Звоните нам с 1000 до 2100

8 800 200-31-61
  • 8 (4812) 21-47-82
  • 8 (4812) 21-44-32
  • 8 (920)315-90-19
Не дозвониться? Заказать звонок
Работаем ежедневно c 10 до 21

Звонок по России бесплатный

heart 0
shop 0

Коррозионностойкие нержавеющие стали

Коррозионностойкие стали:

определение, химический состав, классификация и применение.

 

Коррозионностойкая сталь, нержавеющая сталь или просто «Нержавейка» - это легированная сталь, устойчивая к коррозии в атмосфере и агрессивных средах.

Способность стали с высоким содержанием хрома сопротивляться кислотной коррозии обнаружил английский учёный Гарри Бреарли и в 1913 году он получил патент. Этот год считается годом рождения «нержавейки». Автором термина «нержавеющая сталь» является Эрнест Стюарт – друг Гарри Бреарли, работавшему в компании по производству столовых приборов, которому были переданы первые образцы ножей, изготовленный из коррозионностойкой стали.  

Химический состав

При выборе химического состава коррозионностойкого сплава руководствуются так называемым правилом: если к металлу, неустойчивому к коррозии (например, к железу) добавлять металл, образующий с ним твердый раствор и устойчивый против коррозии (к примеру хром), то защитное действие проявляется скачкообразно при введении моля второго металла (коррозионная стойкость возрастает не пропорционально количеству легирующего компонента, а скачкообразно). Основной легирующий элемент нержавеющей стали — хром Cr (12-20 %); помимо хрома, нержавеющая сталь содержит элементы, сопутствующие железу в его сплавах (С, Si, Mn, S, Р), а также элементы, вводимые в сталь для придания ей необходимых физико-механических свойств и коррозионной стойкости (Ni, Mn, Ti, Nb, Co, Mo).

Сопротивление нержавеющей стали к коррозии напрямую зависит от содержания хрома: при его содержании 13 % и выше сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, более 17 % — коррозионностойкими и в более агрессивных окислительных и других средах, в частности, в азотной кислоте крепостью до 50 %.

Причина коррозионной стойкости нержавеющей стали объясняется, главным образом, тем, что на поверхности хромсодержащей детали, контактирующей с агрессивной средой, образуется тонкая плёнка нерастворимых окислов, при этом большое значение имеет состояние поверхности материала, отсутствие внутренних напряжений и кристаллических дефектов.

В сильных кислотах (серной, соляной, фосфорной и их смесях) применяют сложнолегированные сплавы с высоким содержанием Ni и присадками Mo, Cu, Si.

Классификация

По химическому составу нержавеющие стали делятся на:

Хромистые, которые, в свою очередь, по структуре делятся на;

Мартенситные;

Полу- ферритные (мартенситно-ферритные стали);

Ферритные;

Хромоникелевые;

Аустенитные;

Аустенитно-ферритные;

Аустенитно-мартенситные;

Аустенитно-карбидные;

Хромо-марганцево-никелевые (классификация совпадает с хромоникелевыми нержавеющими сталями).

Различают аустенитные нержавеющие стали, склонные к межкристаллитной коррозии, и стабилизированные — с добавками Ti и Nb. Значительное уменьшение склонности нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии достигается снижением содержания углерода (до 0,03 %).

Нержавеющие стали, склонные к межкристаллитной коррозии, после сварки, как правило, подвергаются термической обработке.

Широкое распространение получили сплавы железа и никеля, в которых за счёт никеля аустенитная структура железа стабилизируется, а сплав превращается в слабо-магнитный материал.

Мартенситные и мартенситно-ферритные стали

Мартенситные и мартенситно-ферритные стали обладают хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, в слабоагрессивных средах (в слабых растворах солей, кислот) и имеют высокие механические свойства. В основном их используют для изделий, работающих на износ, в качестве режущего инструмента, в частности, ножей, для упругих элементов и конструкций в пищевой и химической промышленности, находящихся в контакте со слабоагрессивными средами. К этому виду относятся, стали типа 30Х13, 40Х13 и т. д.

Ферритные стали

Эти стали применяют для изготовления изделий, работающих в окислительных средах (например, в растворах азотной кислоты), для бытовых приборов, в пищевой, легкой промышленности и для теплообменного оборудования в энергомашиностроении. Ферритные хромистые стали имеют высокую коррозионную стойкость в азотной кислоте, водных растворах аммиака, в аммиачной селитре, смеси азотной, фосфорной и фтористоводородной кислот, а также в других агрессивных средах. К этому виду относятся, стали 400 серии.

Аустенитные стали

Основным преимуществом сталей аустенитного класса являются их высокие служебные характеристики (прочность, пластичность, коррозионная стойкость в большинстве рабочих сред) и хорошая технологичность. Поэтому аустенитные коррозионностойкие стали нашли широкое применение в качестве конструкционного материала в различных отраслях машиностроения. К данному классу относятся стали 300 серии. Это марки стали как AISI 304 (L), AISI 321, AISI 316 (L). Данные марки стали занимают лидирующие позиции при производстве различного технологического оборудования в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные стали

Аустенитно-ферритные стали. Преимущество сталей этой группы — повышенный предел текучести по сравнению с аустенитными однофазными сталями, отсутствие склонности к росту зёрен при сохранении двухфазной структуры, меньшее содержание остродефицитного никеля и хорошая свариваемость. Аустенитно-ферритные стали находят широкое применение в различных отраслях современной техники, особенно в химическом машиностроении, судостроении, авиации. К этому виду относятся, стали типа 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т, 08Х18Г8Н2Т.

Аустенитно-мартенситные стали. Потребности новых отраслей современной техники в коррозионностойких сталях повышенной прочности и технологичности привели к разработке сталей аустенито-мартенситного (переходного) класса. Это стали типа 07Х16Н6, 09Х15Н9Ю, 08Х17Н5М3.

 Сплавы на железоникелевой и никелевой основе.

При изготовлении химической аппаратуры, особенно для работы в серной и соляной кислотах, необходимо применять сплавы с более высокой коррозионной стойкостью, чем аустенитные стали. Для этих целей используют сплавы на железно-никелевой основе типа 04ХН40МТДТЮ и сплавы на никель-молибденовой основе Н70МФ, на хромоникелевой основе ХН58В и хромоникельмолибденовой основе ХН65МВ, ХН60МБ.

 Производство и применение.

 Из хромистых нержавеющих сталей изготавливают:

 Клапаны гидравлических прессов;

Турбинные лопатки;

Арматура крекинг-установок;

Режущий инструмент;

Пружины;

Бытовые предметы;

Из хромо-никелевых и хромо-марганцево-никелевых нержавеющих сталей изготавливают:

Бытовые предметы, в частности, столовая посуда (пищевые марки стали)

Стабилизированные аустенитные нержавеющие стали:

Сварная аппаратура, работающей в агрессивных средах

Изделия, работающие при высоких температурах — 550—800 °C

В пищевой промышленности различное оборудование и механизмы.

Нержавеющие стали используются как в деформированном, так и в литом состоянии.