Карбиды по границам зерен

На сопротивление коррозии сварка обычно оказывает неблагоприятное влияние. Наиболее важные проблемы в этом отношении связаны с исключением образования межкристаллитных трещин около сварного шва в нестабилизированных аустенитных хромоникелевых сталях и коррозии под напряжением во всех аустенитных сталях [58]. Возникновение межкристаллитных трещин происходит в связи с выделениями карбидов по границам зерен нержавеющей стали (18% Сг и 8% N1), в зоне термического влияния сварки с последующим образованием в этих местах ослабленных участков, подверженных интенсивной коррозии в окислительных средах. [c.223]

При высоких температурах показатели прочности, твердости, пластичности и вязкости металла, определенные при комнатных температурах, сильно снижаются. Наряду с этим при длительной работе возникает ползучесть (крип) металла — явление, неизвестное у стали при низких температурах. Длительное действие высоких температур вызывает и структурные изменения — сфероидизацию перлита, опасную графитизацию углеродистых и низколегированных сталей, выпадение карбидов по границам зерен некоторых марок стали аустенитного класса и другие изменения. [c.346]

Нагрев стали до температуры 500—850° С способствует выделению карбидов по границам зерен и поэтому обладает склонностью к межкристаллитной коррозии после сварки. [c.264]

Высокие рабочие температуры могут вызывать не только повышение агрессивности технологических сред, но и нежелательные (в отношении прочности и коррозионной стойкости) изменения структуры металлических конструкционных материалов (отпускная хрупкость, выпадение карбидов по границам зерен и др.) возникает склонность к межкристаллитному коррозионному растрескиванию оборудования из аустенитных нержавеющих сталей. [c.26]

Холодная деформация перед провоцирующим отпуском в зависимости от содержания углерода в стали может либо сокращать, либо увеличивать время до появления склонности к МКК- Когда в стали значительное количество несвязанного углерода и границы зерен заметно обогащены им, деформация перед отпуском будет сокращать время до появления склонности к МКК благодаря ускорению диффузии хрома (быстрее образуется сетка карбидов по границам зерен). При небольшом количестве углерода на границах зерен (углерод связан в прочные карбиды) возникновение склонности к МКК определяется образованием карбидов в соответствии со схемой Бейна (см. рис. 16). Тогда относительное повышение скорости диффузии хрома по сравнению с углеродом из-за наличия деформаций приведет к некоторому увеличению времени до появления склонности к МКК (будет равносильно по действию увеличению содержания хрома). [c.57]

Науглероживание внутренней поверхности труб связано с износом стали и уменьшением толщины их стенок. Рассматривая под микроскопом поперечное сечение пораженных участков труб (рис. У-13), можно обнаружить три зоны поверхность, покрытую губчатой окалиной с металлическими частичками обезуглероженную зону с окалиной по границам зерен сильно науглероженную зону с многочисленными карбидами по границам зерен. [c.168]

Если же сварке подвергаются нестабилизированные стали, то готовые изделия для предотвращения межкристаллитной коррозии подвергают закалке или стабилизирующему отжигу при 850—900 °С с выдержкой 2—4 ч. Закалка более предпочтительна, так как наличие карбидов по границам зерен может привести к межзеренному (хрупкому) разрушению (рис. 1.026). [c.20]

Рис. 309. Выделение карбидов по границам зерен стали Х18Н9 при <а-греве у верхней (а) и нижней (б) границ опасного интервала температуры

Схема всего процесса внутренней адсорбции, с которой связано появление склонности к межкристаллитной коррозии, может быть представлена следующим образом. После выдержки сплава при высокой температуре, когда межкристаллитные границы обогащаются какой-либо примесью, следует относительно быстрое охлаждение, препятствующее обратной диффузии примесей из области границ в зерна. Благодаря этому по границам зерен создается значительно большее пересыщение твердого раствора, чем в самом зерне. Из пересыщенного раствора при высоких или низких температурах выделяются вторичные фазы. Гетерогенность структуры может быть вызвана также выдержкой сплава при немного повышенной температуре, когда уже возможна диффузия и рост зародышей новой фазы в переходной зоне, пересыщенной одним из элементов, входящих в состав этой фазы. Образование такой структуры является причиной не только межкристаллитной коррозии, но и склонности к хрупкому межкристаллитному излому [44], так как оба эти явления связаны с выпадением карбидов по границам зерен. Так же как на границе зерен, внутренняя адсорбция может происходить и в местах структурных негомогенностей внутри зерен, например на плоскостях двойникования. В том, что указанные структурные негомогенности оказывают влияние на коррозионную стойкость, можно убедиться по фигурам травления таких структур или наблюдая явления, происходящие при коррозионном растрескивании [248]. Внутренняя адсорбция, связанная с составом сплава и его термообработкой, имеет для изучения коррозии очень важное значение и может оказывать решающее влияние на склонность не только к межкристаллитной, но и к другим видам коррозии. [c.45]

