Сталь выделение карбидов хрома

Чем больше содержание хрома и чем выше температура закалки, тем медленнее теряет сталь свою прочность при отпуске. Высокохромистые стали при отпуске (500° С) приобретают повышенную твердость по сравнению с закаленным состоянием. Это повышение твердости связано с выделением карбидов хрома и превращением вследствие этого обедненного углеродом и хромом остаточного аустенита в мартенсит [9]. [c.45]

Длительный нагрев. Склонность металла к МКК устраняет длительный нагрев хромоникелевых сталей при 850—950 °С, вследствие которого происходит полное выделение и коагуляция карбидов. После такого стабилизирующего отжига последующий нагрев в зоне опасных температур уже не приводит к выделению карбидов хрома или других фаз, а следовательно, к появлению склонности к МКК [26, 71, 72. [c.49]

С термической обработкой, пластической деформацией, сваркой может быть связано возникновение внутренних напряжений (которые в дальнейшем способствуют коррозии), а также неблагоприятных изменений в структуре металла (например, выделение карбидов хрома на границах зерен около сварных швов при сварке аустенитных хромоникелевых сталей, которое часто приводит к развитию межкристаллитной коррозии). [c.52]

Сварка должна быть выполнена так, чтобы в материале не возникли сварочные напряжения, которые могут быть причиной коррозионного растрескивания (например, углеродистых сталей в горячих растворах щелочей или нитратов, аустенитных хромоникелевых сталей в хлоридах и концентрированных растворах щелочей). Стали типа 18/8 не следует сваривать газовой сваркой — это может способствовать развитию межкристаллитной коррозии вследствие науглероживания и выделения карбидов хрома. [c.119]

Обеднение зернограничных областей нержавеющих сталей хромом происходит вследствие выделения карбидов хрома. Процесс [c.131]

Ниобий относится к редким элементам, его среднее содержание в земной коре составляет 3,4-10- % (масс.). Ниобий в качестве легирующего элемента вводят в аустенитные хромоникелевые нержа-врюпше. хромистые, хромомарганцевые и другие стали. Образующийся в хромистых сталях карбид ниобия предотвращает распад аустенита и выделение карбидов хрома на границах кристаллов, вызывающее межкристаллическую коррозию и хрупкость стали при 700— 1100 К. Ниобий увеличивает вязкость, свариваемость и жаропрочность. Стали, легированные ниобием, используют в ядерной энергетике. Стали, содержащие около 1 % Nb, подвергают поверхностному упрочнению азотированием. [c.204]

Тем не менее, при длительной эксплуатации оборудования при 500—600 °С в низкоуглеродистых нестабилизированных сталях возможно выделение карбидов хрома и возникновение склонности к МКК, поэтому применение таких сталей рекомендуется для более низких температур, чем стабилизированных. [c.57]

Методы устранения МКК, указанные выше, относятся к тем средам, где МКК связана с образованием обедненных хромом приграничных зон. В ферритных сталях отжиг при 700—800 °С способствует равномерному выделению карбидов хрома по всему зерну, ликвидирует преимущественное выделение карбидов хрома на границах зерен. При проведении отжига хромистых ферритных сталей необходимо иметь в виду, что при длительном нагреве при температуре отжига или при замедленном охлаждении при тем- [c.71]

Известно, что имеющее место в эксплуатации вторичное твердение (т. е. дисперсионное твердение в результате выделения карбидной фазы при повышенной температуре) можно предотвратить соответствующей термической обработкой после сварки при надлежащей температуре. Так, в литой стали (25% Сг и 20% Ni), содержащей 0,4% С, при использовании ее в трубчатых печах, работающих в интервале температур 850—950° С, происходило резкое снижение пластичности при комнатной температуре в результате выделения карбидов хрома. Однако при рабочих температурах пластичность сплава сохранялась на соответствующем уровне [39]. Тот же самый сплав с более низким содержанием углерода (0,05—0,25% С) в кованом состоянии подвергался лишь незначительному влиянию выделения карбида, однако при температурах 600—850° С в нем обнаружилась хрупкость вследствие выделения сигма-фазы. [c.211]

