Легированные стали для фасонного литья. Жаропрочные аустепитные стали

Жаропрочные аустепитные стали

Теплоустойчивые стали

Жаропрочные и жаростойкие стали

Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали

Сталь, содержащая 12 % Сг и более в твердом растворе на основе железа, обладает высокой стойкостью против коррозии во влажной атмосфере, в растворах кислот и солей. Такую сталь называют коррозионно-стойкой (нержавеющей).

В разных агрессивных средах используют разные классы сталей: ферритный, мартенситный, аустенитный, ферритно-мартенситный, аустенитно-мартенситный, аустенитно-ферритный. Наиболее широко используют две группы нержавеющих сталей (ГОСТ 5632-72): хромистые и хромоникелевые.

Хромистые стали. Стали типа XI3 наименее дефицитны, так как не содержат Ni. Сталь 08X13 принадлежит к ферритно-мартенситному классу, стойкая в слабоагрес­сивных средах — водных растворах солей и органических кислот при 20 °С. Сталь пластична и ударостойка. Используется после закалки в масло с 1000 °С и отпуске 700-800 °С: σ_в = 590 МПа, δ = 20 % и KCU = 0,98 МДж/м². Из нее изготавливают клапаны гидравлических прессов, разнообразные детали бытовых приборов и оборудование для пищевой промышленности. При увеличении содержания Сг и малом количестве С сталь становится ферритной во всем интервале температур, ее коррозионная стойкость возрастает. Ферритную сталь 12X17 применяют для деталей теплообменников и сосудов, контактирующих с растворами азотной, уксусной, лимонной и работающих в окислительных средах, в пищевой, легкой промышленности. Содержание углерода понижено, чтобы не было аустенита. Используют сталь в отожженном (560-800 °С) состоянии, но прочность ее невысока (σ_в = 390 МПа, δ = 20 %, плохо сваривается).

Сталь 40X13 относится к мартенситному классу, при таком сочетании количество С и Сг при равновесной структуре она заэвтектоидная. При охлаждении в масле, воздухе с температуры 1050 °С она закаливается на мартенсит, после чего производят отпуск при 200-300 °С, снижающий закалочные напряжения. После такой обработки сталь имеет твердость 50 HRC и σ₀.₂ = 1600 МПа, поэтому используется для изделий, работающих на износ, для режущего инструмента (ножи, скальпели, медицинский инструмент), для изготовления мерительного инструмента. Если отпуск проводят при 530 °С, то эта сталь используется для деталей, работающих при температурах до 400-450 °С, и в таких агрессивных средах, как серная кислота или раствор аммиака. Высокая температура нагрева под закалку необходима для полного растворения в аустените карбидов.

Аустенитные стали. Введение Ni в хромистую сталь расширяет у-область, понижает М_н ниже 0 °С. Во время деформации возможно образование мартенсита деформации М_деф. Хромоникелевые стали, содержащие 18 % Сг и 10 % Ni (отечественные марки - 08Х18Н10, 12Х18Н10Т), хорошо свариваются по сравнению с хромистыми, могут работать в более агрессивных средах. Поэтому

хромоникелевые аустенитные стали типа 18-10 наиболее широко применяют в качестве конструкционных коррозионно-стойких материалов в машиностроении и других областях. При нагреве, например во время сварки, в околошовной зоне

аустенита по границам зерен может выделиться карбид хрома. Это сильно снижает стойкость против межкристаллитной коррозии. Последнее объясняется тем, что граничные зоны аустенитных зерен обедняются хромом до концентраций ниже допустимого уровня (12 % Сг). Для предотвращения межкристаллитной коррозии применяют стали с пониженным содержанием углерода (08X18Н10), что представляет определенные трудности, или же вводят в сталь малые добавки титана (12Х18 сильного карбидообразователя), связывающего углерод и предотвращающей образование карбидов хрома.

Сталь 12Х18Н10Т нагревают под закалку до температуры 1050 °С, при которой карбид титана еще не растворяется в аустените. Закалку проводят в масле. Закаленная сталь - состояние, в котором ее используют, имеет аустенитную структуру с небольшим количеством карбида титана. Такая сталь пластична, и ее можно нагартовывать. Это используется при изготовлении коррозионно-стойких пружин. Сталь 12Х18Н10Т имеет хорошую прочность, коррозионную стойкость во многих средах, технологичность, свариваемость. При нагревах выше 600 °С выделяются кар­биды, которые упрочняют сталь. До 800 °С сталь 12X18Н10Т применяют как окалиностойкую.

Аустенитно-ферритные стали имеют повышенный предел текучести по сравне­нию с аустенитными сталями, содержат меньше остродефицитного никеля, имеют хорошую свариваемость и коррозионную стойкость. Сталь 08Х22Н6Т используют в химическом машиностроении, судостроении, авиации. Ее закаливают с 1000-1100 °С, далее проводят отпуск для снятия напряжений, температуру и время которого выбирают, избегая хрупкости при 475 °С и образования δ-фазы при 650-850 °С.

Сталь 03Х26Н6Т (ЭК65) после специальной термомеханической обработки имеет микродуплексную структуру с размером зерен феррита и аустенита < 3 мкм и показы­вает сравнительно высокие показатели сверхпластичности, позволяющие произво­дить из нее сложные корпусные изделия методами сверхпластической формовки.