У хромистых ферритных сталей склонность к межкристаллитной коррозии связана в первую очередь с выделением карбидов по границам зерен [36] и возникает после охлаждения от высоких температур (выше 980° С). Такие условия создаются при сварке и приводят [c.46]

Рассматривая выделение карбидов по границам зерен, необходима учитывать одновременную диффузию хрома и углерода к границе карбид — аустенит (или феррит). Концентрация вокруг карбида изменится сильнее всего у того из них, у которого будет самый низкий коэффициент диффузии. Таким образом, наибольшее внимание должно быть уделено скорости диффузии и коэффициенту диффузии этих элементов в стали (табл. 12). [c.59]

На образцах, сваренных электродами типа 18-8 N5, после испытания в колонне не обнаружено усиленного растравливания, а также выпадения карбидов по границам зерен (фиг. 20—21). [c.125]

В отожженном состоянии малоуглеродистые аустенитные стали представляют однородные растворы, но кратковременный нагрев при температурах 42,—815° вызывает выделение карбидов по границам зерен. Как известно, выделение карбидов заметно снижает коррозионную стойкость при обычных температурах (см. стр. 57), а также жаростойкость. Потеря коррозионной стойкости малоуглеродистой стали 18-8 может быть сильно уменьшена добавкой малых количеств титана или ниобия (стабилизированные стали 18-8) или путем высокого нагрева стали для растворения карбидов, с последующим быстрым охлаждением. В стабилизированных сталях 18-8 выделения карбидов не происходит ни при сварке, ни при отжиге, снимающем напряжения поэтому их технологические свойства значительно лучше. [c.671]

Справедливость второго предположения (о том, что воздушная среда может усиливать скольжение по границам зерен) гюдтвер-ждается сравнительным исследованием ползучести суперсплава на никелевой основе, упрочненного за счет высокого объемного содержания фазы у на воздухе и в вакууме при 760 °С [172]. Размеры зерна и образца изменялись в этом случае независимым образом, В исследованной системе, где границы зерен практически не содержали упрочняющих карбидов, наблюдалось усиление ползучести на воздухе. Как и следовало ожидать, образцы с более крупным зерном (275 мкм) оказались более стойкими к ползучести на воздухе, чем мелкозернистые (100 мкм) образцы. Напротив, при испытаниях в вакууме скорость ползучести практическп не зависела от размера зерна. Это согласуется с представлением об усилении скольжения по границам зерен, вызванном проникновением воздуха. Последнее подтверждается также наблюдениями сдвига границ зерен, согласно которым вклад проскальзывания по границам зерен в полную величину деформации иа воздухе больше, чем в вакууме. Интересно, что для образцов того же сплава, состаренных с целью образования выделений карбидов по границам зерен, усиление ползучести на воздухе уже не наблюдалось напротив, на воздухе сплав упрочняется. Эти результаты можно объяснить, основываясь на представлении об упрочняющем влиянии поверхностной окалины, которое должно быть эффективным, [c.39]

Причиной развития межкристаллитной коррозии в никельмо-либденовых сплавах является наличие обедненных молибденом локальных приграничных зон, возникающих вследствие выделения карбидов по границам зерен (рис. 3.11) [3.2]. [c.176]

Влияние термообработки на склонность сплава к МКК наиболее полно можно охарактеризовать построением зависимости появления и исчезновения склонности к МКК от температуры I и времени т, так называемых С-образных кривых или диаграмм Ролласона. Температуры и времена термообработки, попадающие в область, где сталь проявляет склонность к МКК, соответствуют образованию сплошной сетки карбидов по границам зерен. [c.102]

Микроструктура стенки грубы (внутреннего ее края и центра) после 6000 час. ее работы нри 1000—1300° состоит из весьма крупных зерен и показывает равномерное выделение по их границам карбидов (рис. 6), чего не наблюдалось бы. если бы в сплаве № 2 было содержание углерода <0,03%. Аналогичную микроструктуру имеет снлав у края внешней поверхности трубы выделение карбидов по границам зерен, ушире-нпе границ зерен, т. е. все то, что связано с науглероживанием металла, не наблюдается. [c.175]

Основываясь на положениях теории обеднения, в ряде работ [42, 121, 147—149] проводились сравнительные исследования по выяснению связи между процессами выделения карбидов в нержавеющих сталях в зависимости от температуры, а также длительности отпуска в опасной зоне и склонностью их к МКК, вАявляемой методом АМ. В частности, выяснялась взаимосвязь между количеством выделившихся карбидов, их морфологией (двумерные плоские, дендритные, кристаллографически развитые) и распределением по структуре стали. Установлено, что решающее значение имеет выделение карбидов по, границам зерен в виде цепочек, обеспечивающее создание непрерывной зоны обеднения. Развитие МКК, особенно на начальных стадиях, склонны связывать с появлением сетки двумерных и дендритных карбидов, образование которых наиболее характерно для низких температур опасной зоны и непродолжительных выдержек. Однако во [c.39]