Наиболее обоснованной причиной возникновения межкристаллитной коррозии коррозионностойких сталей в подавляющем большинстве случаев следует считать обеднение хромом границ зерен вследствие выделения на них при отпуске фаз, богатых хромом. Наиболее часто МКК связана с образованием карбидов хрома. При отпуске в опасной зоне температур по границам зерен происходит выделение карбидов хрома, вследствие чего резко понижается концентрация углерода и хрома в приграничной области. Так как скорость диффузии углерода значительно выше, чем хрома, то при дальнейшем росте карбидов используется почти весь углерод твердого раствора, а хром только в зоне роста карбидов, т. е. около границ. В результате в приграничной области образуется зона с пониженным содержанием хрома. При увеличении времени и температуры отпуска скорость диффузии хрома будет превышать скорость диффузии углерода, так как концентрация хрома в объеме зерна практически не изменилась, а углерода сильно снизилась из-за образования карбидов. Это приводит к выравниванию концентрации хрома в объеме зерна и на границе. Коррозионная стойкость границ при этом повышается и склонность к МКК снижается. [c.102]

Рис. 3. Сталь А, отжиг в течение 1 чжа при 750° С. Изолирование выделений карбида хрома из тонкой пластинки. X 1 6000

Установлено хорошее соответствие между выделением карбидов хрома по границам зерен и склонностью сталей к МКК в области сравнительно низких температур (<740°) [121, 147 . Однако в области высоких температур. (940—740°) выделение карбидов хрома происходит, но МКК не развивается. Причину этого видят в том, что скорость диффузии хрома при этих температурах настолько велика, что образование зон, обедненных хромом в местах выделения карбидов еще невозможно. [c.40]

Естественно, что использовать различие в плотностях анодных токов для рассматриваемой цели можно лишь в том случае, когда увеличение плотности анодного тока обусловлено исключительно избирательным растворением материала границ зерен, в частности, обедненных хромом. Если же в структуре стали, например, в результате длительного отпуска произошли изменения, приведшие к выпадению карбидов хрома и в теле зерна, то прирост анодного тока будет характеризовать суммарный эффект избирательного растворения всех участков, обедненных хромом, а не только сосредоточенных по границам зерен [148, 149]. Однако выделение карбидов хрома в зерне становится возможным лишь в результате очень длительных отпусков [148], существенно превышающих продолжительность провоцирующего отпуска, обычно рекомендуемого при выявлении МКК (ГОСТ 6032-58). [c.54]

Появление склонности к интеркристаллитной коррозии у этих сталей в результате нагрева объясняется выделением карбидов хрома и железа по границам кристаллов и обеднением хромом твердого раствора вблизи границ. Как уже указывалось выше, при выделении карбидов из твердого раствора удаляется относительно большое количество хрома, вследствие чего потенциал твердого раствора участков, непосредственно прилегающих к границе, резко смещается в отрицательном направлении. [c.77]

Титан и ниобий образуют с углеродом прочные нерастворимые карбиды, вследствие чего углерод этих карбидов не вступает в реакцию с хромом. При сварке аустенитных хромоникелевых сталей, содержащих титан или ниобий, выделение карбидов хрома в опасной зоне нагрева не происходит, так как содержание их в твердом растворе крайне незначительно. [c.118]

Межкристаллитная коррозия, связанная с выделением карбидов хрома по границам зерен, зависит от большого количества факторов. К ним, прежде всего, относится содержание в стали углерода, затем содержание хрома, никеля, азота или марганца и стабилизирующих элементов, короче говоря — химический состав стали. Наряду с уже ранее упомянутой термообработкой для отдельных типов сталей имеет значение и величина зерна, деформация в холодном состоянии (наклеп) и т. д. Большое количество факторов и совместное их влияние вызывают существенные затруднения при решении отдельных вопросов. Часто приходится проводить большое количество экспериментов, и только статистическая обработка полученных данных дает возможность надежно определить влияние некоторых факторов. [c.81]

Увеличение содержания хрома в стали снижает возможность локального уменьшения его концентрации в процессе выделения карбидов хрома на границах зерен ниже 12%- При увеличении содержания хрома от 18 до 22% предельное содержание углерода, ниже которого у стали появляется склонность к межкристаллитной коррозии, возрастает с 0,02 до 0,06%. С ростом содержания никеля увеличивается склонность аустенитных сталей к межкристаллитной коррозии. Влияние содержания никеля на склонность хромопикелевых сталей к межкристаллитной коррозии в разных средах различно. В концентрированной HNO3 неблагоприятное влияние сказывается при содержании никеля более 28%- В кипящем 42%-ном Mg b склонность к межкристаллитной коррозии возрастает с увеличением содержания никеля до 10%, а затем падает. [c.446]

Ножевая коррозия. При определенных условиях сварки стабилизированные аустенитные стали становятся чувствительны к МКК вследствие выделения карбидов хрома. При этом разрушение происходит в узкой полосе металла, прилегающего к шву, и имеет вид ножевого разреза. В результате потери хрома узкая полоса металла, прилегающая к шву, станет чувстви- [c.447]

Главная причина межкристаллитной коррозии — выпадение карбидов хрома или нитридов на границах зерен аустенита. Коррозия в этом случае протекает между зернами аустенита, приводя к нарушению связи между кристаллитами и локальному проникновению в глубь металла, В сталях, содержащих 0,03—0,12% С, нри нагреве в интервале температур 450—480°С происходит интенсивное выделение карбидов хрома, например СггзСв, и обеднение границ зерен хромом. [c.33]

Существует два вида межкристаллитной коррозии. Первый вид характерен для восстановительных и слабо окислительных сред и связан в основном с выделением карбидов хрома. На. практике этот вид коррозии встречается у сталей, содерл<ащих достаточное количество углерода, а также у сталей, подвергающихся нагреванию при температурах 450—800°С. Второй вид межкристаллитной коррозии наблюдается в сильно окислительных средах, например в кипящей концентрированной азотной кислоте, содержащей анионы СггО ", МпО , УО , N0 или катионы 06 + Ре +. Последний вид коррозии не связан с выделением карбидов хрома и протекает почти во всех высоколегированных сталях, даже когда они содержат незначительное количество углерода и прощли правильную термообработку. Такая коррозия часто наблюдается даже в кипящей 65%-ной азотной кислоте при наличии фаз с высоким содержанием хрома. При более низких концентрациях азотной кислоты заметного снижения коррозионной стойкости хромоникелевых сталей не наблюдается и даже при температуре кипения они обладают хорошей устойчивостью. [c.94]

Механизмы отрицательного или пололсительного влияния этих элементов на чувствительность сталей к охрупчиванию являются предметом умозрительных построений [20]. Например, предполагается, что отрицательное влияние хрома может быть связано с мик-роструктурными изменениями [10] либо с возрастанием скорости коррозии [20] (вероятно, из-за образования локальных концентрационных элементов у выделений карбидов хрома). Ниже мы вернемся к этим предположениям. [c.53]

Отрицательное влияние углерода на склонность к я.к. бьшо установлено при исследовании, конструкционной стали Х13ЮС в области температур до 1000°С [ 54 — 56] и объяснено окислением железохромистых карбидов (Ре, Сг)7Сз. В работе бьшо предложено два пути для исключения я.к. Первый состоит в понижении содержания углерода до значений меньших или весьма близких к его предельной растворимости в хромистом феррите при комнатной температуре. Этот путь трудно осуществим при массовом производстве сплавов. Второй путь состоит в том, чтобы легировать сталь элементами, образующими термодинамически стабильные и труднорастворимые карбиды в количествах, исключающих выделения карбидов хрома с железом. В качестве таких элементов бьши использованы титан и ниобий. Можно рассчитать минимально необходи- [c.95]

Углерод отрицательно влияет на стойкость сталей против ПК. Отрицательное его действие реализуется как при нахождении в твердом растворе (закаленное состояние сталей), так и в виде карбидов и карбонитридов — первичных (например, Ti N, Nb N и т. п.) и вторичных (выделившихся при отпуске). Даже при относительной химической устойчивости наличие карбидов увеличивает степень гетерогенности стали. Выделение карбидов при отпуске также может сопровождаться обеднением хромом и молибденом смежных участков твердого раствора и ослаблением их стойкости против ПК. [c.81]

