ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Нержавеющие стали из "Морская коррозия" В состав низколегированных сталей входят малые добавки таких элементов, как медь, хром, никель, молибден, кремний и марганец, за счет чего и достигается повышение прочности по сравнению с углеродистой сталью. Коммерческой характеристикой низколегированных сталей является не строгий химический состав, а их прочностные свойства. Суммарное содержание легирующих добавок обычно составляет около 2—3 %. В отношении атмосферной коррозии большинство низколегированных сталей обладает гораздо более высокой стойкостью, чем нелегированная малоуглеродистая сталь. Это преимущество особенно заметно в промышленных атмосферах, но и в морских условиях применение низколегированных сталей дает значительный выигрыш. [c.42] Очень высокая коррозионная стойкость низколегированных сталей в морских атмосферах связана с образованием на их поверхности мелкозернистой пленки продуктов коррозии с очень хорошей адгезией к металлу. Срок службы детали конструкции, изготовленной из низколегированной стали, может почти в пять раз превосходить срок слул бы такой же детали из углеродистой стали. Многие высокопрочные низколегированные стали обладают прекрасной стойкостью и в зоне брызг. Покрытия, нанесенные на правильно подготовленную поверхность низколегированной стали, сохраняются дольше, чем на подложке из углеродистой стали. [c.42] При экспозиции на среднем уровне прилива или в условиях полного погружения низколегированная сталь не обладает преимуществами перед углеродистой в отношении коррозии. Для подводной конструкции важное значение приобретает высокая прочность материала. [c.42] Как будет показано ниже, для обеспечения нужных прочностных свойств подводной конструкции допуск на коррозию для низколегированной стали должен быть таким же или даже больше, чем для углеродистой стали. Увеличение допуска на коррозию в условиях погружения приводит к компенсации достигаемого в обычных условиях выигрыша в массе конструкции при использовании высокопрочных сталей. [c.42] Типичное коррозионное поведение низколегированных сталей в различных морских средах более подробно обсуждается ниже. [c.42] Влияние малых примесей на коррозионное поведение стали было впервые отмечено примерно 55 лет назад, когда выяснилось, что стали, содержащие медь, обладают повышенной стойкостью в промышленных атмосферах. Позже было установлено, что медьсодержащие стали обладают преимуществами перед нелегированными углеродистыми сталями и в морских атмосферах. [c.42] Прекрасное коррозионное поведение медьсодержащих и низколегированных сталей подтверждается результатами испытаний, проведенных ВМС США и А5ТМ. При 8-летних испытаниях, организованных ВМС США в Кристобале (Зона Панамского канала), скорости коррозии низколегированных сталей, определенные по потерям массы, составили от 18 до 23 мкм/год [13,17] (см. рис. 10). При 15,5-летних испытаниях в Кюр-Биче (Сев. Каролина, США) на стенде, расположенном в 250 м от средней отметки прилива, скорости коррозии низколегированных сталей не превыщали 8 мкм/год. [c.44] Диаграмма сравнительной коррозионной стойкости низколегированных сталей, медьсодержащих сталей и чистого железа в морской атмосфере представлена на рис. 21. В качестве критерия выбрано время, за которое потери массы пластинок размером 10X15 см достигали 12 г. В случае чистого железа для этого понадобилось всего 5 мес, тогда как для типичной низколегированной стали это время составило 32 мес, т. е. в шесть с лишним раз больше. [c.44] Индивидуальное влияние добавок меди, никеля и хрома на коррозионную стойкость стали было исследовано Лакуэ [9] в ходе 7,5-летних атмосферных испытаний в Кюр-Биче на стенде, расположенном в 250 м от океана. Полученные результаты обсуждаются ниже. [c.44] Никель. Введение в железо 0,1—0,5 % N1 не улучшает стойкость к коррозии в морской атмосфере так, как введение меди. Как видно из рис. 24, для значительного повышения коррозионной стойкости требуются добавки порядка 1—5 % N1. Так, скорость коррозии стали, содержащей 2 % N1, была на 50 % меньше, чем скорость коррозии железа (см. рис. 24). [c.45] Результаты коррозионных испытаний в морской атмосфере сплавов, содержащих хром, показаны на рис. 25. Для низколегированных сталей представляет интерес влияние добавок хрома, не превышающих 2 %. Для оценки влияния одинаковых добавок меди, никеля и хрома на коррозионное поведение стали можно воспользоваться данными рис. 3—5. Введение от 1 до 2 % любого из этих трех элементов уменьшает скорость коррозии вдвое по сравнению со скоростью коррозии нелегированной углеродистой стали. [c.45] Интересно отметить, например, сходство коррозионного поведения сплава М, содержащего добавки фосфора, кремния, меди, никеля и хрома, и сплава Р, в котором кремния и хрома крайне мало, но зато гораздо больше меди и никеля. [c.46] Группа Мп 31 N1 Си Сг Мо всего Потери массы. [c.46] Отмеченные здесь сплавы групп V, X и XI содержат примерно одинаковое суммарное количество легирующих элементов и обладают почти одинаковой коррозионной стойкостью. Для сплава из группы VII, характеризуемого повыщенным содержанием никеля, обеспечение такой же коррозионной стойкости требует увеличения общего количества легирующих добавок. [c.47] Образование защитной пленки продуктов коррозии. Повыщение коррозионной стойкости стали в промышленной атмосфере при легировании медью связывают с образованием на поверхности металла сравнительно плохо растворимых основных сульфатов (из SO2, входящего в состав промышленных загрязнений), из которых постепенно формируется непроницаемая пленка продуктов коррозии. Оказалось, что относительно нерастворимые продукты коррозии возникают и при введении в сталь никеля, хрома и в меньшей степени кремния и фосфора [12]. [c.47] На образование пленки ржавчины в морских условиях влияют такие факторы, как количество солевого тумана, переносимого господствующим ветром, дождь, солнечное облучение, наличие грибов, периодическое изменение влажности, пыль и в некоторых случаях промышленное загрязнение атмосферы (в частности, следы SOj были обнаружены в атмосфере Юор-Бича, хотя до ближайшего города около 24 км). Скорость коррозии низколегированных сталей, как и углеродистых, очень сильно зависит от количества морской соли, попадающей на доступную поверхность металла и задерживающейся на ней. [c.47] В табл. 10 представлен состав хорошо известного и широко применяемого сплава Сог-Теп. Спецификация ASTM для этого типа сталей не регламентирует строгим образом возможные изменения состава. Для применения в морских условиях можно рекомендовать сплавы, в состав которых входит примерно 0,3 % Си (или больше), а также другие добавки, такие как никель, хром, кремний, при общем содержании легирующих элементов не менее 1,5,%. [c.47] Коррозионные условия на испытательном стенде, расположенном в 25 м от океана в Кюр-Биче, относятся к одним из самых агрессивных, встречающихся на морских коррозионных станциях. Однако даже в таких жестких условиях скорость коррозии низколегированной стали оказывается меньще, чем малоуглеродистой стали (рис. 27). В то же время само значение скорости коррозии достаточно велико ц во многих случаях конструкции из низколегированной стали, эксплуатируемые в подобных условиях, требуют дополнительной защиты. [c.48] Напомним, что обычные стали разрушаются от коррозии в зоне брызг очень быстро. Если условия экспозиции таковы, что металл почти постоянно смачивается брызгами морской воды (например, в полосе прибоя), то средняя скорость коррозии, рассчитанная по потерям массы, для углеродистой стали может достигать 1300 мкм/год (по крайней мере в начальный период). [c.48] В последние годы было с определенностью показано, что некоторые низколегированные стали в меньшей степени, чем углеродистые, подвержены коррозии в зоне брызг. [c.48] Вернуться к основной статье