Согласно современным научным данным возникновение межкристаллитной коррозии в сталях объясняется выделением хромистых карбидов по границам зерен из твердого раствора. В высокохромистых и хромоникелевых нержавеющих сталях происходит выпадение из твердого раствора хроможелезных карбидов. В результате выделения карбидов 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 углерода 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 коррозионной среды зерно стали благодаря высокому содержанию хрома и хроможелезные карбиды пассивируются, т. е. покрываются пленкой окислов и приобретают положительный электрохимический потенциал, в то время как границы зерна, обедненные хромом, плохо пассивируют, так как содержат меньше хрома и имеют более отрицательный потенциал. [c.220]

Растворимость углерода в аустените с падением температуры значительно уменьшается, однако быстрым охлаждением можно удержать углерод в твердом растворе. Последзтощий нагрев пересыщенного углеродом твердого раствора делает возможным выпадение карбидов по границам зерен аустенита и появление склонности к межкристаллитной коррозии. [c.46]

Ферритные стали с содержанием хрома до 28%, без молибдена и с молибденом, при высоком содержании углерода также чувствительны к выпадению карбидов по границам зерен. Это приводит не только к структурной коррозии, но и к производственным трудностям, а также к охрупчиванию отливок. Большую стойкость и лучшие механические свойства имеют стали, модифицированные никелем, например сталь 1Х17Н4. Из них изготовляются многие специальные фасонные изделия. У литых ферритных сталей стойкость к межкристаллитной коррозии можно повысить увеличением содержания азота. [c.173]

Мартенситные стали. Коррозионная стойкость мартенситных сталей, которые используют для ИЗГ0Т0ВЛС1ЩЯ ножей и т. д., может снижаться или после нагревов но время пайки твердым припоем (прикрепление к ножу рукоятки), или после шлифовки, во время которой металл может перегреться. В обоих случаях выделение карбидов по границам зерен приводит к образованию питтингов в процессе применения сталей. Следует выбирать соответствующую конструкцию и осу1цествлять контроль темнературы во время пайки серебряным припоем. [c.575]

Интеркристаллитная коррозия нержавеющих сталей после несоответствующей термической обработки. Если углерод нельзя рассматривать как опасный элемент (с точки зрения коррозии) в обыкновенном железе и стали, его присутствие в нержавеющей стали требует строгого контроля. Стойкость 13%-ной хромовой стали к коррозии уменьшается с содержанием углерода, хотя следует считать, что разница в механических свойствах между нержавеющей сталью и нержавеющим железом так велика, что они ни в коем случае не могут рассматриваться как конкурирующие материалы. В аустенитной хромоникелевой стали влияние углерода особенно серьезно и это зависит от того, что хром имеет сродство к углероду. Если предварительная обработка этой стали была надлежащей (нагрев до 1000—1200° с последующим быстрым охлаждением), весь углерод оказывается в твердом растворе, и микрошлиф показывает, что сталь состоит из полигональных зерен только одной фазы. Если такую сталь снова нагреть в пределах 500—900°, карбиды хрома выпадают из раствора по границам зерен, создавая области, обедненные хромом и чувствительные к коррозии. Карбид хрома нельзя обнаружить на обычных микрофотографиях, но Бейн используя большие увеличения, успешно сфотографировал выпадение карбидов по границам зерен и нашел, что интенсивность выпадения увеличивается с содержанием углерода. После такой обработки (около 650°) сталь становится весьма чувствительной к коррозии у обедненных хромом мест вдоль границ зерен, и коррозия, будучи по характеру интеркристаллитной, может лишить металл прочности, хотя бы общее количество разрушенного металла и было незначительно. Если поместить металл в кислый раствор сульфата меди — реагент, введенный Гадфилдом 2 для обнаружения склонности к интеркристаллитной коррозии, материал после нагрева в опасном те.мпера-турном интервале может буквально распасться в порошок, причем каждое зерно этого порошка представляет действительно зерно материала. Начальные стадии интеркристаллитной коррозии (получаемые при действии менее сильных реагентов) можно измерить по уменьшению после коррозии электро- [c.563]

Металлографические исследования, проведенные этими авторами, показали, что при наличии б-феррита происходит изменение межкристаллитного характера коррозии на равномерный Лиллис и Неренберг связывают это с уменьшением осаждения по границам зерен карбидов кроме того, эти авторы связывают снижение скорости коррозионного растрескивания хромистых сталей при наличии б-феррита с происходящим измельчением зерна и, следовательно, с уменьшением относительного количества карбидов по границам зерен. [c.105]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология