Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Нержавеющие хромистые (ферритные и мартенситные) стали.

Альтпром

  • О компании
  • Статьи
  • Каталог
  • Контактная информация

СпецпредложенияON-LINE ЗАКАЗ

Металлокалькулятор

  • Трубы
  • Листы
  • Уголоки
  • Круг, квадрат
  • Шестигранник
Исходные данные для трубы
  • Диаметр, мм:
Результаты
  • Вес погонного метра, кг:
  • Расчётная масса трубы, кг:
  • Расчётное колличество труб, шт:
Исходные данные для листов
  • Длина, мм:
Результаты
  • Вес листа, кг:
  • Вес м 2 , кг:
  • Расчётное колличество листов в пачке, шт:

Нержавеющая сталь: определение, основной химический состав, особенности

Нержавеющая сталь – это высоколегированная сталь, устойчивая к образованию коррозии и агрессивному воздействию окружающей и передаваемой сред.

В качестве основного легирующего элемента в нержавеющих сталях применяется хром Cr (до 20%). Хром в составе нержавеющей стали отвечает за ее устойчивость к образованию коррозии. Так, стали содержащие хром не более 12% способны эффективно противостоять коррозии в обычных атмосферных условиях и слабоагрессивных средах; при содержании хрома 12…17% способны эффективно выдерживать на протяжении длительного времени воздействие азотной кислоты с концентрацией 50%.

Также при изготовлении данного типа сталей применяются и другие легирующие добавки, наиболее характерными из которых являются кремний Si, марганец Mn, никель Ni, титан Ti, кобальт Co, молибден Mo и др.

Коррозионная стойкость нержавейки объясняется довольно просто – хром, входящий в состав стали, окисляется и образует на её поверхности тончайшую защитную пленку оксидов и других нерастворимых соединений. Большое значение для успешного протекания данного процесса имеет однородность стали, надлежащее состояние поверхности и отсутствие склонности к образованию межкристаллитной коррозии. Не допускаются чрезмерно высокие напряжения в деталях, поскольку они способствуют растрескиванию коррозионно-стойкого защитного слоя в условиях некоторых агрессивных сред, а в ряде случаев приводят к его полному разрушению. Особенно высокую коррозионную стойкость при работе в атмосфере сильных кислот показали сложнолегированные нержавеющие стали с высоким содержанием никеля. Важно понимать, что для определенных конкретных условий работы, как то температура и концентрация агрессивной среды, необходимо выбирать соответствующую марку стали.

Нержавеющие стали имеют определенные градации по различным признакам. Так, по хим. составу нержавейка делится на хромистые стали, хромоникелевые и хромомаргенцевоникелевые. В свою очередь хромистые нержавеющие стали по своей структуре делятся на мартенситные, мартенситно-ферритные и ферритные; хромоникелевые на аустенитные, аустенитно-ферритные, аустенитно-мартенситные, аустентино-карбидные. Классификация хромомаргенцевоникелевых сталей по структуре совпадает с классификацией хромоникелевых сталей.

Нержавеющие стали имеют весьма широкий спектр применения во всех отраслях современной промышленности и сферах народного хозяйства. Мартенситные и мартенситно-ферритные стали широко применяются 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. Ферритные нержавеющие стали широко используют для изготовления изделий, работающих в окислительных средах (например, в растворах азотной кислоты), для бытовых приборов, в пищевой, легкой промышленности и для теплообменного оборудования в энергомашиностроении. 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. Аустенитные коррозионностойкие стали нашли широкое применение в качестве конструкционного материала в различных отраслях машиностроения.

Стойкость нержавеющей стали

Что придает стали коррозионную стойкость

Нержавеющая сталь или нержавейка – это сталь, стойкая к коррозии (разрушению в результате окисления) в атмосферных условиях либо в агрессивных средах. Нержавейка широко применяется в областях народного хозяйства в качестве материала деталей, имеющих повышенные требования к эксплуатационным характеристикам: прочности, надежности, долговечности, работе в жестких и экстремальных условиях.

