. Они сохраняют прочность до более высоких t, менее склонны к росту зерна при нагреве и не теряют пласт-ти при низких t.Хромоникелевые стали коррозионностойки в окислительных средах. Основным эл-ом является Cr, Ni только повышает корроз-ую ст-ть.Для большей гомогенности хромоникелевые стали подвергают закалке с t 1050-1100^oCв воде. При нагреве происходит растворение карбидов хрома в А. Выделение их из А при закалке исключено, т.к скорость охлаждения велика. Получают высокий предел прочности, пласт-ти, и относ удлинение.Упрочняют аустенитные стали холодной пласт-ой деф-ей, что вызывает эффект наклепа. Для уменьшения дефицитного Ni часть его заменяют Mn (40Х14Г14Н3Т) или N (10Х20Н4АГ11).

Аустенитно-ферритные стали 12Х21Н5Т, 08Х22Н6Т яв-я заменителями хромоникелевых сталей с целью экономии Ni.Св-ва сталей зависят от соотношения ферритной и аустенитной фаз (оптимальные свойства получают при соотношении – Ф:А=1:1). ТО сталей включает закалку 1100-1150^oC и отпуск-старение 500-750^oC.А-Ф стали не подвержены корроз-ому растрескиванию под напряжением: трещины могут возникать только на аустенитных участках, но ферритные участки задерживают их развитие. При комнатных tА-Ф стали имеют тверд-ть и проч-ть выше, а пласт-ть и ударную вязкость ниже, чем стали А класса.Кроме нержавеющих сталей в промышленности применяют коррозионно-стойкие сплавы – это сплавына Ni основе. Сплавы типа хастеллой содержат до 80 % Ni, другим эл-м яв-я Mo в кол-ве 15-30 %. Сплавы яв-я коррозионно-стойкими в особо агрессивных средах (кипящая фосфорная или соляная кислота), обладают высокими мех св-вами. Недостатком является склонность к межкристаллической коррозии, поэтому содержаниеС в этих сплавах должно быть мин.