Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Конспект лекций материаловед.2...doc
Скачиваний:
174
Добавлен:
14.03.2016
Размер:
176.13 Кб
Скачать

7.10.Коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы

Коррозия – это процесс разрушения металла под воздействием внешней среды.

По механизму протекания различают химическую коррозию, возникающую под воздействием газов и неэлектролитов (нефть) иэлектрохимическую, развивающуюся в случае контакта металла с электролитами (кислотами, щелочами, солями, почвой, морской водой).

Электрохимическая коррозия имеет свои разновидности.

Так, однородный сплав может подвергаться равномерной коррозии по всей поверхности (с одинаковой скоростью).

Неоднородный металл корродирует обычно локально, на отдельных участках поверхности.

В неоднородном металле коррозионный процесс часто реализуется за счет возникновения на поверхности сплава микрогальванических элементов в связи с наличием там участков, обладающих различным электрохимическим потенциалом (фазы, границы зерен, и.т.д.).

При одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающей нагрузки наблюдается усиление коррозии. Разновидностью этого типа коррозии является коррозионное растрескивание, проявляющееся в образовании тонкой сетки трещин в металле.

Стали, устойчивые против электрохимической коррозии, называются коррозионностойкими (нержавеющими).

Устойчивость стали против коррозии достигается введением в нее элементов, образующих на поверхности плотные, прочно связанные с основой защитные пленки, препятствующие непосредственному контакту стали с агрессивной средой, а также повышающие ее электрохимический потенциал в данной среде. Так введение более 13% хрома резко изменяет электрохимический потенциал стали с отрицательного на положительный и делает ее нержавеющей.

Нержавеющие стали разделяют на две основные группы: хромистые и хромоникелевые.

Хромистые коррозионностойкие стали применяют трех типов: с 13, 17 и 27% хрома.

При этом в сталях с 13% хрома содержание углерода может изменяться в зависимости от требований в пределах от 0,08 до 0,40%. В соответствии со структурой , получаемой при нормализации, хромистые стали подразделяют на следующие классы:

  • ферритный (08Х13, 12Х17, 15Х25Т, 15Х28);

  • мартенситно-ферритный (12Х13);

  • мартенситный (20Х13, 30Х13, 40Х13).

Стали с низким содержанием углеродапластичны, хорошо свариваются и штампуются. Их подвергают закалке в масле при 1000…1050 С) с высоким отпуском при 600…800 и применяют для изготовления деталей подверженных ударным нагрузкам. Могут длительно работать до 450 С.

Стали с повышенным содержанием углерода (30Х13, 40Х13) обладают высокой твердостью и повышенной прочностью. Закалка та же, а отпуск при 200…300 С. После такой обработки они сохраняют мартенситную структуру, характеризующуюся высокой твердостью (HRC50…52) и достаточной коррозионной стойкостью. Эти стали используют для изготовления карбюраторных игл, пружин, хирургических инструментов.

Высокохромистые стали ферритного класса (с содержанием хрома 17 и более процентов) обладают более высокой коррозионной стойкостью, но не упрочняются термической обработкой. Используются как окалиностойкие.

Хромоникелеевые нержавеющие стали в зависимости от структуры подразделяют на аустенитные, аустенитно-мартенситные и аустенитно-ферритные.

(Определить к какому классу относится та или иная сталь можно с помощью схематической диаграммы Шеффлера, в которой в качестве критериев использованы эквиваленты хрома).

Стали аустенитного класса с 18% хрома, 9%никеля, (12Х18Н9 и др.) в результате закалки приобретают аустенитную структуру и харакктеризуются высокой пластичностью (δ = 40-50%), небольшой прочностью (σВ= 500…600МПа), хорошей коррозионной стойкостью в окислительных средах. Эти стали хорошо штампуются, свариваются, подвергаются холодной прокатке. Эти стали (особенно с малым содержанием углерода (08Х18Н10) широко используются в криогенной технике для хранения сжиженных газов, изготовления оболочек топливных баков и ракет.

Стали аустенитно-мартенситного класса с легированием алюминием (09Х15Н8Ю, 09Х17Н7Ю). По коррозионной стойкости эти стали заметно уступают аустенитным, но в интервале температур 400…500С имеют преимущества по прочности. Они хорошо свариваются, устойчивы против атмосферной коррозии.

Закалка с 950, обработка холодом до –70, нагартовка и старение при 350. Применяются для обшивки самолетов (истребителей).

Стали аустенитно-ферритного класа содержат 0,03 …0,1 углерода, 20…25% хрома, 5…8 никеля, до 3% молибдена, а также добавки титана, ниобия, меди, и т. д. Эти стали после закалки в воде имеют структуру из равномерно распределенных между собой зерен аустенита и феррита. Используются в основном в химическом и пищевом машиностроении.