Нержавеющая сталь
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
| Нержавеющая сталь править |
|---|
| Фазы железоуглеродистых сплавов |
|
Феррит (твердый раствор C в α-железе) |
| Структуры железоуглеродистых сплавов |
|
Ледебурит (эвтектическая смесь) |
| Стали |
|
Конструкционная сталь (до 0,7 % C) |
| Чугуны |
|
Белый чугун (хрупкий, цементитный) |
Нержавеющая сталь — сложнолегированная сталь, стойкая против коррозии в атмосфере и агрессивных средах.
Содержание |
[править] Химический состав
Основной легирующий элемент нержавеющей стали - хром Cr (12-20%); помимо хрома, нержавеющая сталь содержит элементы, сопутствующие железу в его сплавах (С, Si, Mn, S, Р), а также элементы, вводимые в сталь для придания ей необходимых физико-механических свойств и коррозионной стойкости (Ni, Mn, Ti, Nb, Co, Mo).
Сопротивление нержавеющей стали к коррозии напрямую зависит от содержания хрома: при его содержании более 12% сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, более 17% — коррозионностойкими и в более агрессивных окислительных и других средах, в частности в азотной кислоте крепостью до 50%.
Причина коррозионной стойкости нержавеющей стали обясняется, главным образом, тем, что на поверхности хромсодержащей детали, контактирующей с агрессивной средой, образуется тонкая плёнка нерастворимых окислов, при этом большое значение имеет состояние поверхности материала, отсутствие внутренних напряжений и кристаллических дефектов.
В сильных кислотах (серной, соляной, плавиковой, фосфорной и их смесях) применяют сложнолегированные сплавы с высоким содержанием Ni и присадками Mo, Cu, Si.
[править] Классификация
По химическому составу нержавеющие стали делятся на:
- Хромистые, которые, в свою очередь, по структуре делятся на;
- Мартенситные;
- Полуферритные;
- Ферритные;
- Хромоникелевые;
- Аустенитные
- Аустенитно-ферритные
- Аустенитно-мартенситные
- Аустенитно-карбидные
- Хромомарганцевоникелевые (классификация совпадает с хромоникелевыми нержавеющими сталями).
Различают аустенитные нержавеющие стали, склонные к межкристаллитной коррозии, и стабилизированные — с добавками Ti и Nb. Значительное уменьшение склонности нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии достигается снижением содержания углерода (до 0,03%).
Нержавеющие стали, склонные к межкристаллитной коррозии, после сварки, как правило, подвергаются термической обработке.
Наибольшую коррозионную стойкость имеют хромистые нержавеющие стали мартенситного типа с полированной поверхностью.
Мартенситные и мартенсито-ферритные стали.
Мартенситные и мартенситно-ферритные стали обладают хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, в слабоагрессивных средах (в слабых растворах солей, кислот) и имеют высокие механические свойства. В основном их используют для изделий, работающих на износ, в качестве режущего инструмента, в частности ножей, для упругих элементов и конструкций в пищевой и химической промышленности, находящихся в контакте со слабоагрессивными средами. К этому виду относятся, стали типа 30Х13, 40Х13 и т. д.
Ферритные стали.
Эти стали применяют для изготовления изделий, работающих в окислительных средах (например, в растворах азотной кислоты), для бытовых приборов, в пищевой, легкой промышленности и для теплообменного оборудования в энергомашиностроениии. Ферритные хромистые стали имеют высокую коррозионную стойкость в азотной кислоте, водных растворах аммиака, в аммиачной селитре, смеси азотной, фосфорной и фтористоводородной кислот, а также в других агрессивных средах. К этому виду относятся, стали 400 серии.
Аустенитные стали.
Основным преимуществом сталей аустенитного класса являются их высокие служебные характеристики (прочность, пластичность, коррозионная стойкость в большинстве рабочих сред) и хорошая технологичность. Поэтому аустенитные коррозионностойкие стали нашли широкое применение в качестве конструкционного материала в различных отраслях машиностроения. К данному классу относятся, стали 300 серии.
Аустенито-ферритные и аустенито-мартенситные стали.
Аустенито-ферритные стали. Преимущество сталей этой группы – повышенный предел текучести по сравнению с аустенитными однофазными сталями, отсутствие склонности к росту зерен при сохранении двухфазной структуры, меньшее содержание остродефицитного никеля и хорошая свариваемость. Аустенито-ферритные стали находят широкое применение в различных отраслях современной техники, особенно в химическом машиностроении, судостроении, авиации. К этому виду относятся, стали типа 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т, 08Х18Г8Н2Т. Аустенито-мартенситные стали. Потребности новых отраслей современной техники в коррозионностойких сталях повышенной прочности и технологичности привели к разработке сталей аустенито-мартенситного (переходного) класса. Это стали типа 07Х16Н6, 09Х15Н9Ю, 08Х17Н5М3.
Сплавы на железоникелевой и никелевой основе.
При изготовлении химической аппаратуры, особенно для работы в серной и соляной кислотах, необходимо применять сплавы более высокой коррозионной стойкостью, чем аустенитные стали. Для этих целей используют сплавы на железноникелевой основе типа 04ХН40МТДТЮ и сплавы на никельмолибденовой основе Н70МФ, на хромоникелевой основе ХН58В и хромоникельмолибденовой основе ХН65МВ, ХН60МБ.
[править] Применение
- Хромистые нержавеющие стали:
- Клапаны гидравлических прессов;
- Турбинные лопатки;
- Арматура крекинг-установок;
- Режущий инструмент;
- Пружины;
- Бытовые предметы;
- Хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые нержавеющие стали
- Бытовые предметы
- Стабилизированные аустенитные нержавеющие стали
- Сварная аппаратура, работающей в агрессивных средах
- Изделия, работающие при высоких температурах — 550-800 °С
Нержавеющие стали используются как в деформированном, так и в литом состоянии.
