Межкристаллитная коррозия хромистых сталей

Межкристаллитная коррозия хромистых нержавеющих сталей [c.94]

Согласно современным теоретическим воззрениям возникновение межкристаллитной коррозии в сталях объясняется выделением из твердого раствора хромистых карбидов, располагающихся по границам зерен. В высокохромистых и хромоникелевых нержавеющих сталях п.ри их нагреве в температурном интервале 500—850° происходит выпадение из твердого раствора железохромовых карбидов (Сгре ) С. В результате выделения карбида поверхность зерна на определенной сравнительно небольшой глубине оказывается обедненной хромом это приводит к возникновению разных электродных потенциалов между зерном и его границей и способствует межкристаллитному разрушению. Экспериментально установлено, что на каждую весовую часть углерода в карбиде приходится 11—12 частей хрома и, следовательно, уменьшение содержания углерода в твердом растворе на 0,1% за счет выпадения карбидов способствует обеднению сплава хромом примерно на 1%. Обеднение твердого раствора хромом происходит неравномерно и преимущественно по границам зерен. Таким образом, граница зерна состоит из обедненного хромом твердого раствора и карбидов. При воздействии определенной коррозионной среды, содержащей кислород (вода, раствор HNO, и др.), зерно благодаря высокому содержанию хрома и железохромовые карбиды пассивируются, т. е. покрываются пленкой окислов и приобретают положительный потенциал, в то время как граница зерна обедненная хромом, плохо пассивирует, так как имеет более отрицательный потенциал. [c.73]

Не со всеми положениями автора можно безоговорочно согласиться. Наибольшие возражения, вероятно, встретит предлагаемая автором диаграмма, дающая, по его мнению, возможность предсказать длительность нагрева в критическом интервале температур, еще не вызывающего склонности к межкристаллитной коррозии у аустенит-ных сталей. Можно также отметить некоторую неполноту сведений о межкристаллитной коррозии хромистых мартенситных и фер-ритных сталей. Недостаточно обоснованы также рекомендации по применению нержавеющих сталей в нейтральных растворах хлоридов, в частности в. морской воде. Это, однако, не умаляет очевидных достоинств книги и ее полезности. Изложение материала имеет ряд особенностей, сохраненных при переводе, из которых нужно упомянуть следующие. [c.5]

МЕЖКРИСТАЛЛИТНАЯ КОРРОЗИЯ ХРОМИСТЫХ СТАЛЕЙ [c.164]

Коррозионное растрескивание нержавеющих сталей наблюдается главным образом в сталях мартенситного класса (12% хрома). Аустенитные стали типа 18-8 более склонны к коррозии под напряжением, чем полуферритные хромистые стали. Значительное влияние на склонность к коррозии под напряжением оказывает стабильность аустенита. Характер коррозионного растрескивания в большинстве сред транскристаллитный, если сталь не склонна к межкристаллитной коррозии. Если сталь склонна к межкристаллитной коррозии, то растрескивание происходит по границам зерен. [c.276]

Для хромистых сталей, содержащих 17, 25 и 28% хрома, тоже характерна большая склонность к межкристаллитной коррозии главным образом в зонах сварных соединений или на основном металле после высокотемпературного нагрева и быстрого последующего охлаждения. Наибольшую стойкость к общей и межкристаллитной коррозии эти стали приобретают после повторного отжига при 760—780 °С, который можно осуществить только для малогабаритных изделий. При введении в эти стали титана или ниобия также повышается их сопротивляемость межкристаллитной коррозии. [c.22]

Межкристаллитная коррозия (МКК) представляет собой разрушение сплава, локализованное на границах зерен. Следствием этого вида коррозии является потеря сплавом прочности и пластичности и быстрое разрушение изготовленной из него конструкции. Межкристаллитной коррозии подвержены широко применяемые сплавы, в частности высоколегированные коррозионностойкие стали (хромистые и хромоникелевые), сплавы алюминия (дюралюминий), сплавы никеля. [c.445]

Одним из наиболее распространенных растворов для испытания на склонность нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии является раствор серной кислоты и медного купороса, в котором образцы кипятят. Склонность к межкристаллитной коррозии обнаруживается по растрескиванию образцов (после кипячения) при их загибе на угол, равный 90°. Опыт показывает, что этот метод пригоден для выявления склонности к межкристаллитной коррозии хромистых, ферритных, мартенситных и хромоникелевых сталей аустенитного, аустенито-ферритного и аустенито-мартенситного классов, так как этот раствор выявляет межкристаллитную коррозию при выпадении карбидной фазы. Этот раствор не выявляет межкристаллитную коррозию в том случае, когда межкристаллитная коррозия является следствием выделения ст-фазы. В последнем случае значительно лучше выявляет межкристаллитную коррозию, связанную с выпадением ст-фазы, кипящий 65%-ный раствор азотной кислоты. Оценка склонности металла к межкристаллитной коррозии в этом растворе производится массовым методом, чем он принци- [c.344]

Межкристаллитная коррозия особенно опасна для аппаратов и деталей, работающих в условиях нагрузок (автоклавы, котлы и др.). Склонность к межкристаллитной коррозии хромистых и хромоникелевых сталей объясняется сочетанием целого ряда факторов — химического состава металла, режима термической обработки, скорости диффузии отдельных элементов в сплаве и др. Склонность этих сталей к межкристаллитной коррозии проявляется после нагрева их до 500— вОО С. [c.31]

Для уменьшения склонности к межкристаллитной коррозии хромистых и хромоникелевых сталей их также подвергают специальной термической обработке, заключающейся в следующем. Сталь закаливают с 1050—1100° С, при этой температуре углерод и хром находятся в твердом растворе. [c.32]

Склонность к межкристаллитной коррозии хромистых и хромоникелевых сталей можно также предотвратить легированием металла такими элементами, как титан, ниобий, тантал и др. Эти элементы образуют с углеродом труднорастворимые карбиды, устраняя тем самым возможность образования карбидов хрома. [c.32]

Имеющиеся данные о межкристаллитной коррозии хромистых сталей показывают, что и здесь связывание углерода титаном или ниобием с танталом повышает стойкость сварных соединений к межкристаллитной коррозии. Рекомендуется содержание Т1 8 (%С) [205]. Однако возможность использования стабилизации хромистых сталей ограничена, особенно в случае сильноокислительных сред, в которых они чаще всего применяются. К тому же вполне надежным способом устранения межкристаллитной коррозии хромистых сталей является отжиг в пределах температур от 700 до 800° С продолжительностью около 1 ч или при более низких температурах и большем времени нагрева. [c.171]

Межкристаллитная коррозия (см. рис. 3. 2ж) является одним из наиболее опасных видов местной коррозии, приводящей к избирательному разрушению границ зерен, что сопровождается потерей прочности и пластичности сплава (часто без изменения внешнего его вида) и преждевременным разрушением конструкций. Коррозия этого вида наблюдается у многих сплавов хромистых и хромоникелевых сталей, никелевых сплавов, алюминиевых сплавов и др. [c.420]

Существенным недостатком хромоникелевых так же, как и хромистых, сталей является их подверженность в определенных условиях некоторым видам местной коррозии, связанным с местным нарушением пассивного состояния, в том числе и межкристаллитной коррозии. [c.421]

Хромистые стали, так же как и хромоникелевые стали, подвержены межкристаллитной коррозии в случае выпадения по границам зерен богатых хромом карбидов и обеднения хромом [c.215]

Межкристаллитная коррозия является одним из наиболее опасных видов местной коррозии (рис. 1.4.1, к), приводящей к избирательному разрушению границ зерен, что сопровождается потерей прочности и пластичности металлов и сплавов. Опасность заключается в том, что зачастую изменений во внешнем виде изделий, поврежденных межкристаллитной коррозией, не происходит. Коррозия этого вида наблюдается у многих материалов — хромистых и хромоникелевых нержавеющих сталей, никелевых и алюминиевых сплавов и т. п. [c.80]

Межкристаллитная коррозия (рис. 1.1, з) характеризуется разрушением металла по границам зерен. Она особенно опасна тем, что внешний вид металла не меняется, но он быстро теряет прочность и пластичность и легко разрушается. Связано это с образованием между зернами рыхлых малопрочных продуктов коррозии. Этому виду разрушений особенно подвержены хромистые и хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы. [c.16]

Характерным и опасным (из-за трудности своевременного обнаружения) видом коррозии хромоникелевых и хромистых сталей является межкристаллитная коррозия. Как следует из названия, коррозия этого вида распространяется по границам кристаллитов, что, в конечном счете, приводит к резкому снижению прочности материала. [c.152]

Сказанное справедливо для случаев сварки электродами любых металлов. При сварке хромистых и хромоникелевых сталей, кроме того, приходится считаться еще с одним характерным явлением — межкристаллитной коррозией, о которой говорилось выше. [c.169]

Следует отметить, что хромистые стали склонны к межкрис-таллитной коррозии, протекающей по границам зерен в результате обеднения их хромом. Ввецение в эти стали титана и ниобия повышает стойкость их к межкристаллитной коррозии. Хромистые стали, наряду с высокой коррозионной стойкостью, весьма технологичны (хорошо отливаются, штампуются, протягиваются и прокатываются, поддаются механической обработке, в результате закалки и отпуска приобретают высокую твердость и прочность). [c.39]

Коррозионностойкие стали подразделяются на хромистые, хромоникелевые, хромомарганцевые и хромомарганцевоникелевые стали. По структуре коррозионностойкие стали могут быть аустенитно-го, ферритного, аустенито-ферритного, мартенситного и мартенсито-ферритного классов. Наиболее опасными видами коррозии коррозионностойких сталей являются питтинговая, язвенная и щелевая коррозии в кислых и в нейтральных растворах хлоридов, межкристаллитная коррозия, коррозионное растрескивание в горячих растворах хлоридов. [c.69]

Склонность к межкристаллитной коррозии у высокохромистых нержавеющих сталей (Сг > 17 %, С > 0,025 %) проявляется после ускоренного охлаждения с высоких температур (1000-1100 °С) и обусловлена выделением в границах зерен сталей карбидов хрома, приводящим к обеднению по этому элементу зернограничного твердого раствора. Протекающая в ряде сред, например, в растворах (Н2804 + СиЗО ) или (НзРО.) + Си804), межкристаллитная коррозия этих сталей является следствием резкого снижения анодной поляризации границ зерен и сопровождается переходом в раствор только железа. Склонность к межкристаллитной коррозии у хромистых сталей можно ликвидировать повторным нагревом до 600-800 °С. Такой нагрев приводит к завершению выпадения карбидов и коагуляции выпавших ранее карбидш>1х частиц, к обогащению границ зерен хромом в результате его диффузии и снятию внутренних напряжений, возникших в процессе выделения карбидных включений из твердого раствора стали при ускоренном охлаждении от 1 ООО °С и более. [c.94]

Руководствуясь этим принципом, авторы [8] установили, что растворы, применяемые для выявления межкристаллитной коррозии на сталях 18-8, могут быть рекомендованы и для ферритных хромистых сталей Х17Т и Х25Т. [c.252]

Существенным недостатком хромоникелевых, так же как и хромистых, сталей является их подверженность в определенных условиях некоторым видам местной коррозии, связанным с местным нарушением пассивного состояния точечной коррозии (в средах, в которых наряду с пассиваторами присутствуют активные ионы, например С1 ), коррозионному растрескиванию (в условиях коррозии при наличии растягивающих напряжений и в присутствии стимуляторов растрескивания сталей в электролите — NaOH, хлоридов совместно с кислородом и др.) и межкристаллитной коррозии (когда границы зерен обладают наиболее отрицательным потенциалом и являются активными, мало поляризующимися анодами). Межкристаллитная коррозия хромоникелевых сталей особенно опасна тем, что, не изменяя часто внешнего вида металлической конструкции, ведет к быстрой потере металлом прочности и пластичности. [c.272]

Борьбу со склонностью стали Х18Н9 к межкристаллитной коррозии ведут путем предотвращения выпадения хромистых карбидов [c.423]

Необходимость длительной и безотказной работы различных деталей и изделий в контакте с агрессивной средой предъявляет высокие требования к коррозионной стойкости и долговечности материалов, из которых они изготовлены. В качестве коррозионностойких сталей во многих отраслях промышленности находят применение хромистые и хромоникелевые стали, содержащие не менее 12...13 % хрома. Однако эти стали во многих случаях могут быть подвержены одному из наиболее опасных видов коррозионного поражения - меж -фисталлитной коррозии (МКК), нередко являющейся причиной отказов оборудования и возникновения аварийных ситуаций. Межкристаллитная коррозия локализуется по границам зерен без видимых вооруженным глазом изменений внешнего вида, формы и размеров изделий. Сцепление между зер. ослабевает как в поверхностном слое, так и по всему сечению изделия, что может привести к практически полной потере функциональной способности изделия и механической прочности. [c.83]

Недостатком хромомарганцевых сталей типа Сг 18Мп 15N, как и хромистых, является их склонность к межкристаллитной коррозии, которая зависит не только от химического и структурного состава сталей, но и от природы коррозионной среды. [c.33]

Широкое применение получили стали системы Ре — Сг — N1 без присадок и с присадками меди, молибдена, титана и ниобия. Эти стали характеризуются хорошими механическими и технологическими свойствами и обладают хорошей коррозионной стойкостью. Никель повышает пластичность стали, способствует формированию мелкозернистой структуры. Холодная деформация ведет к повышению прочности данных сталей. Однако эти стали склонны к межкристаллитной и точе шой коррозии. Следует отметить, что хромоникелевые стали обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем хромистые стали, поскольку йведение никеля способствует обр- заванию мелкозернистой однофазной структуры сплава, для которой характерна повышенная коррозионная стойкость. [c.39]

В морской воде и агрессивных шахтных водах высоколегированные стали подвержены питтинговой коррозии. Однако если стали имеют склонность к межкристаллитной коррозии, питтинговая коррозия постепенно переходит в межкристаллитную, которая распространяется сравнительно быстро. Межкристаллитная коррозия, связанная с питтинговыми поражениями по границам зерен, может наблюдаться не только у хромистых сталей, но и у высокопрочных аустенитных хромомарганцевоникелевых сталей, легированных азотом при нагревании в области критических температур. Если сталь склонна к межкристаллитной коррозии в стандартном растворе, то можно ожидать, что она будет склонной к этому виду коррозии и в морской воде. [c.99]

Хромистые стали подвержены межкристаллитной коррозии не только в воде, содержащей хлорид натрия, но и в содержащем сероводород конденсате. Хотя высоколегированные стали разрушаются в присутствии сероводорода лишь под действием больших напряжений, в сталях 1X13 межкристаллитная коррозия протекает за 24 ч даже без внешней нагрузки. Очевидно, этот случай связан с коррозионным растрескиванием. [c.99]

Таким образом, легированные хромом перлитные и хромистые фер-ритно-мартенситовые стали в условиях сжигания прибалтийских сланцев имеют низкую коррозионную стойкость из-за большой чувствительности хрома К щелочным хлоридам. Несколько более окалиностойкими являются аустенитные хромоникелевые стали. Однако при высоких содержаниях никеля возникает повышенная опасность межкристаллитной коррозии. [c.266]

Дополнительным средством повышения стойкости высокохромистых сталей к межкристаллитной коррозии может служить их легирование титаном, связывающим углерод в груднорастворимые специальные карбиды и препятствующим образованию хромистых карбидных включений в границах зерен. [c.94]

Ударная вязкость исследуемой хромистой стали электронно-лучевой плавки была очень высокой до —38 °С. При более низких температурах ударная вязкость резко падает. Сталь хорошо сваривается в атмосфере инертного газа. По данным [125] сварной шов вязкий, имеет прекрасные механические и коррозионные свойства. Эта сталь показывает высокую коррозионную стойкость по отношению к межкристаллитной, питтинговой коррозии и коррозионному растрескиванию. Испытания в муравьиной (рис. 57) и в уксусной кислотах (95 %-ной при 125°С, длительность испытаний 7 дней) показали, что она имеет значительно более высокую коррозионную стойкость, чем стали 18Сг8М1 и 18Сг12Ы 2,5Мо в этих условиях. [c.162]

Наибольшее практическое значение в настоящее время имеет межкристаллитная коррозия металлов в электролитах, рассмотрению методов изучения которой и будет посвящена настоящая глава. Относительно низкая коррозионная стойкость металлов по границам зерен связывается с повышенной электрохимической неоднородностью в этих районах. Обычно последнее является следствием выделения по границам зерен вторичных фаз, которые могут быть либо эффективными анодами, либо катодами по отношению к близлежащим участкам твердого раствора. Такими фазами, например, при нагреве многих хромистых и хромоникелевых сталей до температуры 450—850° С могут быть хромовожелезные карбиды Сг4(Ре)С, сигма-фаза, обедненный хромом аустенит [109], а при нагреве после закалки до 150° С многих алюминиевых сплавов — металлическое соединение СиАЬ [110]. Разрушение этих материалов имеет наибольшее практическое значение. Однако даже для них еще не разработаны методы определения склонности к межкристаллитной коррозии, полностью удовлетворяющие исследователей и практиков. [c.96]

Этот вид коррозии в той или иной степени присущ всем легированным сталям. Уменьшить склонность хромистой стали к межкристаллитной коррозии можно снижением содержания углерода, введением карбидообра-зующих элементов (титана или ниобия), повторной термической обработкой готовых изделий (после сварки). [c.97]

Ослабить подверженность хромоникелевой стали межкристаллитной коррозии, как и в случае хромистых сталей, можно введением в их состав карбидообразующих элементов титана или ниобия, термической обработкой полуфабрикатов или готовых изделий с последующей (при возможности) закалкой на аустенит при 1000— 1100°С, а также-снижением содержания углерода до 0,020% (см. рис. 1.3). С этой целью разработаны и внедряются 8, с. 129 9 10] низкоуглеродистые аустенитные стали типа 000Х18Н11 (ЭП550), содержащие <0,03% (0,026%) углерода. Эти стали обладают повышенным сопротивлением не только к межкристаллитной и ножевой коррозии, но и к общей коррозии, особенно в окислительных средах, что в равной мере относится как к основному металлу, так и к сварным соединениям [8]. Коррозионная стойкость низкоуглеродистых аустенитных сталей, примерно, в 15 раз выше, чем стали 0Х18Н10Т [9]. В них отсутствуют карбидные включения и поэтому они обладают высокими пластичными свойствами. [c.101]

Малоуглеродистые безникелевые и малоникелевые стали, к которым относятся низкоуглеродистые хромистые ферритные стали с суммарным содержанием углерода и азота до 0,015 %, характеризуются коррозионной стойкостью, устойчивостью к коррозионному растрескиванию и межкристаллитной коррозии. [c.52]