ЖАРОСТОЙКАЯ СТАЛЬ - сталь, отличаюЕцаяся жаростойкостью. Стойка против интенсивного окисления на воздухе или в других газовых средах при т-ре выше 550° С. Используется с конца 19 в. Жаростойкость обусловлена наличием на поверхности Ж. с. плотной и тонкой пленки окислов, достаточно прочно сцепленной с осн. металлом. Пленка состоит преим. из окислов легирующих элементов — хрома, кремния и алюминия, термодинамически более стойких, чем окислы железа. Содержание этих элементов определяет класс Ж. с. (табл. 1). Хром, являясь осн. легирующим элементом Ж. с., повышает жаростойкость пропорционально увеличению его содержания (рис.). Никель способствует образованию аустенитной структуры (см. Аустенит). Стали с такой структурой легче обрабатывать, они отличаются хорошими мех. св-вами. Добавки кремния (более 2%) и алюминия (более 0,5%) ухудшают мех. св-ва стали. Титан, ниобий и тантал связывают углерод в карбиды, предотвращая выделение карбидов хрома, которое обедняет близлежащую металлическую основу хромом и приводит к уменьшению жаростойкости. Молибден и вольфрам (в небольших количествах) незначительно повышают жаростойкость, но уменьшают склонность стали к ползучести при высокой т-ре. Если молибдена содержится более 3—4%, жаростойкость стали резко ухудшается из-за образования нестойких и рыхлых его окислов. Церий и бе- [c.420]

Проблема выделений карбида хрома и а-фазы у хромистых и хромоникелевых сталей подробно рассмотрена в разделе 1.3 стр. 25. Полуферрит-ные и ферритные хромистые стали (с 12—17% хрома) закаляют при длительном нагревании при температуре между 400 и 550° С при этом сталь охрупчивается. [c.64]

Образование карбидов по границам зёрен а)стеиита имеет непосредственное влияние на механические свойства стали. Когда все карбиды переведены в твёрдый раствор, изменение содержания углерода в стали не оказывает большого влияния на её механические свойства. Выпавшие карбиды изменяют механическую прочность на границе аустенитных зёрен, уменьшают пластичность и приводят к падению ударной вязкости стали. Это находит свое подтверждение в том, что с увеличением содерлония утлерода увеличивается падение ударн ой вязкости. Однако увеличите содержания углерода приводит к повышению твёрдости и предела прочности. Сталь с высоким содержанием углерода в горячем состоянии обнаруживает снижение пластических свойств. Это снижение связано с дополнительным выделением карбидов хрома и будет тем больше, чем больше содержание углерода в стали. [c.10]

Литые стали, содержащее 0,4% или более углерода и один пли несколько из следующих элементов Сг, А1, N1, V, Мп, W, Мо или Т1, можно сваривать ацетилено-кислородным пламенем по технологии, которая в общем аналогична применяемой при сварке чугуна, но без флюса. Однако необходимость значительного предварительного подогрева при сварке тяжелых деталей делает этот способ малоприемлемым в этом сл> ае более экономична электродуговая сварка. Хромоникелевые стали аустенитного класса при 450—650° С склонны к выделению карбидов хрома на границах зерен поэтому тяжелые детали из таких сталей при газовой сварке теряют свою коррозионную стойкость. [c.590]

Хромистые стали мартенситной структуры после закалки необходимо отпз стить для снятия вредных напряжений. При отпуске происходит выделение карбидов хрома из твердого раствора, т. е. обеднение его хромом. Отпуск при температуре до 700° приводит к уменьшению коррозионной стойкости сплава. Отпуск при температуре выше 700° уже существенно не влияет на коррозионную стойкость в большинстве агрессивных сред. Исключение составляет поведение сталей типа Х13 в кипяшей 65%-ной азотной кислоте. Наибольшую скорость коррозии в [c.111]

