2020-06-10
321
Кроме нержавеющих сталей, в промышленности используют коррозионностойкие сплавы.
Для особо агрессивных сред применяют сплавы на никелевой основе типа хастеллой (сплавы НИМО). Содержание никеля в этих сплавах достигает 80%. Вторым элементом, присутствующим в этих сплавах в больших количествах, является молибден (15—30%). Состав некоторых сплавов приведен в табл. 1.
Таблица 1. Химический состав (%) кислотостойких сплавов на никелевой основе типа хастеллой
| Сплав | С | Μn | Si | Сr | Мо | Fe | Другие элементы |
| Хастеллой А (ЭИ460) | <0,12 | <3 | <1 | _ | 20 - 22 | 18 - 20 | |
| Хастеллой В (ЭИ461) | <0,12 | <3 | <1 | <1 | 26 - 30 | 4 - 7 | 0,3V |
| Хастеллой С (ЭП375) | <0,12 | <1 | «1 | 15,5— 17,5 | 16 - 17 | 4,5 -7 | 3,75-5.25W |
| Хастеллой Д | <0,12 | 0,8 -1,25 | 8,5-10 | <1 | _ | <1 | 3,6-6,5Cu |
Эти сплавы обладают очень высокой коррозионной стойкостью в таких средах, где, кроме них, устойчивы лишь немногие металлы (например, в кипящей фосфорной кислоте до концентрации 50%, в кипящей соляной кислоте до 20% и др.). Сплавы хастеллой обладают высокими механическими свойствами, которые могут быть улучшены термической обработкой — закалкой+старением при 800° С. При этом σв = 120 кгс/мм2 и твердость ΗВ = 360. Недостатком сплавов является склонность к МКК, поэтому содержание углерода в них должно быть минимальным.
|
|
|
Коррозионностойкие чугуны стойки во многих агрессивных средах (и не только в окислительных). Они, как правило жаростойки. Легированные чугуны дешевле нержавеющих сталей, обладают хорошими литейными свойствами, поэтому изделия из них получают методами литья. Химический состав и свойства кислотостойких чугунов приведены в ГОСТ 2176 и ГОСТ 2233 (табл. 2). Хромистые чугуны содержат 26—36% Сr. Структура хромистых чугунов — твердый раствор хромистого феррита и эвтектические карбиды. Карбиды могут находиться и в свободном состоянии, причем преимущественно образуются карбиды Сг7С3. Хромистые чугуны (Х34) имеют высокую твердость (НВ 325—400), хорошо сопротивляются износу, но плохо обрабатываются резанием. Сплавы 25X18Л и 30Х20Л по содержанию углерода относятся к сталям, а по свойствам — к чугунам. Литейные и механические свойства у них лучше, чем у Х28 и Х34, они менее склонны к образованию горячих трещин
Таблица 2. Химический состав (%) коррозионностойких чугунов и литых сталей
| Марка | С | Si | Μn | Сr |
| Хромистые чугуны | ||||
| Х28 Х34 | 0,5-1,0 1,5-2,2 | 0,5—0,8 1,3-1,7 | 0,5—0,8 0,5—0,8 | 26—30 32—36 |
| Хромистые стали | ||||
| 25X18Л 30Х20Л | 0,20—0,30 0,25—0,35 | <0,8 <0,8 | <0,8 <0,8 | 17—20 20—23 |
| Высококремнистые чугуны | ||||
| С15 С17 Ф15* | 0,5-0,8 0,3—0,5 0,5—0,0 | 14,5-16 16—18 15—16 | 0,3—0,8 0,3—0,8 0,3—0,8 | _ |
| Никелевые чугуны** | ||||
| СЧЩ-1 СЧ1Д-2 | 3,2—3,5 3,2—3,6 | 1,2-1,5 1,5—2,0 | 0,5—0,8 0,4—0,8 | 0,6—0,8 0,4— |
|
|
|
* Содержится 3,5—4,5 Мо.
** В сплаве СЧЩ-1 содержится 0,8—1% Ni, в сплаве СЧЩ-2 0,4—0,5% Ni.
Хромистые чугуны стойки в окислительных средах: в азотной кислоте любой концентрации при 20° С и 40%-ной кипящей; в концентрированной серной кислоте и других средах. Окалиностойкость сохраняется до 1000—1100° С. Из хромистых чугунов изготавливают детали и аппаратуру для азотной промышленности, искусственных удобрений, фильеры и т.д. Используют их и как жаростойкие материалы — для изготовления печного оборудования, колосников, гребков и лопастей в печах, предназначенных для обжига.
Кремнистые чугуны относятся к кислотостойким сплавам. Кремний, как и хром, расширяет область существования феррита и сплавы, содержащие до 14,5% Si, имеют структуру однородного твердого раствора. Содержание углерода в кремнистых чугунах всего лишь 03—0,8%, при большем содержании возможно выделение углерода в виде графита. Чугуны выплавляют с содержанием кремния до 18%, так как при более высоком его содержании эти сплавы становятся хрупкими и их невозможно использовать. При резкой смене температур возможно растрескивание. В окислительных средах на поверхности изделий образуется прочная пленка SiО2, которая восстанавливается при механических повреждениях.
Изделия из кремнистых чугунов изготавливают только литьем, без последующей механической обработки (возможно только шлифование). Сплав Φ15, называемый также «антихлор», содержит 3,5—4,5% Мо. В результате добавления молибдена сплав устойчив в 10—30%-ных растворах соляной кислоты (до 90° С).
Из кремнистых чугунов изготавливают центробежные насосы, распылители кислот, краны, котлы, чаны и т. д. Все кремнистые чугуны обладают высокой окалиностйкостью.
Никелевые чугуны содержат ~1% Ni (см. табл.2). Эти чугуны.стойки в расплавах солей и в концентрированных растворах щелочей. С увеличением содержания никеля коррозионная стойкость чугунов увеличивается. Состав никелевых чугунов может быть и более сложным: никелькремнистый аустенитный чугун содержит, %: 1,7—2 С; 1,8—3 Сr; 5—7 Si и 16—20 Ni; никельмедистый 2—2,8 С; 3—4 Сr; 5—8 Сu; 1,5—1 Si и 12—5 Ni.
Задание: 1. Подготовить конспект лекции в печатном word-документе.
2. Предоставить способы производства коррозионно-стойких сталей.
Срок выполнения 01.05.2020.
