Нержавеющие(Коррозионно-стойкие)

Коррозионно-стойкие сплавы на железоникелевой и никелевой основе. Сплав 04ХН40МДТЮ предназначен для работы при больших нагрузках в растворах серной кислоты.

Для изготовления аппаратуры, работающей в солянокислых средах, растворах серной и фосфорной кислоты, применяют никелевый сплав Н70МФ. Сплавы на основе Ni-Mo имеют высокое сопротивление коррозии в растворах азотной кислоты.

Для изготовления сварной аппаратуры, работающей в солянокислых средах, применяют сплав Н70МФ.

Наибольшее распространение получил сплав ХН65МВ для работы при повышенных температурах во влажном хлоре, солянокислых средах, хлоридах, смесях кислот и других агрессивных средах.

Сталь Н70МФ - s_в=950МПа, s_0.2=480МПа, d=50%.

Двухслойные стали нашли применение для деталей аппаратуры (корпусов аппаратов, днищ, фланцев, патрубков и др.), работающих в коррозионной среде. Эти стали состоят из основного слоя - низколегированной (09Г2, 16ГС, 12ХМ, 10ХГСНД) или углеродистой (Ст3) стали и коррозийно-стойкого плакирующего слоя толщиной 1-6мм из коррозийно-стойких сталей (08Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 08Х13) или никелевых сплавов (ХН16МВ, Н70МФ).

Стали устойчивые против электрохимической коррозии, называются коррозионостойкими. Устойчивость стали против коррозии достигается введением в нее элементов, образующих на поверхности плотные, прочно связанные с основой защитные пленки препятствующие не посредственному контакту стали с агрессивной средой, а также повышающие ее электрохимический потенциал в данной среде. Нержавеющие стали разделяют на две основные группы: хромистые и хромоникелевые. Хромистые коррозионостойкие стали применяют трех типов с 13, 17 и 27% Cr, при этом в сталях с 13% Cr содержание углерода может изменяться в зависимости от требований в пределах от 0,08 до 0,40%. Структура и св-ва хромистых сталей зависят от количества хрома и углерода. В соответствии со структурой, получаемой при нормализации, хромистые стали подразделяют на следующие классы: ферритный, мартенситно-ферритный, и мартенситный. Стали 30х13 и 40х13 используют для изготовления карбюраторных игл, пружин, хирургических инструментов и т.д.

Хромоникелевые нержавеющие стали в зависимости от структуры подразделяют на аустенитные, аустенитно – мартенситные и аустенитно- ферритные. Структура хромоникелевых сталей зависит от содержания углерода, хрома, никеля и др. Эл-ов.

12. Жаростойкие и жаропрочные стали. Жаростойкие стали. Под жаростойкостью (окалиностойкостью) понимают сопротивление металла окислению в газовой среде при высоких температурах. К жаростойким относят стали, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии при температурах выше 550 °С. Для повышения окалиностойкости сталь легируют элементами (хромом, алюминием и кремнием), имеющими большее сродство к кислороду, чем железо, и образующими на поверхности стали плотные оксидные пленки. В связи с тем, что диффузия (особенно кислорода) через эти пленки затруднена, наличие на поверхности указанных тонких пленок приводит к торможению процесса дальнейшего окисления. Стали, легированные Сг и Si, называют сильхромами; Сг и А1 — хромалями; Сг—Al—Si — сильхромалями. Среди сильхромов широкое применение получили жаростойкие и одновременно жаропрочные стали мартенситного класса 40Х9С2 и 40X10С2М. Ускоренное охлаждение после отпуска в масле или на воздухе необходимо для избежания охрупчивания сильхромов в интервале 450—600 °С. Сильхромы применяют для изготовления клапанов двигателей внутреннего сгорания и деталей печного отопления. Сталь 10Х13СЮ окалиностойка до 950 °С; она устойчива в серосодержащих средах. Однако высокое содержание алюминия и кремния в сталях вызывает их охрупчивание, в связи с чем эти элементы добавляют в небольших количествах. Ферритная сталь 08X17Т жаростойка до 900 °С и применяется в теплообменниках. Аустенитные стали 12X18Н9Т и 36Х18Н25С2 обладают высокой технологичностью и достаточной прочностью при повышенных температурах. Они жаростойки соответственно до 800 и 1100 °С.

Сталь 36Х18Н25С2 благодаря добавке кремния обладает высокой жаростойкостью в среде с повышенным содержанием серы; она применяется для изготовления сопловых аппаратов и жаровых труб в газотурбинных установках. Жаропрочные стали используются при работе под нагрузкой (в течение заданного промежутка времени) и обладают достаточной жаростойкостью при температурах выше 500 °С. Легирование вносит существенный вклад в повышение жаропрочности сталей: во-первых, возрастает энергия межатомной связи в твердых растворах (а следовательно, затормаживаются диффузионные процессы); во-вторых, за счет легирования и термической обработки (закалка с последующим старением) формируется специальная гетерогенная структура, состоящая из твердого раствора и Вкрапленных в него дисперсных карбидных или фаз.

Жаропрочные стали перлитного класса — это низколегированные стали (12Х1МФ, 25Х1М1Ф, 20Х1М1Ф1БР и др.), содержащие 0,08—0,25% С и легирующие элементы — Сг, V, Mo, Nb. Ряд легирующих элементов (например, Мо, Сг), растворяясь в феррите, затормаживает диффузионные процессы, повышая тем самым прокаливаемость, температуру рекристаллизации и жаропрочность сталей. Роль ванадия и ниобия заключается в об разовании дисперсных карбидов, упрочняющих твердый раствор. Хром по­вышает жаростойкость. Предельное максимальное содержание углерода 0,25% ограничивается опасностью обеднения феррита молибденом и сниже­ния в связи с этим уровня прочностных и технологических свойств

К жаропрочным сталям мартенситного класса можно отнести сильхромы 40Х9С2 и 40X10С2М. Аустенитные стали обладают большей жаропрочностью, чем мартенситные. Аусте­нитные стали пластичны, хорошо свариваются. В аустенитных сталях с карбидным упрочнением 45Х14Н14В2М, 40Х15Н7Г7Ф2МС высокая жаропрочность достигается введением в хромо-никелевый аустенит 0,3—0,5% углерода и карбидообразующих элементов — Mo, W, V и др. После закалки, в процессе последующего старения образуют­ся дисперсные карбиды типа М₂₃С₆ и МС, повышающие механические свой­ства сталей. Сталь 45Х14Н14В2М в отожженном состоянии (после выдерж­ки при 810—830 °С с охлаждением на воздухе) используют для изготовления клапанов авиационных двигателей.

Жаропрочные сплавы на железоникелевой основе (например, ХН35ВТ, ХН35ВТЮ и др.) дополнительно легированы хромом, титаном, вольфрамом, алюминием, бором. Они упрочняются, как и ау­стенитные стали, закалкой и старением. Сплав ХН35ВТЮ применяют для изготовления турбинных лопаток и дисков, колец соплового аппарата и других деталей, работающих при температурах до 750 °С.