Основной легирующий элемент нержавеющей стали – Хром (Cr). Содержание хрома варьируется в диапазоне 12-20% в зависимости от марки стали. Именно Хром в основном определяет коррозионную стойкость стали. При 12% содержании хрома сталь успешно противостоит коррозии в атмосферных условиях. С повышением его доли до 17% и выше сталь способна противостоять коррозии даже в кислоте, например, в 50% растворе азотной кислоты. Кроме того в состав нержавейки вводят такие легирующие элементы как Никель (Ni), Марганец (Mn), Титан (Ti), Кобальт (Co), Молибден (Mo) и др., придающие стали требуемые физико-механические свойства:

  • Никель – повышает прочность, пластичность, коррозионностойкость
  • Марганец – при содержании выше 1% повышает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок
  • Титан – повышает прочность, сопротивление коррозии
  • Кобальт – повышает жаропрочность, магнитопроницаемость
  • Молибден – увеличивает красностойкость, прочность, коррозионностойкость при высоких температурах
  • Ниобий – повышает кислотостойкость

Стойкость к коррозии определяется образованием на поверхности детали нерастворимой оксидной пленки, препятствующей взаимодействию стали с внешней средой. Немаловажное значение имеет при этом качество поверхности, однородность стали, рабочие нагрузки и агрессивность окружающей среды. В высоко агрессивных следах (растворы соляной, серной, фосфорной кислот и т.п.) требуемая коррозионная стойкость достигается благодаря применению дополнительных легирующих элементов (никель, молибден, медь…) Состав и соотношение легирующих элементов (марка нержавеющей стали) выбирается для конкретных условий эксплуатации изделия.

По химическому составу нержавеющая сталь подразделяется на хромистые, хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые стали.

Хромистые нержавеющие стали.

Делятся на мартенситные, полуферритные и ферритные, причем полированные стали с мартенситной структурой обладают наилучшей сопротивляемостью коррозии. Хромистые стали применяются для изготовления клапанов гидравлических прессов, турбинных лопаток, режущего инструмента, пружин, предметов быта.

Хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые нержавеющие стали.

Делятся на аустенитные, аустенитно-ферритные, аустенитно-мартенситные и аустенитно-карбидные. Аустенитные стали подразделяются на склонные к межкристаллической коррозии (МКК) и стабилизированные — с добавками Ti и Nb. Уменьшение содержания углерода (до 0,03%) существенно снижает склонность стали к МКК.

Стабилизированные аустенитные стали применяются для изготовления сварной аппаратуры, работающей в агрессивных средах, для изготовления изделий, подвергающихся воздействию температур 550-800 °С. Стали, склонные к МКК, после сварки, как правило, подвергаются термической обработке.

Для изготовления высоконагруженных элементов конструкций, работающих при повышенных температурах (до 550 °С), применяются нержавеющие стали аустенитно-мартенситного типа, обладающие значительной прочностью, высокой вязкостью и хорошей свариваемостью.

В настоящее время промышленно изготавливается более 100 марок нержавейки, из них около 20 формируют основу рынка сбыта. Это такие стали как 12Х18Н10Т, 20Х23Н18, 20-40Х13, 10Х17Н13М2Т и др. Широко применяются аналогичные стали импортного производства, изготовленные по американским или европейским стандартам: AISI 304, AISI 309s, AISI 310s, AISI 321 AISI 430 и т.д.

Нержавеющая сталь поставляется производителям в виде проката (лист, круг, шестигранник, квадрат…) либо изделий (труба, уголок…). Следует отметить что общий объем и доля потребления нержавейки растет как во всем мире, так и на территории Российской Федерации.

Все о нержавеющей стали

ПРО НЕРЖАВЕЮЩУЮ СТАЛЬ

В нашей стране бытует мнение, что «нержавейка» сталь не магнитится и соответственно главным тестом на «нержавеечность» является прикладывание к ней магнита. Однако, это на самом деле не так, поскольку есть очень много магнитных сортов нержавеющей стали. Поэтому, если к вашей нержавейке прилипает магнит, не спешите возвращать товар поставщику, возможно у вас именно ферритный класс нержавеющей стали. Ниже мы рассмотрим свойства, классификацию и сферы применения сплавов нержавеющей стали.

Химический состав и свойства нержавеющей стали

Нержавеющая сталь или «нержавейка»- это сложнолегированная сталь, которая является стойкой против коррозии в агрессивных средах. Основным легирующим элементом является хром (доля в сплаве 12-20%). Что бы усилить коррозионную стойкость, в сплав также добавляют никель (Ni), титан (Ti), молибден (Mo), ниобий (Nb); в различных количествах в зависимости от требуемых свойств к сплаву. Степень коррозионной стойкости сплава можно определить по содержанию основных элементов сплава — хрома и никеля. Если содержание хрома в сплаве больше 12% — это уже нержавеющий металл в обычных условиях и в слабоагрессивных средах. При содержании хрома более 17% в сплаве, это коррозионностойкий сплав в агрессивных средах (например, в 50% концентрированной азотной кислоте). В зоне контакта хромсодержащего сплава с агрессивной средой образуется защитная оксидная плёнка, которая защищает сплав от воздействия окружающей среды. Коррозионная стойкость нержавеющей стали проявляется именно из-за наличия защитной пленки. Кроме того, большое значение имеют такие характеристики: однородность металла, состояние поверхности, отсутствие склонности к межкристаллической коррозии.