В зависимости от типа сплава, технологии производства и характера примесей межкристаллитные границы более или менее отличаются от внутренней части зерен как составом, так и гетерогенной структурой с высокой степенью дисперсности. Эти особенности межкристаллитных границ уже сами по себе меняют условия проте-каиия коррозии. Межкристаллитная внутренняя адсорбция может иметь как положительное, так и отрицательное значение (но часто решающее) для возникновения склонности к межкристаллитной коррозии. Межкристаллитная внутренняя адсорбция углерода по границам зерен нержавеющей стали ведет к быстрому выделению карбидов хрома при нагреве в области критических температур, и этим обедняет границы зерен хромом (см. гл. 3.4.1). Обогащение границ зерен углеродом было подтверждено у стали Х18Н12, как авторадиографическим измерением с использованием радиоактивного углерода (С 4) [28, 44], так и точным рентгенографическим анализом изменений параметров решетки аустенита [6]. Однако существуют примеси, которые также адсорбируются на границах зерен, но при этом исключают неблагоприятное влияние углерода. Принципиально можно уменьшить склонность к межкристаллитной коррозии прибавлением таких примесей, которые уже при отпосите дао малом их содержании в сплаве существенно повышают коррозионную стойкость или способность к пассивации. Тот факт, что поверхности излома и карбиды МеазСв, выпадающие по границам зерен легированной молибденом стали, обогащены этим элементом [6], подтверждает приведенное выше высказывание и позволяет объяснить благоприятное влияние молибдена на снижение склонности нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии. Кроме углерода, существуют еще другие примеси, которые своей внутренней адсорбцией на границах кристаллов ускоряют межкристаллитную коррозию. Этим примесям (например, никелю) должно быть уделено особое внимание. Если их присутствие необходимо для сохранения [c.44]

Обеднение хромом исследовалось косвенно и радиографическим методом, с использованием изотопа как индикатора. На радиограмме следовало ожидать наибольшего почернения в тех местах, где содержание этого изотопа, т. е. концентрация углерода, превышает его среднее содержание в образце. Однако уже после растворяющего отжига было обнаружено неравномерное распределение углерода в структуре стали — повышенная его концентрация по границам зерен (внутренняя адсорбция — см. гл. 3.2). И наоборот, не наблюдалось разницы в почернении даже после выделения карбидов хрома, что свидетельствует об ограниченном применении метода. Минимальная толщина зоны, которую можно определить авторадиографически по почернению, составляет 2-10 мм. Этим можно объяснить разные результаты измерений и доказать (в согласии с предыдущими данными), что даже зона, обогащенная углеродом, т. е. непрерывная сетка частиц карбидов, не превышает этой величины. Рассчитанная ширина границ при наибольшем обеднении хромом составляет 1,36 10 мм, что отвечает максимальной ширине, с которой в практике встречаются редко. Теория обеднения подтверждается термомагнитными измерениями [92], а также прямым определением на микроанализаторе с электронным зондом [3. [c.50]

Стабилизирующим отжигом (см. гл. 6.3) можно предотвратить межкристаллитную коррозию, связанную с выделением карбидов хрома, но нельзя полностью устранить склонность к ножевой коррозии в азотной кислоте. Термообработкой при 950—1100° С в течение 2 ч с охлаждением в воде можно в некоторых случаях (при низком содержании феррита в структуре) регенерировать сталь, склонную к ножевой коррозии [24]. Это свидетельствует о том, что ножевая коррозия связана не только с растворением стабильных карбидов, но и со многими другими процессами дегомогенизации, протекающими при высоких температурах перегрева, близких к соли-дусу [1931. [c.135]

При термообработке крупных изделий из аустенитной стали склонность к межкристаллитной коррозии может появиться и при сравнительно интенсивном охлаждении с температуры растворяющего отжига, так как скорость охлаждения падает с увеличением размеров изделия. Поэтому необходимо знать, сколько времени изделие больших размеров находится в области критических те шератур нри охлаждении, а также и соответствующее содержание углерода, при котором уже не будет происходить выделение карбидов хрома по границам зерен. Изменение температур внутри толстостенных листов и сортового проката различных размеров, например из стали 06Х18Н10, показывает, что внутренние части прутка диаметром 10 мм при быстром охлаждении с температуры растворяющего отжига 1050° С находятся в области критических температур в течение 180 сек, а при толщине 20 мм — 380 сек [226]. На рис. 54 показано также содержание углерода, ниже которого склонность к межкристаллитной коррозии уже не выявляется методом анодного травления в щавелевой кислоте. Для нрутков и листов указанных выше размеров предельное содержание углерода составляет 0,03 и 0,04%. Отсюда следует, что для толстостенных изделий из нержавеющих сталей, если они должны быть по всему сечению абсолютно стойкими к межкристаллитной коррозии после растворяющего отжига, необходимо выбирать низкоуглеродистые или хорошо стабилизированные стали. [c.148]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология