Нержавеющие структуры

Ферритовые нержавеющие стали для предотвращения образования в зоне сварного шва хрупких мартенситных структур обваривают обмазанными электродами, в составе которых преобладают аустенитные стали с высоким содержанием никеля. Рекомендуется также работать с предварительным подогревом, а обварку производить при минимальном подводе тепла, т. -е. несколькими последовательными проходами с минимальным количеством расплавляемого металла. Если электроды того же состава, что и основной металл, то необходимы высокий предварительный подогрев и последующая термическая обработка для снятия напряжений. , [c.175]

Разрушение печных труб вследствие воздействия на сталь азота. Впервые разрушения печных труб от действия азота на сталь были обнаружены на установках, где создались условия для диссоциации аммиака на водород и азот. Этот процесс протекает при температурах выше 400 °С, а при температурах более 600 С молекулярный азот диссоциирует с образованием активного атомного азота, который диффундирует вглубь стали и вызывает разупрочнение ее структуры. С этим явлением пришлось столкнуться п зи изучении работы ядер-ных реакторов, где отвод тепла осуществляется током чистого азота. Особенно активно реагируют с ним нержавеющие стали, содержащие хром, алюминий, титан и другие легирующие элементы. [c.161]

Ультразвуковые дефектоскопы имеют малые габариты и малый вес, однако они неприменимы для контроля нержавеющих сталей. Крупнозернистая структура нержавеющих и легированных сталей приводит к тому, что отражение импульса от крупных зерен создает помехи, из-за которых трудно определить отражение импульса от дефекта. Для контроля нержавеющих сталей используется цветная дефектоскопия, рентгено- и гамма-просвечивание. 140 [c.140]

Питтинг быстрее развивается на нержавеющих сталях с неоднородной структурой. У аустенитной стали склонность к питтингу также возрастает, если ее подвергнуть кратковременному нагреву до области температур, в которой образуются карбиды (сенсибилизации). Образованию питтинга в результате щелевой коррозии способствует также присутствие на поверхности нержавеющей стали органических и неорганических пленок или морских организмов, которые частично экранируют поверхность от доступа кислорода. Щелевая коррозия менее всего проявляется в морской воде, которая двигается с некоторой скоростью относительно поверхности металла [41]. При этом вся поверхность контактирует с аэрированной водой и равномерно пассивируется. [c.312]

Эти кислоты можно получить в лаборатории, пропуская сероводород через воду, насыщенную ЗО . Для понимания механизма наблюдаемых разрушений следует учесть, что при протекании коррозионных процессов эти кислоты легко катодно восстанавливаются. В связи с этим политионовые кислоты действуют в качестве катодного деполяризатора, который способствует растворению металла по границам зерен, обедненным хромом. Еще одна форма влияния, возможно, заключается в том, что продукты их катодного восстановления (НгЗ или аналогичные соединения) стимулируют абсорбцию межузельного водорода сплавом, обедненным хромом. Под напряжением этот сплав, если он имеет ферритную структуру, подвергается водородной коррозии вдоль границ зерен. Аустенитный сплав в этих условиях устойчив. Показано, что наличие в морской воде более 2 мг/л серы в виде На З либо продуктов катодного восстановления сульфитов 50з" или тиосульфатов ЗзО вызывает водородное растрескивание высокопрочных сталей о 0,77 % С, а также ферритных и мартенситных нержавеющих сталей [67]. Предполагают, что и политионовые кислоты оказывают аналогичное действие. [c.323]

Сплав 8-Ь1 представляет собой смесь двух фаз преобладающей а-фазы (гексагональной плотноупакованной) и некоторого количества -фазы (кубической объемно-центрированной). Наблюдающиеся трещины проходят по зернам а-сплава, однако р-фаза подвергается пластическим разрушениям. Термическая обработка и изменение состава (например, понижение содержания алюминия), способствующие образованию Р-фазы, увеличивают стойкость к КРН. Состав фазы также может иметь определяющее значение установлено, что в ряде других титановых сплавов р-фаза склонна к КРН [37]. Механизм растрескивания,титановых сплавов находится еще на стадии обсуждения. Однако влияние структуры сплава, особенностей среды, а также действие посторонних анионов и приложенного напряжения в значительной степени сходно с влиянием этих факторов на поведение нержавеющих сталей (см. разд. 7.3.1 и 7.3.2). Это, по-видимому, свидетельствует об идентичности механизма КРН титана и нержавеющих сталей. [c.377]

По сравнению с механической полировкой электрополировка менее трудоемка, лучше поддается автоматизации, позволяет обрабатывать металлы, которые трудно полировать механически. Кроме того, лри электрополировке не происходит искажения структуры металла. Электрополировка широко используется для изучения структуры металлов и сплавов, а также в промышленности для обработки нержавеющей и углеродистой сталей, никеля, алюминия, меди и ее сплавов. [c.373]

Нержавеющие стали имеют внутреннюю структуру твердых растворов, т. е. являются сплавами с однородной микроструктурой. Они содержат не менее 12% хрома. Введение в такую сталь никеля и в особенности молибдена еще повышает стойкость металла. [c.370]

Нержавеющие стали, кроме хрома, содержат часто молибден, который увеличивает их жаропрочность и улучшает свариваемость, оказывая влияние на структуру сварных швов. [c.113]

Коррозионная стойкость нержавеющих сталей в морской воде во многом зависит от их структуры. Стали мартенситного класса, содержащие 12-13 % Сг и 0,1-0,5 % С, обладают хорошей коррозионной стойкостью во многих средах, но в морской воде подвергаются заметной коррозии. Использование мартенситных сталей в морской воде и средах, содержащих хлориды, нецелесообразно из-за их склонности к локальной коррозии. [c.20]

В коррозионно-активных средах особенно опасно возникновение концентрации напряжений, способствующих коррозионному растрескиванию оборудования. Для большей равномерности распределения напряжений вокруг концентраторов напряжений следует понижать концентрацию напряжений выбором соответствующей геометрической формы проточки, оптимального способа соединения деталей и т. д. В некоторых высокопрочных и нержавеющих сталях наблюдается часто сильное изменение структуры металла в зоне термического влияния на расстоянии 10—15 мм от сварного шва. Эта зона имеет, как правило, пониженную коррозионную стойкость, и в ней часто наблюдается коррозионное растрескивание. Это связано с возникновением остаточных напряжений. Наибольшая концентрация напряжений наблюдается при сварке листов внахлестку в зоне, лежащей между швами. Для снятия внутренних напряжений рекомендуется после сварки проводить термическую обработку. При больших габаритах изделий следует проводить местную термическую обработку зоны сварного соединения. [c.41]

Совместное влияние пассивирующего воздействия хрома и однородно аустенитной структуры придает хромоникелевой нержавеющей стали высокую коррозионную стойкость. [c.71]

Степень воздействия данной окружающей среды на различные металлы и сплавы не будет одинаковой. Например, мягкая сталь быстро подвергнется коррозии в загрязненной атмосфере, в то время как поверхность нержавеющей стали, содержащей 18% Сг, 10% N1 и 3% Мо, останется светлой и блестящей. Как показано на рис. 1.2, процесс коррозии зависит не только от химического состава и условий окружающей среды (ее температуры, давления, скорости перемешивания и др.), но и от состава и структуры сплава, а также от вида и величины воздействующего на него механического напряжения. [c.11]

В настоящее время широкое применение в качестве коррозионностойких конструкционных материалов нашли аустенитные нержавеющие стали. Замена никеля или уменьшение его содержания в этих сталях является актуальной проблемой народнохозяйственного значения. В связи с этим для испытания были выбраны хромомарганцевые сплавы, принадлежащие к группе нержавеющих сталей, в состав которых вводится марганец с целью замены дефицитного никеля при одновременном сохранении аустенитной структуры [65]. В основе коррозионной стойкости выбранных сплавов лежит их способность к самопассивации за счет образования тончайшего слоя окислов легирующих элементов. [c.61]

Коррозионное растрескивание под напряжением может вести к особенно быстрым и серьезным разрушениям. Чтобы механические напряжения могли вызвать коррозионное растрескивание, они должны превысить критический уровень, который зависит от нескольких факторов, таких как состав нержавеющей стали, поверхностная шероховатость, размер зерна, структура, а также состав среды и температура. Растягивающие напряжения в конструкции могут возникать, например в результате сварки и механической обработки. [c.119]

Результативным методом является оптимальная термообработка. Для мартенситных нержавеющих сталей наиболее приемлемым является отпуск их в интервале температур 570-600 °С в ряде случаев целесообразен повторный отпуск при 500 С. Из углеродистых и Низколегированных сталей наибольшей стойкостью к коррозии под напряжением обладают материалы с сорбитной и перлит-ферритной структурой, наименьшей - С мартенситной. Во многих случаях поверхностная закалка сталей повышает их коррозионно-механическую стойкость. [c.129]

Рис. 2. Влияние структуры и состава нержавеющих сталей

Наличие на поверхности металла фаз с различным составом и структурой приводит, как указывалось выше, к пространственному разделению катодного и анодного процессов, следствием чего являются неравномерный характер коррозии и структурно-избирательные виды коррозии (межкристаллитная и ножевая коррозия нержавеющих сталей, язвенная коррозия). Для высокопрочных металлов к отрицательным последствиям может привести катодная реакция (наводороживание металла при травлении, водородная хрупкость). [c.31]

Различные материалы сопротивляются кавитации по-разному. Неоднородные структуры, содержащие точки слабого сопротивления, благоприятствуют появлению микрокаверн. Наоборот, гомогенные мелкозернистые структуры сопротивляются кавитации лучше. Положение сплавов в порядке возрастания сопротивления кавитации [23] чугун, обычная бронза, алюминиевая бронза, углеродистая сталь, хромистая сталь, нержавеющая сталь. Пористые и шероховатые поверхности, а также острые выемки снижают сопротивление кавитации так же, как и сопротивление усталости. [c.146]

Вязкостные свойства металлов характеризуются допустимой ударной нагрузкой, определяемой по методу Шарпи (метод 7-образной зарубки). Чувствительность метода У-образной зарубки зависит от структуры металла. Границентрические кубические кристаллы выдерживают испытание по методу Шарпи при низких температурах. Аустенитные нержавеющие стали, стали, легированные никелем, алюминий и медь имеют границентрическую кристаллическую структуру, поэтому они обладают свойствами, которые необходимы для работы при низких температурах. Наилучшим металлом для применения в этих условиях является нержавеющая сталь марки 304, по она слишком дорога и поэтому применяется только в случае крайней необходимости. В обычных процессах сжижения природного газа при температурах до —162,2° С широко применяются аппараты и трубы, изготовленные из стали, содержащей 3,5-9% [c.203]

Коррозионностойкое легирование и термообработку используют в основном тогда, когда металл конструкции не позволяет применять другие меры защиты. Термообработка способствует предотвращению выпадени карбидов хрома по границам зерен нержавеющей стали аустенитного класса, гомоге-пизацип структуры металла, снятию внутренних напряжений. [c.461]

Структура пассивной пленки на сплавах, как и пассивной пленки вообще, была описана и теорией оксидной пленки и адсорбционной теорией. В соответствии с оксидно-пленочной теорией, защитные оксидные пленки формируются на сплавах с содержанием легирующего компонента выше критического, а незащитные — на сплавах ниже критического состава. В случае преимущественного окисления пассивной составляющей сплава, например хрома, защитные оксиды (такие как СГаОз) формируются, только если содержание хрома в сплаве превышает определенный уровень. Эта точка зрения не позволяет делать никаких количественных прогнозов, а тот факт, что пассивная пленка на нержавеющих сталях может быть катодно восстановлена и не соответствовать стехиометрическому составу, остается необъясненным. Согласно адсорбционной теории, в водной среде кислород хемо-сорбируется на Сг—Ре-сплавах выше критического состава, обеспечивая пассивность, но на сплавах ниже критического состава он реагирует с образованием непассивирующей оксидной пленки. Насколько данный сплав благоприятствует образованию хемосорбционной пленки или пленки продуктов реакции, зависит от электронной конфигурации поверхности сплава, особенно от взаимодействия -электронов. Так называемая теория электронной конфигурации ставит в связь критические составы с благоприятной конфигурацией -электронов, обеспечивающей хемосорбцию и пассивность. Теория объясняет природу взаимодействия электронов, определяющую, какой из компонентов придает сплаву данные химические свойства, например, почему свойства никеля преобладают над свойствами меди в медно-никелевых сплавах, содержащих более 30—40 % N1. [c.91]

Значительное влияние структуры и металлургических факторов. Например, ферритные нержавеющие стали (объемноцентри-рованная кубическая решетка) гораздо более устойчивы к ионам 1 , чем аустенитные (гранецентрированная кубическая решетка). Латуни и V (>40 % Zn) разрушаются в воде, но а-латунь (70 % Си, 30 % Zn) разрушается лишь в аммиаке или аминах. Любой крупнозернистый металл более склонен к КРН, чем тот же металл с более мелкими зернами, независимо от того, является ли растрескивание меж- или транскристаллитным. [c.138]

В зависимости от структуры различают три основных класса нержавеющих сталей. Каждый класс включает ряд сплавов, которые несколько различаются по составу, но обладают сходными физическими, магнитными и коррозионными свойствами. Здесь приводятся обозначения сталей в соответствии с классификацией Американского института железа и стали (А181), которую часто используют на практике. Перечень основных марок нержавеющих сталей, выпускаемых промышленностью, представлен в табл. 18.2. Основными классами нержавеющих сталей являются мартенситный, ферритный и аустенитный. [c.296]

Мартенситные стали получили название по аналогии с мартенситной фазой углеродистых сталей. Мартенсит образуется при фазовом превращении сдвигового типа, происходящем при быстром охлаждении стали (закалке) из аустенитной области фазовой диаграммы, для которой характерна гранецентрированная кубическая структура. Мартенсит определяет твердость закаленных углеродистых сталей и мартенситных нержавеющих сталей. Нержавеющие стали этого класса имеют объемно-центрированную кубическую структуру они магнитны. Типичное применение — инструменты (в том числе и рёжущие), лопатки паровых турбин. [c.296]

Аустенитные стали получили свое название по аустенитной фазе или 7-фазе, которая существует в чистом железе в виде стабильной структуры в температурном интервале от 910 до 1400 °С. Эта фаза имеет гранецентрированную кубическую решетку, немагнитна и легко деформируется. Она является основной или единственной фазой аустенитных нержавеющих сталей при комнатной температуре и в зависимости от состава имеет стабильную или метастабильную структуру. Присутствие никеля в значительной степени способствует сохранению аустенитной фазы при закалке промышленных сплавов Сг—Ре—N1 от высоких температур. Увеличение содержания никеля сопровождается повышением стабильности аустенита. Легирование марганцем, кобальтом, углеродом и азотом также способствует сохранению при закалке и стабилизации аустенита. Аустенитные нержавеющие стали могут упрочняться холодной обработкой, но не термообработкой. При холодной обработке аустенит в метастабиль-ных сплавах (например, 201, 202, 301, 302, 302В, 303, ЗЗОЗе, 304, 304Ь, 316, 316Ь, 321, 347, 348 см. табл. 18.2) частично переходит в феррит. По этой причине указанные стали и являются метастабильными. Они магнитны и имеют объемно-центрирован-ную кубическую решетку. Этим превращением объясняется значительная степень упрочнения при механической обработке. В то же время стали 305, 308, 309, 3098 при холодной обработке слабо упрочняются, и если и становятся магнитными, то в очень малой степени. Сплавы с повышенным содержанием хрома и никеля (например, 310, 3108, 314) имеют практически стабильную аустенитную структуру и при холодной обработке не превращаются в феррит и Не становятся магнитными. Аустенитные нержавеющие стали очень широко применяют в различных областях, включая строительство и автомобильное производство, а также в качестве конструкционного материала в пищевой и химической промышленности. [c.297]

Аустенитные нержавеющие стали, содержащие более 45 % N1, стойки к КРН в кипящем растворе Mg l2, а также, по-видимому, и в других хлоридных растворах (рис. 18.8) [61 ]. Эделеану и Сноуден отметили [48], что нержавеющие стали с высоким содержанием никеля более устойчивы к растрескиванию в щелочах. Увеличение содержания никеля в аустенитных нержавеющих сталях приводит к сдвигу в положительную сторону критического потенциала КРН в растворе МёС , причем этот сдвиг значительнее сдвига соответствующего коррозионного потенциала. Вследствие этого повышается стойкость сплава [62]. Когда содержание никеля в сплаве достигает и превышает 45 %, его стойкость к КРН перестает зависеть от окислительно-восстановительного потенциала среды, а более важную роль начинают играть факторы, определяемые не средой, а структурой сплава, такие как вредное влияние дислокаций или уменьшение растворимости азота внедрения. [c.320]

Особыми свойствами обладают нержавеющие стали, т. е. сохраняющие структуру твердого раствора при обычных температурах и содержащие хром и никель в своем составе — Х18Н9, Х24Г12. Эти стали очень стойки в различных агрессивных средах и при дополнительном легировании ниобием, титаном или молибденом не утрачивают своей прочности при высоких температурах, являясь жаропрочными материалами. [c.138]

При введении в систему Ре—С небольших добавок других металлов (легирование) общий вид диаграммы состояния сохраняется. Однако эти добавки способствуют стабилизации одних структурных составляющих и разрушению других. Так, легирование ванадием, хромом, вольфрамом стабилизирует структуру аустенита, что придает стали повышенную твердость и износоустойчиЕость. В то же время случайные включения цементита при этом подвергаются распаду за счет образования более прочных карбидов указанных легирующих металлов. Легирование белых чугунов переходными металлами с сильно дефектной -оболочкой (Т], V, Сг) приводит к разрушению цементита и образованию прослоек чешуйчатого графита между кристаллами сплава. Следствием этого является повышение ударной прочности. Добавки хрома и никеля, расширяющие область аустенита и стабилизирующие ее структуру, обеспечивают повышенную коррозионную стойкость сталей (нержавеющие стали), поскольку в гомогенных системах процессы коррозионного разрушения протекают медленнее. [c.415]

Лигатур Ы.1Б металлургии черных и цветных металлов титан применяется в качестве раскислителя и деазотизатора, так как он энергично соединяется с кислородом и азотом, образуя соединения, уходящие в шлак.сЛля этой цели используют ферротитан (18—25% Т1), купротитан (5—12% Т1), алютит (40% А1, 22—50% Т1 и до 40% Си). Очистка от кислорода способствует образованию тонкой плотной структуры стали, обладающей повышенными механическими свойствами. Титан связывает и серу, вызывающую красноломкость стали, х/ При введении титана в качестве легирующей добавки в хромо-никелевые нержавеющие стали (до 0,8%) образуются включения карбидов титана, повышающие жаростойкость и уменьшающие склонность к межкристаллитной коррозии при сварке и термической обработке. У Присадка 0,05—0,15% титана к обычной углеродистой стали облагораживает ее и улучшает механические свойства. Введение титана в алюминиево-магниевые сплавы (до 0,6%) улучшает их механические свойства, повышает коррозийную стойкость и устойчивость к окислению при нагревании [II, 35]. [c.242]

Возникновение подобных местных гальванических пар является основной причиной сравнительно быстрой коррозии загрязненных примесями металлов (ср. рис. XI-1). В качестве отдельных элементов пары (катода и анода) могут при этом фигурировать не только разные металлы, но и другие неоднородные части системы. Напротив, высокая однородность очень чистых металлов резко повышает их устойчивость по отношению к коррозии. Высокая коррозионная устойчивость свойственна также сплавам со структурой твердых растворов (XI, 3, доп. 2), которая характерна, в частност , для нержавеющих сталей. [c.447]

Содержание углерода в сплаве для большинства случаев меж -фисталлитной коррозии, особенно нержавеющих сталей, оказывает решающее влияние на развитие МКК /10/. При содержании углерода выше 0.02 , ссогветствулцего большинству промышленных сталей, например, типа 18 % Сг+8...ю % 1И,их структура в равновесном состоянии состоит из аустенита, а -фазы и карбидов (СгГе)25Се. Растворимость углерода в аустените при комнатной температуре составляет 0.02.., 0.03 %. [c.85]

Стойкость к коррозионной кавитации зависит как от коррозионной стойкости, так и прочности металла. Самоупрочняющиеся стали обладают высокой стойкостью к коррозионной кавитации (табл. 8). Так, у хромомарганцовой стали марки 30Х10Г10 в результате механического воздействия происходит распад нестабильного аустенита и превращение его в мартенсит, что способствует высокой стойкости этой стали к коррозионной кавитации, в то время как стойкость хромоникелевой нержавеющей стали марки 1Х18Н9Л со структурой стабильного аустенита значительно меньше. [c.18]

Нержавеющий (аустенитный) чугун благодаря однофазной структуре обладает высокой химической стойкостью во многих агрессивных средах. Так, он обладает повыщениой стойкостью (в 5—10 раз по сравнепию с серым обычным чугуном) в серной, муравьиной, уксусной кислотах, в каустической соде, в ряде щелочных сред, в морской воде, однако менее стоек в соляной и быстро разрушается в азотной кислоте. Аустенитный чугун также достаточно прочен, износоустойчив, обладает хорошими технологическими свойствами. [c.137]

Пентапласт представляет собой высокомолекулярный простой полиэфир. Исходным сырьем для пентапласта служит пентаэритрит, получаемый конденсацией формальдегида и ацетальдегида. Вследствие особенной химической структуры полимера, его кристалличности и высокого содержания хлора (46%) пентапласт обладает уникальным сочетанием свойств, обеспечивающих этому новому термопластичному материалу место в группе наиболее ценных конструкционных антикоррозионных пластиков. Одним из самых ценных свойств пентапласта является его высокая химическая стойкость он стоит на втором месте после фторлонов и намного превосходит нержавеющую сталь типа Х18Н10Т. Пентапласт устойчив к действию неорганических кислот, растворов щелочей и солей всех концентраций, органических растворителей, нефти и нефтепродуктов, пресной и морской воды, водяного пара при температуре до 120—135 °С. [c.94]

Нержавеющие стали можно различать в зависимости от их структуры, например ферритные, аустенитные и феррито-аустенитные стали. Структурные различия влекут за собой и разницу в коррозионных характеристиках, а также в свариваемости, способности к закалке и магнитных свойствах. Ферритные и феррито-аустенитные стали в отличие от аустенитвых обладают магнитными свойствами. В табл. 6 имеется перечень некоторых нержавеющих алей, интересных с коррозионной точки зрения, а также их коррозионные характеристики. [c.109]

При наличии в электролите активирующих агентов, например хлорнд-иоиов, при определенном потенциале ф ер пассивное состояние нарушается, что ведет к ускорению анодного растворения. Объясняется это тем, что по мере смещения потенциала в сторону положительных значений усиливается адсорбция хлорид-ионов. Поскольку степень покрытия поверхности кислородом в местах, где имеются дефекты в структуре оксидной пленки, неодинакова, начинают преимущественно адсорбироваться хлорид-ионы, и вместо пассивирующего оксида образуется галогенид, обладающий хорошей растворимостью. Развивается питтинговая коррозия, которой особенно подвержены нержавеющие стали и другие легко пассивирующиеся металлы. [c.15]