Читать еще:  Как закалить лезвие ножа в домашних условиях

Виды и классификация нержавеющей стали

Н/ж сталь бывает магнитной (ферритный класс) или немагнитной (аустенитный класс). Магнитные свойства не влияют на эксплуатационные характеристики нержавеющей стали, в частности на коррозионную стойкость. Различие магнитных свойств — это следствие различия внутренней структуры сталей, которая напрямую зависит от химического состава нержавейки. Проверять сталь на «нержавеечность» магнитом – это как проверять кожу на натуральность зажигалкой (бесполезно т.к. современный дерматин держит температуру гораздо выше, чем кожа).

Всю производимую нержавеющую сталь разделяют на три типа:

Хромистые с подгруппами:

Хромоникелевые с подгруппами:

Хромомарганцевоникелевые с подгруппами:

При этом, первая группа является магнитной, вторая и третья — немагнитными.

ЕЩЕ ПОДРОБНЕ

Классификация материалов по их магнитным свойствам Тела, помещённые в магнитное поле, намагничиваются. Интенсивность намагничивания (J) прямо пропорциональна увеличению напряжённости поля (H): J= ϰH, где ϰ – коэффициент пропорциональности, называемый магнитной восприимчивостью. Если ϰ>0, то такие материалы называют парамагнетиками, а если ϰ Некоторые металлы – Fe, Co, Ni, Cd – обладают чрезвычайно большой положительной восприимчивостью (около 105), они называются ферромагнетиками. Ферромагнетики интенсивно намагничиваются даже в слабых магнитных полях. Нержавеющие стали промышленного назначения могут содержать в своей структуре феррит, мартенсит, аустенит или комбинации этих структур в разных соотношениях. Именно фазовыми составляющими и их соотношением определяется – магнитится нержавейка или нет. Магнитная нержавеющая сталь: структурный состав и марки

Существуют две фазовые составляющие стали с сильными магнитными характеристиками:

Таким образом, коррозионностойкие стали, структура которых состоит из мартенсита, – это магнитная нержавейка. Эти сплавы реагируют на магнит, как обычная углеродистая сталь. А ферритные или феррито-мартенситные стали могут иметь различные свойства, зависящие от соотношения фазовых составляющих, но, чаще всего, и они ферромагнитны.

К данной категории относятся хромистые и некоторые хромникелевые стали. Они разделяются на следующие подгруппы:

Немагнитная нержавеющая сталь

К немагнитным сплавам относятся хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые стали следующих групп:

К группе немагнитных материалов относятся также коррозионностойкие аустенитно-мартенситные и аустенитно-карбидные стали. Способ определения, является ли немагнитная сталь коррозионностойкой Как показывает изложенная выше информация, однозначного ответа на вопрос – нержавейка магнитится или нет – не существует. Если сталь магнитится, можно ли узнать, является ли она коррозионностойкой? Для ответа на этот вопрос необходимо зачистить небольшой участок детали (проволоки, трубы, пластины) до блеска. На зачищенную поверхность наносят и растирают две-три капли концентрированного раствора медного купороса. Если сталь покрылась слоем красной меди – сплав не является коррозионностойким. Если никаких изменений на поверхности материала не произошло, то перед вами нержавеющая сталь. Проверить в домашних условиях, относится ли сталь к группе пищевых сплавов, невозможно. Магнитные свойства нержавеющей стали никак не влияют на эксплуатационные характеристики, в частности, на коррозионную стойкость материала

Нержавеющие хромистые (ферритные и мартенситные) стали.

Среди представленных на рынке разновидностей стали мартенситные и мартенситно-ферритные остаются востребованными. В своей основе это хромистые сплавы с состоящей из мартенсита структурой. Специалисты различают варианты продукта по содержанию в нем дополнительных примесей. В частности, углерода оказывается не менее 0,15%. Существует обозначение для минимального содержания хрома. Здесь его от 11 до 17%. От процента хрома зависит уровень устойчивости конкретной разновидности к коррозии. В сплаве присутствуют и другие элементы. Основные среди них:

  • вольфрам;
  • никель;
  • молибден;
  • хром.

Рассмотрение такой группы сталей напрямую связано с понятием мартенсита. Это обозначение для игольчатой микроструктуры. Она встречается в чистых металлах, которые проходят процедуру закалки. Также встретить структуру можно и в стали. Одна из отличительных особенностей металлов с такой микроструктурой – склонность к полиморфизму.

Говоря проще – мартенсит представляет собой базовый структурный компонент стали.

История открытия мартенсита связана с именем ученого Марка Мартенса. Он долго изучал различные металлические материалы, а также проблемы, связанные с их износом и накапливанием усталости в процессе использования.

При рассмотрении кристаллической решетки углеродистого раствора выясняется, что она тетрагональная. Решетка делится на составляющие, каждая из которых – это параллелепипед. Ячейка состоит их атомов железа и атомов углерода. Первые располагаются по вершинам, а вторые в центре.

Сама структура неравновесная. В ней сохраняется высокий уровень внутреннего напряжения. Однако материалу это идет только на благо – увеличивается его прочность и устойчивость к длительному использованию.

Ученые долго исследовали особенности повреждения такого типа металла в условиях нагрева. Довольно быстро выяснилось, что в процессе воздействия высоких температур происходит перераспределение атомов углерода. В результате формируются фазы цементита и феррита. В первой содержание углерода составляет 6,7%, во второй не более 0,02%.

Такого типа структура отражается на характеристиках получаемой стали. В первой фазе ячейка имеет ромбическую структуру, в то время как во второй она становится объемно-центрированной.

В ходе изучения основных параметров материала и его особенностей в использовании, удалось выделить два основных мартенсита. Понимание особенностей таких типов во многом влияет на то, как именно будет понимать сам материал. Выделяют:

Дислокационный мартенсит. В профессиональной литературе и технических текстах также можно встретить название его название как «реечного». Для того чтобы сформировать такую разновидность структурного элемента потребуется сталь трех типов – мало и среднеуглеродистая, а также высоколегированная. При нагреве такой стали до 300 °С наблюдается стремительное мартенситное образование. Привлекает внимание сама форма кристаллов мартенсита. Это рейки (отсюда название реечного), толщина которых варьируется от 0,2 до 2 мкм. При этом все кристаллы оказываются вытянуты в одну сторону. При ближайшем рассмотрении оказывается, что между рейками залегает прослойка аустенита. Однако она настолько тонкая (не превышает 20 нм), что её часто сложно заметить.

Двойниковый. Если второе название дислокационного мартенсита реечный, то двойниковый также называется пластинчатым. Образование такой сетки характерно для углеродистых и легированных сталей. Образование начинается уже при 200 °С нагрева.

Так как выше часто встречалось такое понятие, как мартенситное превращение, необходимо конкретизировать это понятие.

Особенности мартенситного превращения

Мартенситное превращение представляет особо полиморфный процесс. Когда он происходит, в составе кристалла наблюдается упорядоченное передвижение атомов или молекул. Таким образом, их положение относительно друг друга постепенно меняется. Отличаются межатомные расстояния, что становится важной характеристикой рассматриваемого процесса.

Перестройка кристаллической решетки или её деформация приводит к изменению начальной фазы. Величина деформации составляет около 10% или менее (но не больше). На этом фоне энергетический барьер оказывается малым.

Главным условием для того, чтобы превращение оказалось возможным, становится взаимодействие между нестабильной и стабильными фазами. Причем взаимодействие это должно быть упорядоченным. Обращает на себя внимание то, что низкий энергетический потенциал межфазных границ в совокупности с повышенной подвижностью, обуславливается здесь упорядоченным строением таких границ.

Это полностью объясняет то, что лишняя энергия, которая необходима для начала появления кристаллов оказывается не такой значимой, как может показаться на первый взгляд. На практике она сопоставима с энергией исходных дефектов, которые уже присутствуют в первоначальной фазе. При этом устанавливается по-настоящему высокая скорость создания мартенситных кристаллов. К слову, для создания таких кристаллов не требуется тепловой энергии, что также является одной из особенностей самого процесса.

В ходе мартенситных преобразований, проходит модификация атомного порядка компонентов. Это подразумевает постепенное перераспределение и последующее превращение. Сами характеристики кристаллических материалов изменяются, и изготовители могут воздействовать на такие характеристики, увеличивая температуру обработки или же используя набор средств механического взаимодействия с обрабатываемым материалом.

Центральные особенности сталей мартенситного типа

Как уже было сказано, мартенситные стали в своей основе – хромистые. Еще одно отличие – высокий процент содержания в них углерода. Наблюдается и ряд других примесей, определяющих будущую область использования и характеристики конкретного материала. Это молибден, вольфрам, ниобий. На этом список компонентов не ограничивается. При создании такого типа стали удается достичь не только устойчивости к коррозии, но и достаточной жаропрочности для расширения горизонта использования.

Читать еще:  «Тепловые явления. Агрегатные состояния вещества»

У данной разновидности продукции присутствует целый ряд особенностей, среди которых:

Устойчивость к появлению повреждений при соприкосновении с растворами щелочей. В такой ситуации, материал остается устойчивым к появлению коррозии и не изменяет своей структуры. Это наблюдается даже на фоне высокого уровня влажности. Защищенность от повреждения при воздействии высоких температур. Основное условие получение полного спектра положительных качеств использования – правильная закалка материала. Сталь требуется закалять при температуре не ниже 1050 °С. Дополнительное использование после нагрева сорбита и троостита помогает создать по-настоящему устойчивый к жару материал, не меняющий свих свойств при нагреве. Более того, такие стали отличаются способностью к прохождению самозакаливания с попутным увеличением полезных качеств. Низкая пластичность. Это свойство особенно ценно на фоне того, что материал отличается повышенной твердостью. При этом сам материал не теряет своих показателей, даже если в процессе легирования в него будут вводиться дополнительные элементы – пластичность останется на том же уровне. Устойчивость к воздействию воды. Такая особенность помогает создать материал, способный прослужить на протяжении длительного времени даже при соприкосновении с водой. Жидкость не способна разрушить внешний слой защитных материалов на стали и вызвать коррозию.

Помимо этого, при покупке стоит учитывать высокие показатели водоустойчивости, а также то, что мартенситный металл не так просто обрабатывать с использованием стандартного инструмента для подобных работ.

Особенности обработки и сварки

Одна из проблем, возникающих при использовании такой разновидности стали заключается в правильной сварке. Материал устойчивый к нагреву не так просто сваривать. Сварка возможна только после того, как материал предварительно будет нагрет. Показатели такого нагрева – от 200 до 450 °С. Оптимальный вариант метода сварки – ручная дуговая. Профессионалы рекомендуют использовать особые электроды со специальным покрытием. Также возможно применение и таких типов сварки, как электрошлаковая, под флюсом и дуговая.

Наиболее востребованные марки мартенситной стали

На данный момент в производстве используется большое количество разнообразных марок мартенситной стали. Наиболее востребованные разновидности представлены в таблице ниже.

Нержавеющая сталь: виды и назначение

Устойчивые к коррозии нержавеющие стали обладают одним общим свойством – они содержат металлы, доля которых и определяет свойства стали. Это молибден, никель, титан и другие элементы. Процентное содержание и соотношение данных компонентов, закрепленное ГОСтом, оказывает доминирующее влияние на механические свойства стали и особенности ее обработки.

Общая классификация нержавеющих сталей осуществляется по химическому и структурному составу, который определяет сферу применения и потребительские свойства нержавеющей стали.

Сегодня в мировом металлопрокате различают следующие виды нержавеющей стали:

Аустенитные стали. Этот вид нержавейки в процессе производства предполагает прямое внедрение атомов углерода в кристаллическую решётку железа, что в совокупности с другими легирующими элементами обеспечивает непревзойдённо высокую твёрдость получаемому металлу. Обычно в качестве основных легирующих компонентов в этом классе выступают хром ( 18 . 25 % Сг ), обеспечивающего жаро- и коррозионную стойкость и никель ( 8. 35 % Ni), стабилизирующего аустенитную структуру и повышающего жаропрочность, пластичность и технологичность сталей в широком интервале температур.

Что и позволяет применять аустенитные стали в качествe коррозионно-стойких, жаропрочных, жаростойких, криогенных конструкционных материалов в химических, теплоэнергетических и атомных установках, гдe oни подвергаются совместному действию: напряжений, высоких температур и агрессивных сред. Такая сталь не обладает магнитными свойствами.

Аустенитная нержавейка, благодаря своим качествам, в настоящее время доминирует на рынке стального проката, составляя более 70% мирового оборота металла этой категории. Этот класс нержавейки имеет номенклатурное обозначение 300 . Примеры таких сталей:
08X18H10T, 12X18H10T, 03Х18Н11, 08Х18Н12Б, 10X14Г14H4T, 08X17Н13M2T, 02Х8Н22С6 и пр.

Ферритные или хромистые нержавеющие стали. В составе этой нержавеющей стали — хром превалирует (до 17%) относительно других легирующих элементов и общего состава. Этот вид нержавеющей стали обладает ярко выраженными магнитными свойствами и высокой сопротивляемостью агрессивным внешним средам, превосходя по стойкости хромоникелевые аустенитные стали , включая кислотные растворы, они не склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением.

При дополнительном легировании кремнием и алюминием хромистые стали могут быть использованы для оборудования, работающего в окислительных условиях при высоких температурах.

Широкое применение хромистых ферритных сталей с обычным содержанием углерода и азота сдерживается из-за чрезмерной хрупкости их сварных соединений. Высокая чувствительность к надрезу при нормальной температуре делает их непригодными для изготовления оборудования, работающего под давлением, при ударных и знакопеременных нагрузках. Такие ферритные стали используют для изготовления ненагруженных устройств и изделий

Нержавейка этой категории обозначается цифрой 400 и широко применяется в химической и тяжёлой промышленности, а также при изготовлении отопительного оборудования. Ферритные сплавы выгодно отличаются более низкими ценами, а по количеству потребления занимают второе место, после аустенитной стали, пользуясь высоким спросом в собственной рыночной нише. Примером таких сталей могут быть нержавеющие стали: 08Х13 , 08Х23С2Ю, 04Х14Т3Р1Ф (ЧС-82), 15Х25Т.

Дуплексные стали. Это высоколегированные стали, основу структуры которыx составляют двe фазы: аустенит и феррит . Количествo каждой из них обычнo от 40 до 60 %. В cвязи с этим признаком зa рубежом такие стали назвали дуплексными. Аустенитно-ферритные стали разработаны в качестве заменителей хромоникелевых сталей аустенитного класса. Процентное соотношение хрома и никеля может изменяться — 18 – 28% и 4,5 – 8% соответственно. Учитывая коррозионную стойкость, дуплексные стали в основном применяются на производствах с высокой концентрацией хлорида.

Нержавеющие дуплексные стали зa рубежом широко применяются в качествe конструкционного материала для теплообменногo оборудования. Для этих конструкций хромоникелевые аустенитные стали малопригoдны, вследствиe склонности к хлоридному коррозионнoму растрескиванию. Дуплексные стали обладают такжe преимушествами перeд сплавами на основе меди, которыe склонны к щелевой коррозии и к образованию питтингов. Примеры дуплексных сталей: 03Х23Н6, 08Х22Н6Т (ЭП 53), 12Х21Н5Т (ЭИ811), 08Х21Н6М2Т (ЭП 54), 08Х18Г8Н2Т (КО-3), DMV 22.5 (UNS S31803), SAF 2205 (UNS S31803) и пр.

Мартенситные стали. Этот закалённый металл создан на базе специфической углеродной микроструктуры, характеризующейся максимальной прочностью, дополняемой явлением технологической «памяти металла». Мартенситные стали о бладают магнитными свойствами. Эта нержавеющая сталь характеризуется низким содержанием примесей и повышенной износостойкостью: с одержание углерода умеренное, хрома – 12%. Если обычные 11. 12%-ные хромистые стали обладают высокой прочностью до 500 градусов Цельсия , то стали, дополнительно легированные карбидообразующими элементами, обладают высокими прочностными характеристиками до 650 градусов Цельсия , что позволяет их использовать для изготовления современного энергетического оборудования. Молибден и вольфрам, кроме того, устраняют развитие хрупкости в процессе длительной эксплуатации хромистых сталей при высоких температурах.

Применение некоторых видов мартенситных сталей:

Всё о нержавеющей стали

Коррозийностойкая (нержавеющая) сталь — сложнолегированная сталь, стойкая против коррозии в атмосфере и агрессивных средах.

Классификация нержавеющей стали

Нержавеющие стали — это стали, содержание хрома в которых не менее 12%. Хром создает защитную пленку на поверхности металла, которая очень инертна, за счет чего стали становятся коррозионностойкими, нержавеющими. Большим преимуществом хромированной пленки является способность восстанавливаться при участии кислорода после физико-химических воздействий.

Нержавеющие стали подразделяются на следующие основные группы:

  • аустенитные;
  • ферритные;
  • мартенситные;
  • ферритно-аустенитные.

Аустенит — это гранецентрированная и высокотемпературная вариация сплавов железа, совокупность легирующих элементов, образующих твердый раствор. Стали этого типа дополнительно к хрому содержат некоторое количество никеля (10-25%), что позволяет усилить их сопротивляемость коррозии. Магнитные свойства отсутствуют. Высокая прочность, стойкость к окислению и высоким температурам делают данный тип нержавеющей стали наиболее применяемым в промышленности. Номенклатурная серия — 300.

Феррит — это основная составляющая железа и его сплавов, является твёрдым раствором, который образуют углерод и легирующие элементы. Структура феррита представляет собой объемноцентированную кубическую кристаллическую решётку. Проявляет магнитные свойства. Пониженное включение хрома (менее 17%). Высокая стойкость к окислению в кислотной среде. Имеют широкое применение в химической и пищевой промышленности. Вторые по популярности после аустенитных сталей. Номенклатурная серия — 400.

Читать еще:  Традиционная и прогрессивная штамповка

Мартенсит — микроструктура, которая имеет игольчатый тип, проявляется в закаленных сплавах и чистых полиморфных металлах. Физический механизм создания мартенсита абсолютно не похож на аналогичные процессы, происходящие в стали при изменении температурных режимов. Мартенситный процесс бездиффузионен, атомы перемещаются по сдвиговому механизму с большой скоростью в тысячи метров в секунду. Мартенситные стали проявляют магнитные свойства. Низкое содержание хрома и углерода. Обладают хорошей газовой коррозионной стойкостью в слабоагрессивных средах. Основу применения составляют режущие инструменты, элементы конструкций в пищевой и химической промышленности. При упрочнении никелем и медью хорошо сопротивляются износу, возможно применение для промышленного оборудования.

Сферы использования нержавеющей стали

Сразу необходимо заметить, что применение нержавеющей стали напрямую зависит от её типа, а точнее от ее коррозийной стойкости. Также важно то, что коррозийная стойкость сталей применима в условиях определенной агрессивной среды. То есть следует учитывать, какие компоненты среды будут действовать на нержавейку и какому типу коррозии она будет преимущественно подвергаться. Рассмотрим варианты использования нержавеющей стали в различных областях народного хозяйства и промышленности с учетом характеристик их классов.

Нержавеющие сплавы с высокой стойкостью к окаливанию используются в электротехнике. Данный нержавеющий металлопрокат также имеет значительное электрическое сопротивление. Вдобавок, их применение выгодно и с экономической стороны — основа окалиностойких — это недорогое железо. Окалиностойкость достигается за счет присадок из пассивных металлов — хром, алюминий, кремний. Таким образом, данные элементы выступают в роли легирующих.

Жаропрочная нержавейка используется в судостроении, для изготовления элементов самолетов и ракет. Например из таких нержавеющих сталей изготавливают детали турбин и реактивных двигателей.

Ферритные стали активно применяются в пищевой промышленности. Специфичные свойства этих сталей позволяют удовлетворить строжайшим запросам этой сферы. Из них выплавляют нержавеющий лист с нужными свойствами. Главные ограничения здесь обусловлены требованиями гигиены. В частности, значительно снижено использование легирующих присадок. Также из таких сталей делают различные инструменты для медицинских целей и детали для автомобилей.

Нержавеющие стали с повышенным содержанием легирующих элементов применяются для трубопроводов и электроэнергетики. Только такая нержавейка обладает необходимой коррозийной стойкостью.

Очень широко применяются аустенитные нержавеющие стали. Из этой нержавейки делают различное оборудование для химической, пищевой и целлюлозно-бумажной промышленности. Трубы и нержавеющий круг из стали находят применение в станкостроении и автомобильной промышленности. Из нее производят всевозможные металлоконструкции, которые все более популярны в строительной архитектуре. Без нержавеющей стали не может обойтись машиностроение и металлургия. Надежность, легкость обработки, эстетичность и сочетаемость с другими неметаллическими элементами позволяет использовать нержавейку в дизайне интерьера и других областях искусства. Человек все более ощущает присутствие нержавеющей стали в повседневном быту. Многие элементы обихода частично состоят из нержавеющей стали.

Обширным потребителем нержавейки является транспортное машиностроение. Громадные объемы перевозок грузов с различной агрессивностью среды требуют применения высоколегированных сталей лучших марок. Нержавеющие стали такого класса позволяют создавать многоцелевые емкости, с помощью которых достигается значительная экономия в данной области.

Нержавеющая сталь: свойства и применение

Нержавеющая сталь — практичный и долговечный материал. Появилась эта сталь около ста лет назад. Однако массово применять в строительстве и архитектуре ее начали совсем недавно.

Преимущества нержавеющей стали:

  • долговечность;
  • простота обслуживания (требует лишь периодической очистки мягкой губкой с использованием моющих средств);
  • привлекательный внешний вид. Она идеальна для широкого применения в архитектуре и дизайне;
  • простота изготовления: может быть сформована, порезана, сварена и обработана так же, как и традиционная сталь;
  • сопротивление коррозии, в том числе, во многих кислотах, щелочах и хлористых растворах;
  • прочность. Аустенитные и дуплексные сорта не теряют своих механических свойств и при низких температурах;
  • гигиеничность. Уникальная поверхность сплава не имеет пор или трещин, а значит обеспечивает чистоту и препятствует росту бактерий. Благодаря этому нержавейка признана наиболее гигиеничным материалом для подготовки пищевых продуктов. Ее применяют в условиях со строгими санитарными нормами: в больницах, на общественных кухнях, скотобойнях, перерабатывающих предприятиях АПК. В последнее время постоянно растет использование нержавейки при изготовлении сосудов (емкостей, сборных резервуаров) для пищевой промышленности.

Рождение и развитие нержавейки

Первые нержавеющие сплавы были получены около века назад, но широкое применение в строительстве нержавеющая сталь нашла только сегодня. Панели из нержавеющей стали являются одним из лучших материалов для наружной и внутренней облицовки стен. Ее можно встретить в оформлении торговых помещений, современных бизнес-центров, ресторанов и т.п. Из нержавеющих сталей изготавливаются скульптуры и рекламные металлоконструкции, настилается кровля и сооружаются водоотводные коммуникации зданий.

Нержавеющая сталь стала незаменимым материалом благодаря своей долговечности, простоте ухода, эстетичному внешнему виду и многофункциональному применению. Ее можно формовать, резать, сваривать и обрабатывать так же, как и обычную сталь. Стойкость к кислотам, щелочам, солям и хлору находит применение в химических отраслях. Большинство сортов нержавейки обладают высокой прочностью, в том числе и при низких температурах. Гладкая непористая поверхность изделий соответствует гигиеническим нормам. Нержавеющая сталь заслуженно называется сталью нового поколения («Марочник нержавеющих сталей»).

Для того, чтобы сталь служила успешно и долго, необходимо тщательно подойти к выбору марки нержавеющей стали. Так, для изготовления сборных резервуаров мы рекомендуем использовать аустенитную коррозийностойкую сталь AISI 304 (08Х18Н10), т.к. именно она соответствует формуле «цена- качество».

Виды поверхностей стали:

Предлагаем к рассмотрению марки нержавеющей стали, из которых производятся резервуары «Айсберг».

AISI 304

Аустенитная, с низким содержанием углерода. Легко поддается сварке, устойчива к межкристаллитной коррозии. Высокая прочность при низких температурах. Поддается электрополировке. Является наиболее универсальной и широко используемой из всех марок нержавеющих сталей. Области применения: используется в установках для пищевой, химической, текстильной, нефтяной, фармацевтической и бумажной промышленности.

AISI 316

Улучшенная версия AISI 304 (с добавлением молибдена), что делает ее особенно устойчивой к воздействию коррозии. Технические свойства этой стали при высоких температурах гораздо лучше, чем у аналогичных сталей, не содержащих молибден. Молибден (Mo) делает сталь более защищенной от питтинговой коррозии в хлористой среде, морской воде и парах уксусной кислоты. AISI 316 и 316L используются для химического оборудования, инструментов, вступающих в контакт с морской водой и атмосферой, при изготовлении оборудования для проявления фотопленок, в установках для переработки пищи, емкостях для отработанных масел.

AISI 316Ti

Наличие титана (Ti), в пять раз превышающее содержание углерода, обеспечивает стабилизирующий эффект в отношении осаждения карбидов хрома (Cr) на поверхность кристаллов. Области применения: детали, обладающие повышенной устойчивостью к воздействию высоких температур и к среде с присутствием новых ионов хлора, лопасти для газовых турбин, баллоны, сварные конструкции, коллекторы. Также применяется в пищевой и химической промышленности.

AISI 321

Хромоникелевая сталь с добавкой титана (Ti), особенно рекомендуется в изготовлении сварных конструкций и для использования при температурах между 400°С и 800°С. Устойчива к коррозии. Области применения: оборудование для нефтеперерабатывающей промышленности, химическое оборудование и оборудование, устойчивое к высоким температурам. Также применяется для изготовления сварного оборудования в разных отраслях промышленности (трубы, детали печной арматуры, теплообменники).

AISI 430

Это наиболее широко применяемые ферритные хромистые стали. Имеют хорошие прочностные и механические характеристики, что обеспечивается высоким содержанием хрома и низким содержанием углерода; хорошо деформируются, используются в процессах вытяжки и штамповки. В отличие от аустенитных никельсодержащих сталей, низкоуглеродистые хромистые ферритные стали устойчивы к процессам коррозии в различных серосодержащих средах. Поэтому изделия из стали AISI 430 могут быть использованы в системах для перекачивания газа, нефти и чистых нефтепродуктов. Конструкции из AISI 430 меньше изменяют размеры при колебаниях температур. Данный вид стали также применяется в пищевой промышленности.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector