Марки нержавеющей стали - виды и характеристики нержавейки. Аустенитные стали марки
Классификация нержавеющих сталей - аустенитная, ферритная, дуплексная, мартенситная.
АУСТЕНИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ
Аустенитная нержавеющая сталь содержит значительное количество хрома и достаточное для образования «аустенитной» микроструктуры количество никеля и марганца, которые и придают этим маркам стали хорошую формуемость, пластичность и коррозионную стойкость (а также делают сталь немагнитной). Типичный состав аустенитной стали содержит 18% хрома и 8% никеля, что соответствует популярной «нулевой» («0») марки, согласно определению Американского института чугуна и стали (AISI). Данная марка известна в России как AISI 304, DIN 1.4301 и соответствует российскому аналогу 08Х18Н9. Аустенитные марки стали отличаются высокой прочностью, имеют коррозионную стойкость в широком диапазоне агрессивных сред и отличаются хорошей технологичность и свариваемостью.
ФЕРРИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ
Ферритные марки нержавеющей стали сходны по свойствам с низкоуглеродистой сталью, но обладают более высокой коррозионной стойкостью. Наиболее распространённые марки ферритной стали содержат в среднем 11% и 17% хрома. Первые обычно применяются в производстве выхлопных систем автомобилей, а вторые – в производстве кухонных приборов, стиральных машин, и архитектурного декора интерьеров.
АУСТЕНИТНО-ФЕРРИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ (ДУПЛЕКСНАЯ)
Стали аустенитно-ферритного класса характеризуются высоким содержанием хрома (18-22%) и пониженным (экономным) содержанием никеля (4-6%, в отдельных случаях до 2%). Дополнительные легирующие элементы – молибден, медь, титан, ниобий. Химический состав этих сталей таков, что соотношение аустенита и феррита после оптимальной термической обработки составляет примено 1:1. Данный класс сталей имеет ряд преимуществ по сравнению с аустенитным сталями: более высокая (в 1,5-2 раза) прочность при удовлетворительной пластичности и сопротивляемости действию ударных нагрузок, большая стойкость против межкристаллитной коррозии и коррозионного растрескивания. Они в основном используются в обрабатывающей промышленности, строительстве и в изделиях, контактирующих с морской водой.
МАРТЕНСИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ
Мартенситные, как и ферритные марки, содержат в среднем от 12% до 17% хрома, однако имеют более высокое содержание углерода. Эти стали применяют преимущественно в термически обработанном состоянии, часто с тщательно шлифованной, а иногда и полированной поверхностью. Они используются при производстве лопастей турбин, столовых приборов и бритвенных лезвий.
Таблица взаимного соответствия нержавеющих аустенитных сталей, специфицированных по стандартам JIS, W.-nr., DIN, BS, EN, AFNOR, UNI, UNE, SS, AISI/SAE (ANSI/ASTM), GB. Таблица взаимного соответствия нержавеющих ферритных и мартенситных сталей, специфицированных по стандартам JIS, W.-nr., DIN, BS, EN, AFNOR, UNI, UNE, SS, AISI/SAE (ANSI/ASTM), GB. Таблица взаимного соответствия легированных сталей, специфицированных по стандартам JIS, W.-nr., DIN, BS, EN, AFNOR, UNI, UNE, SS, AISI/SAE (ANSI/ASTM), GB. Таблица взаимного соответствия жаропрочных сталей, специфицированных по стандартам JIS, W.-nr., DIN, BS, EN, AFNOR, UNI, UNE, SS, AISI/SAE (ANSI/ASTM), GB.
Марки нержавеющей стали - виды и характеристики нержавейки
Нержавеющие (коррозионностойкие) стали – сплавы на основе железа и углерода, содержащие, помимо основных компонентов и стандартных примесей, легирующие элементы. Основной добавкой является хром (Cr), которого в коррозионностойком сплаве должно быть не менее 10,5%. В таком количестве Cr оказывает существенное влияние на диаграмму состояния «железо-углерод». Хром и никель, также в большинстве случаев присутствующие в нержавеющих сталях, повышают не только устойчивость металла к коррозии, но и другие технические характеристики.
Правила маркировки коррозионностойких сталей
Обозначение состоит из цифр и букв. Двузначное число в начале маркировки – количество углерода в сотых долях процента. Далее следуют буквы, характеризующие определенные легирующие элементы. После них ставятся цифры, равные процентному содержанию легирующих элементов, округленному до целого числа. Если процент добавки находится в пределах 1-1,5, то после буквы цифра не ставится. Для условного обозначения легирующих компонентов в российской нормативной документации используется русский алфавит:
- Х – хром;
- Н – никель;
- Т – титан;
- В – вольфрам;
- Г – марганец;
- Д – медь;
- М – молибден.
Группы коррозионностойких сталей по структуре
Структура коррозионностойких сталей, их свойства и области применения определяются процентным содержанием углерода, перечнем и количеством легирующих добавок. По структуре нержавейка делится на несколько типов. Основные: ферритная, мартенситная, аустенитная. Существуют промежуточные варианты.
Ф
treydmetall.ru
Аустенитные нержавеющие стали
Одной из востребованных разновидностей нержавеющей стали остается аустенитная нержавеющая. Как следует из названия, такого типа материал устойчив к возникновению коррозии. Защитный эффект достигается путем добавления в состав обычных дополнений. Здесь в качестве таких материалов выступает хром и никель. Хрома в составе 18%, а никеля 10%. На поверхности создается тонкий слой, который препятствует внешнему воздействию агрессивных сред.
Для хромоникелевых сталей данной разновидности создан ГОСТ 5632-72. В нем прописываются центральные требования к показателям продукции, на которые необходимо ориентироваться при её выборе и оценке. В ГОСТ прописано несколько разновидностей материала:
| |
Как уже было сказано выше, качества стали зависит от двух центральных добавок, процент которых в составе наиболее высок:
- Хром. Процент содержания хрома держится на уровне до 18%. Элемент обеспечивает повышенную устойчивость к возникновению коррозии при использовании в различных средах. Помимо этого, элемент гарантирует возможность для обеспечения пассивации. Если говорить про потенциально опасные среды, то сталь с добавлением хрома может держаться даже в окислительных. Кислота может отличаться по уровню концентрации и нагрева. Таким образом, удается обеспечивать длительное использование элементов без потери качества.
- Никель. Такого материала в составе содержится в среднем 10%. При этом, содержание элемента не может быть менее 9% и более 12%. Никель добавлен в состав не случайно. С ним повышается технологичность, а склонность к появлению существенно снижается. Более того, материал приобретает высокие служебные свойства. Подобная рецептура помогает выдерживать не только агрессивную кислотную среду, но и перепады температур – как повышенной, так и пониженной.
Состав различных типов стали может отличаться – варьируется содержание элементов, а вместе с ним и многие другие эксплуатационные параметры.
Особенности фазовых превращений в сталях аустенитного типа
Существует сразу несколько разновидностей превращений, которые могут протекать в хромоникелевого типах стали.
Среди них выделяются 3:
- образование в аустенитной основе δ-феррита при высокотемпературном нагреве;
- выделение избыточных карбидных фаз и σ-фазы при нагреве в интервале в интервале 450-900 ºС;
- образование α-фазы мартенситного типа при холодной пластической деформации или охлаждении ниже комнатной температуры.
Говоря о фазовых превращениях в стали, нельзя не коснуться такой важной темы, как появление межкристаллической коррозии. Склонность к ней особенно ярко проявляется, когда происходит выделение карбидных фаз. Это отражается на том, как будет проводиться оценка стали. Стоит отталкиваться от термокинетических параметров образования в стали карбидов.
Для каждой разновидности материала определяется время, которое требуется для начала процесса межкристаллической коррозии. Оно привязано к проценту содержания углерода в твердом растворе. Чем выше содержание углерода, тем при большей температуре будет возникать межкристаллическая коррозия. Таким образом, удается применять различные варианты стали в областях, которые подвержены высоким температурам.
Зависимость времени и процента содержания углерода представлено в таблице ниже:
| Содержание углерода в твердом растворе | Время появления межкристаллической коррозии |
| 0,084 % | До 1 минуты |
| 0,054 % | До 10 минут |
| 0,021 % | Свыше 100 минут. |
Чем меньше процент содержания углерода, тем ниже будет температура, связанная с показателями минимальной изотермической выдержки. Таким образом, при покупке стоит сразу понимать, в каких температурных условиях вы будете использовать такого типа материал. Межкристаллическая коррозия способна оказать серьезное негативное воздействие на материал и привести к его постепенному разрушению, потому выбирать стоит внимательно, ориентируясь на данные приведенной выше таблицы.
Особенности процесса сварки сталей аустенитного типа
Вопрос о том, как сваривать различные виды нержавеющих материалов всегда остро стоит перед покупателями. Проведение сварки предполагает соблюдение правил, защищающих от коррозийного растрескивания и измерения параметров материала.
То, насколько безопасной для материала будет сварка, определяет уже упомянутый параметр межкристаллической коррозии. Чем выше уровень стойкость, тем более толстые сечения можно будет сваривать между собой.
В ситуации с необходимостью проведения варки рассматривается способность стали выдерживать повышенные температуры. Межкристаллическая коррозия при 500-600 градусах достигается только в том случае, если содержание углерода не превышает показатель в 0,006%. Это нужно учитывать при работе, в том числе, при использовании в областях с высокими параметрами нагрева.
Как дополнительно стабилизировать сталь?
Вопрос о стабилизации состояния стали не менее актуален, чем о сварке. Чтобы обеспечить стабилизацию применяется титан и ниобий. Введение в состав сплава таких элементов направлено на появление карбидных фаз. На то, какого типа карбиды будут выделены в процессе использования, напрямую влияет температура. Чтобы получить специальные карбиды, потребуется вести работы при температуре более 700 ºС. Важно понимать, что появление специальных карбидов, таких, как TiC и NbC не ведет к повышению склонности к межкристаллической коррозии. Таким образом, стабилизировав состояние нержавеющей стали. Можно сделать её прочнее и защитить от целого ряда негативных потенциальных последствий использования.
Особенности воздействия азота, хрома и никеля на состояние стали и её характеристики
Помимо уже упомянутого углерода, существует и еще ряд элементов, напрямую влияющих на свойства нержавеющей стали такого типа. Один из центральных – азот. Он появляется при изометрической выдержке или охлаждении. Азот способен замещать в составе карбидов углерод. При изготовлении коррозионно-стойких разновидностей материала это свойство остается очень важным. И главная причина – не столь сильное влияние азота на склонность к межкристаллической коррозии. Чтобы такая склонность появилась, содержание азота в структуре должно быть не менее 0,15%. Введение азота в структуру способно повысить прочность материала. Это используется на производстве для увеличения продолжительности срока службы и эксплуатационных характеристик.
О влиянии хрома на состояние материала уже говорилось выше. Рассмотрим содержание материала в контексте его взаимодействия с углеродом. Здесь существует пропорция – чем больше хрома, тем меньше растворимость углерода. Повышение процента хрома актуально в том случае, когда нужно упростить процесс выдерживания карбидной фазы.
При введении хрома уменьшается такой параметр, как ударная вязкость. Это объясняется с тем, что по границам зерен начинает образовывать карбидная секта.
Применение хрома – это еще один способ снизить склонность материала к развитию межкристаллической коррозии. Чем более хромированная перед вами сталь, тем лучше она будет выдерживать коррозийное воздействие.
Помимо азота и хрома, значимым в работе с углеродом остается и никель. Он также снижает растворимость углерода и ударную вязкость материала. Как и в случае с хромом, повышение концентрации никеля улучшает показатели стали. В том числе, в вопросе противодействия потенциальном образовании межкристаллической и других типов коррозии.
Главные особенности легирующих элементов
В стали содержится большое количество, так называемых, легирующих элементов. Они оказывают влияние на саму структуру материала, особенно при нагревах до высоких температур. Все представленные легирующие элементы подразделяются на две центральные разновидности. Среди них:
| Ферритообразующие | Аустенитообразующие |
| Хром | Никель |
| Титан | Азот |
| Кремний | Углерод |
| Ниобий |
Вопрос о присутствии феррита стоит рассматривать на примере дельта-феррита. Его наличие в структуре дает отрицательный эффект и снижается технологичность. При появлении дельта-феррита сложно будет создавать прочные и защищенные от негативного воздействия изделия при прокатке, штамповке и ковке – везде, где применяются высокие температуры и повышенное давление на создаваемые элементы.
То, сколько феррита будет в стали, зависит от содержания никеля и хрома. В зависимости от группы сталей отличается и склонность к образованию дельта-ферритта. Среди стабильных материалов называют Х18Н11 и Х18Н12 марки. Остальные в той или иной степени меняют свою структуру при нагреве до высоких температур и оказываются склонными к появлению ферритов.
Помимо феррита, важным остается и образование аустенита. Чем больше в материале никеля, азота, углерода и хрома, тем меньше вероятность начала мартенситного превращения в результате снижения температур и различных проявления пластической деформации. Сложнее определить влияние таких элементов как ниобий и титан, традиционно связываемых с улучшением качества стали и её стабилизацией. В твердом растворе элементы повышают устойчивость к мартенситному превращению. Важным фактором здесь оказывается связь присутствующих элементов. Если они входят в состав карбонитридов, тогда температура мартенситного превращения оказывается выше.
Основные возможности и требования к термической обработке сталей
Решение вопроса о правильной термической обработке стали связано с определением её марки и состава. Для хромоникелевых аустенитных сталей возможно два варианта обработки – закалка и стабилизирующий обжиг.
Сами параметры отличаются для сталей, которые уже прошли стабилизацию с введением титана и ниобия или же остались без стабилизации. При использовании закалки удается достичь большего уровня защиты от появления межкристаллической коррозии. Сама сталь при этом становится прочнее и лучше защищается от внешнего воздействия агрессивных сред – это стоит учитывать при выборе.
Процесс стабилизирующего отжига также направлен на улучшение состояния материала. В частности, он влияет на состояние карбидов хлора. Главная цель использования – перевести карбиды хлора в состояние, которое не будет представлять опасности появления межкристаллической коррозии. Помимо этого, процесс помогает перевести карбиды хлора в специальные карбиды для стабилизированных сталей.
Рассмотрим оба процесса более подробно:
1. Закалка. Этот процесс предполагает нагрев выше той температуры, при которой карбиды хлоров начинают растворяться. После того, как нагрев до установленных показателей был произведен, начинается быстрое охлаждение. Чем выше в стали содержание углерода, тем выше будут температуры, необходимые для его обработки. Если рассматривать минимальные и максимальные, нагрев не должен быть до температуры менее 900 градусов. В то же время при закалке редко повышается температура до более чем 1100 градусов Цельсия.
Закалка напрямую связана с таким понятием, как длительность выдержки. Этот параметр отличается в зависимости от типа материала и температуры, до которой они нагреваются. Учитываются показатели толщины.
После того, как выдержка была произведена, происходит не менее значимый процесс – охлаждение. Оно обязательно должно быть быстрым. Сам принцип охлаждения отличается для стабилизированных и нестабилизированных типов стали с разным содержанием углерода. Они пользуют варианты с охлаждением в воде и в воздухе.
2. Стабилизирующий отжиг. Еще одна важная разновидность процессов, которым подвергается сталь для улучшения эксплуатационных показателей. Процесс отличается в зависимости от того, в каком типе стали он проводится.
- Для нестабилизированных. Температурный интервал отжига варьируется между температурой стандартного нагрева при провидении закалки и той отметки, при которой у материала начинается образовываться межкристаллическая коррозия. На то, насколько велик будет такой интервал, влияет содержание в стали добавок. В частности, концентрации хрома.
- Для стабилизированных. В таких сталях отжиг ведется специально для того, чтобы перевести карбиды хрома в другое состояние. Хром освобождается и таким образом стойкость материала к коррозии существенно увеличивается. Температура проведения процедуры редко превышает 950 градусов.
Особенность коррозийной стойкости при использовании в кислотных средах
Одна из причин, по которым аустенитные стали получили большое распространение, оказывается стойкость к использованию материала в азотной кислоте. Здесь показатели меняются при различном уровне стойкости и меняются в зависимости от того, какая разновидность стали была выбрана.
Для лучшего отражения показателей, при которых материал получает первый балл стойкости. Мы составили приведенную ниже таблицу:
| Тип кислотной среды с процентным содержанием | Температура |
| в 65 %-ной азотной кислоте | до 85 ºС; |
| в 80 %-ной азотной кислоте | до 65 ºС; |
| 100 %-ной серной кислоте | до 65 ºС; |
| в смесях азотной и серной кислот: (25 % + 70 %) и 10 % + 60 %) | до 70 ºС |
| в 40 %-ной фосфорной кислоте | 100 ºС. |
Перечисленные в таблице выше параметры характерны для достижения первого балла стойкости для таких типов аустенитных хромоникелевых сталей, как 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Б и 02Х18Н11.
Помимо перечисленных кислот, материал хорошо справляется с сохранением эксплуатационных свойств при воздействии других типов кислот и щелочей. Среди них:
- уксусная;
- муравьиная;
- лимонная;
- NaOH;
- КОН.
Где применяют аустенитные стали?
В продаже сегодня представлены коррозиестойкие, жаропрочные, жаростойкие и хладостойкие аустенитные стали. Аустенитные стали отличаются обширной областью применения. Они используются в химической, пищевой, целлюлозно-бумажной промышленности. Распространение также велико в транспортном и домашнем хозяйстве, защите окружающей среды.
profnastil-perm.ru
Аустенитная сталь - марка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Аустенитная сталь - марка
Cтраница 2
На рис. 7 - 14 приведены фотографии поврежденных труб из аустенитной стали марки ЭИ-257. Образование трещин у изгиба труб указывает на значительную хрупкость металла, появившуюся в результате деформации металла при его гнутье в холодном состоянии. [16]
Применение стали 12Х18Н9ТЛ без гарантированного содержания ферритной фазы, а также однофазных аустенитных сталей марок ЛА-1 и ЛА-3 и им подобных не рекомендуется из-за низкой их литейной технологичности и опасности массового появления трещин в околошовной зоне сварных соединений. [17]
По данным Р. П. Залетаевой, Н. С. Крещановпкого п Л. Л. Кунина [128], присадка 0 5 % Са в аустенитную сталь марки Х15Н25, склонную к столбчатой кристаллизации, сильно уменьшая поверхностное натяжение этой стали в расплавленном состоянии, способствует резкому измельчению ее структурных составляющих. [18]
Роторы газовых турбин [151] работают при температуре свыше 600 С, поэтому для их изготовления используются аустенитные стали марок ЭИ405 и ЭИ572, обладающие высокой жаропрочностью и хорошей свариваемостью. [19]
Другим примером аналогичного конструктивного решения является боковая паровая коробка турбины СВК-150 ЛМЗ, изготовленная из поковок аустенитной стали марки ЭИ405 ( фиг. Данный узел конструктивно и технологически весьма сложен, и поэтому подобное решение следует считать вынужденным в связи с отсутствием в то время качественных отливок из аустенитных сталей. [20]
Рассмотрим вначале возможность применения широко распространенных электродов или сварочных проволок типа ЭА-1 ( Х18Н9) для сварки аустенитной стали марки 1Х18Н9Т с малоуглеродистой сталью ( фиг. [21]
ПВД и детали насосов; хромистая сталь для деталей насосов и других деталей, способных подвергаться коррозионно-эрозионному разрушению; аустенитная сталь марки 1Х18Н9Т для изготовления трубок ПНД при окислительных ( кислородные и перекись-водородные) водно-химических режимах ( см. гл. [22]
В качестве эталонов обрабатываемости обычно берут либо наиболее распространенную конструкционную сталь марки 45 в состоянии нормализации или отжига, либо аустенитную сталь марки 1 X 1 8Н9Т, обрабатываемость которой мало зависит от термической обработки. [23]
При сварке перлитной стали марок 20, 15ГС, 12Х1МФ и подобных присадочная проволока подается вслед движению электрода; при сварке аустенитной стали марки 08Х18Н10Т и подобных - навстречу движения электрода. [24]
В качестве материала для направляющих и рабочих лопаток газовых турбин при длительной работе с температурой газа до 650 С в отечественной практике находят применение аустенитные стали марок ЭИ-69, ЭЙ-123, ЭИ-405 и др., образованные на хромоникелевой основе ( 13 - г - 16 % Сг и 12 - - 15 % Ni) с добавкой в небольших количествах молибдена, вольфрама, титана и ниобия. Выбор стали производится в зависимости от напряжений. Материалом для барабанов и дисков газовых турбин служат стали того же класса, что и для рабочих лопаток. [25]
Электрод ЦТ-15 ( марка стали стержня Св - 1Х18Н9Т) применяется для приварки арматуры из аустенитных сталей к трубопроводам из стали марки 1Х18Н12Т, а также для сварки наиболее важных узлов установок сверхвысокого давления из аустенитной стали марки 1Х18Н12Т, работающих при температурах 600 - 650 С. [26]
Подобное же конструктивное решение [88 ] нашло применение в турбине фирмы Вестингауз установки Эддистоун на параметры пара 650, 315 ата ( фиг. Аустенитная сталь марки AJSJ316 ( 16 % Сг; 13 % Ni; 3 % Мо) применена в паропроводе. В показанной конструкции приняты также меры к тому, чтобы затруднить передачу тепла от горячего паропровода к соединительному патрубку и способствовать постепенному и равномерному снижению температуры патрубка от температуры паропровода до температуры цилиндра. Отличительной особенностью является также изготовление выходного патрубка в виде поковки, вваренной в литой цилиндр, что значительно упростило отливку последнего. [27]
Сталь Х17Н2 сваривается всеми видами сварки. В качестве присадочной проволоки применяют аустенитные стали марок ОХ18Н9 или Х18Н12М2 ( ЭИ400) с обмазкой НЖ1 или электроды ЦЛ-11 / св. [29]
Двухслойные стали состоят чаще всего из низкоуглеродистой стали и покрывающего ее слоя коррозионностойкой стали. В качестве антикоррозионного слоя применяют аустенитные стали марок 08Х18Н10Т, 08Х17Н13МЗТ и подобных им. Дуговая сварка двухслойной - стали по технике выполнения швов аналогична сварке однослойного металла. Чаще всего шов выполняется вначале со стороны углеродистой стали, затем наплавленный металл со стороны плакирующего слоя зачищается и сваривается уже плакирующий слой. Электроды по химическому составу должны быть однородны с металлом плаки-пуюшегп например. [30]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Аустенитная сталь - марка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Аустенитная сталь - марка
Cтраница 3
Двухслойные стали состоят чаще всего из низкоуглеродистой стали и покрывающего ее слоя коррозионно-стойкой стали. В качестве антикоррозионного слоя применяют аустенитные стали марок 08Х18Н10Т, 08Х17Н13МЗТ и подобных им. Дуговая сварка двухслойной стали по технике выполнения швов аналогична сварке однослойного металла. Для сварки аустенитными электродами применяют постоянный ток обратной полярности. [31]
| Влияние режима азотирования на кавитационную стойкость стали. / - сталь марки 38ХМЮА, азотирование по режиму 525 С, 35 ч. 2 - сталь марки 38ХМЮА, шестикратное азотирование по режиму 510 С, 12 ч 540 С, 40 ч. 3 - сталь марки 38ХМЮА, азотирование по режиму 510 С, 12 ч 540 С, 40 ч, с последующим шлифованием на 0 05 мм. 4 - сталь марки 38ХМЮА после улучшения. 5 - сталь марки 1Х18Н9 без азотирования. 6 - сталь марки 1Х18Н9Т после азотирования по режиму 600 С, 75 ч. 7 - ЭИ123 ( X14HI4B2C2T без азотирования. 8 - ЭИ123 после азотирования по режиму 650 С, 120 ч. [32] |
Кавитационная стойкость стали после азотирования возрастает ( рис. 40 к Так стойкость стали марки 38ХМЮА после азотирования более чем в 17 раз превышает стойкость ее в улучшенном состоянии и в 8 раз - стойкость цинкового покрытия с пассивированием этой же стали. Положительное влияние оказывает азотирование и на кавитационную стойкость аустенитной стали марок 1Х18Н9Г, ЭИ123 и др. Наличие е фазы в слое снижает сопротивление кавитации. Поэтому шлифование азотированных деталей приводит к повышению сопротивления кавитационной эрозии. [33]
Из различных элементов, которые стабилизируют феррит, алюминий является наиболее эффективным. Так, например, при введении алюминия в состав аустенитной стали марки 1Х18Н9Т сужается у-область и повышается степень двухфазности стали за счет большего развития а-6 - области. Как ферритизатор, алюминий в 10 - 15 раз сильнее хрома. Введение алюминия в сталь до 1 или 2 % улучшает до некоторой степени сопротивление окислению при высоких температурах путем образования защитной пленки окислов алюминия. Однако при содержании в стали алюминия более 1 % разрезаемость ее ухудшается. [34]
Общий недостаток медно-железных электродов - неоднородная структура шва: мягкая медная основа и очень твердые включения железной составляющей, затрудняющие обработку и препятствующие получению высокой чистоты обработанной поверхности. Несколько лучшей обрабатываемостью обладают швы, выполненные электродами марки АНЧ-1, стержень которых состоит из аустенитной стали марки Св - 04Х18Н9 и медной оболочки. [35]
Аустенитные стали с содержанием 18 % Сг и 9 % Ni, в частности сталь марки Х18Н9Т, широко применяются для изготовления внутреннего сосуда резервуаров. Они характеризуются высокой прочностью, хорошей свариваемостью и низкой теплопроводностью. Перспективным конструкционным материалом для резервуаров является аустенитная сталь марки Х14Г14НЗТ, содержащая лишь 3 % никеля. [36]
Газопровод имеет двухслойную цилиндрическую конструкцию с внутренней изоляцией толщиной 90 мм. Наружный корпус изготовлен из стали 12МХ толщиной 8 мм, диаметр его 1036 мм. Внутренняя рубашка диаметром 810 мм выполнена из аустенитной стали марки 1Х18Н9Т толщиной 5 мм. С целью компенсации температурных расширений на газопроводе расположено 12 линзовых компенсаторов. [37]
Решетка разгружена от действия изгибающих усилий, воспринимаемых стойками, выдолбленными в корпусе. Такая конструкция полностью свободна от протечек пара. В связи с изготовлением данного узла из аустенитной стали марки ЭИ612 сварка его производится без подогрева. После сварки узел подвергается стабилизации для снятия напряжений. [38]
Теплоноситель реакторов типа PWR представляет собой простую жидкую фазу, поэтому возможно введение твердых или газообразных добавок, которые остаются в растворе и оказывают ингибирующее действие. Первый контур реактора PWR менее разветвлен и более надежен, чем контур реактора BWR, поэтому возможность разуплотнения его меньше, что позволяет точно определять и длительное время сохранять неизменным состав теплоносителя в реакторе PWR на оптимальном уровне. У большинства легководных реакторов контуры почти полностью изготовлены из аустенитных сталей марок 304 и 321, а в реакторах CANDU и типа PWR, кроме того, используются углеродистые или низколегированные ферритные стали. Максимальная концентрация продуктов коррозии в контуре реактора такого типа в период работы колеблется от 0 020 мг / кг при концентрации водорода 2 см3 / кг до 0 200 мг / кг при концентрации водорода 2 см3 / кг. После завершения кампании максимальная концентрация их достигает 50 мг / кг. Высокое значение рН обычно сохраняют, добавляя гидроокись лития или поддерживая содержание кислорода на возможно более низком уровне. Последнее достигается деаэрацией воды и поддержанием постоянного давления водорода в резервных водяных емкостях. Кроме того, в теплоноситель реактора PWR обычно добавляют борную кислоту для изменения реактивности. Ее влияние чаще всего положительное, но она может адсорбироваться продуктами коррозии и, если последние выделяются в активной зоне, может иметь место скачок реактивности. Однако-обычно нарушения работы водяного контура реактора PWR происходят редко. [39]
При всех способах сварки легированных труб режимы оговариваются в специальных инструкциях или технических условиях. Отклонения могут быть лишь при сварке корневого и облицовочных слоев шва. Так, при сварке труб диаметром 57 - 159 мм из аустенитной стали марки 1Х18Н10Т неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона с использованием автомата АТВ корневой шов сваривается без присадки электродом диаметром 2 - 2 5 мм на сварочном токе 170 - 180 а, напряжением 10 - 11 в со скоростью 13 - 14 м / ч и расходом аргона 8 - 10 л / мин. [41]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Виды нержавейки
Сколько видов нержавеющей стали существует? Как понять какой именно вид подходит для изготовления изделий из нержавейки? В этой статье мы дадим исчерпывающие ответы на эти и другие вопросы.
Нержавеющие стали устойчивы к коррозии благодаря полностью покрывающей поверхность оксидной пленке, богатой хромом и никелем. Легированные стали, содержащие менее 8% добавок, имеют показатели коррозионной стойкости, близкие к обычной углеродистой стали.
Низколегированные стали, содержащие около 8% легирующих добавок, являются ферритными или аустенитными и обладают хорошими физико-механическими свойствами. Они магнитны и относительно легко подвергаются механической обработке. Эти типы стали стоит скорее причислить к слабокоррозийным, чем к нержавеющим, поскольку они склонны подвергаться точечной коррозии и покрываться пятнами.
Ферритная нержавеющая сталь.
Марки коррозионностойкой ферритной нержавеющей стали известны как серия 400. Марки с номерами от 403 до 420 обычно содержат от 11 до 14% хрома. Более устойчивые к коррозии марки с номерами между 430 (аналог по ГОСТ 08х17) и 440 содержат от 15 до 18% хрома. Эти марки нержавеющей стали не содержат никель в качестве легирующего элемента. Марка стали 630 содержит от 3 до 5% никеля и от 3 до 5% хрома; присутствие этих добавок делает материал хорошо поддающимся обработке и снижает выделение вторичных фаз. Этот материал хорошо противостоит коррозии в различных средах. По антикоррозийным свойствам он близок к марке 304 (аналог 08Х18Н10 по Российскому ГОСТ).
Аустенитная нержавеющая сталь.
С повышением содержания легирующих добавок (в основном никеля) стали становятся более аустенитными и теряют магнитные свойства. Повышенное содержание легирующих добавок приводит к улучшению коррозионной стойкости, в особенности это касается точечной и щелевой коррозии. Поверхностная пленка крепка и содержит мало железа (или не содержит вообще). Для того чтобы удалить с поверхности остаточное железо и сделать поверхностную пленку значительно более равномерной и устойчивой к местной коррозии, может использоваться пассивирование. При дальнейшем повышении содержания легирующих добавок появляются так называемые дуплексные нержавеющие стали, которые обладают еще большей химической устойчивостью.
Увеличение содержания легирующих элементов всегда влечет за собой увеличение стоимости материала. Тем не менее, прочность стали возрастает, а некоторые потери можно частично восполнить, уменьшая толщину и площадь сечения.
Распространенные марки аустенитной нержавеющей стали – это 301, 303, 304, 316, 317, 321, 314 (по возрастанию содержания добавок). Там, где требуется низкий уровень коррозионной устойчивости (в определенной степени приемлема точечная коррозия и пятна ржавчины), в качестве недорогого (не аустенитного) варианта можно рассмотреть марку 3CR12.
Марка стали 301 содержит чуть меньше хрома (16-18%) и меньше никеля (6-8%), чем 304, хотя эти две марки могут совпадать по свойствам: сталь 301 хорошего качества эквивалентна стали 304 плохого качества. В зависимости от степени холодной обработки, марку 301 можно отличить от 304 по слабым магнетическим свойствам. Разновидностями марки 301 являются 301L и 301LN. Марка 301L имеет низкое содержание углерода, за счет чего более пластична, в то время как 301LN – это разновидность с меньшим содержанием азота, которая проще нагартовывается. Она также имеет более высокий числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (PREN), чем обычная сталь 301.
Марка 304 – это «классическая» нержавеющая сталь 18/8. Она обычно содержит 17,5-20% хрома и от 8 до 11% никеля. Как правило, она не магнитна. Преимущество этой марки состоит в том, что ее легко подвергать глубокой вытяжке при изготовлении раковин из нержавейки, кастрюль и других промышленных товаров изготавливаемых методом штампования. Она прекрасно противостоит коррозии в различных атмосферных средах, однако она довольно чувствительна к точечной и щелевой коррозии в теплых хлоридсодержащих средах и в силу этого не должна использоваться в морских условиях или в пищевой промышленности, где применяются хлоридсодержащие чистящие реагенты. Также следует избегать контактов с биологическими жидкостями.
Стали 321(12х18н10т) и 347 – это модификации марки 304, в которые был добавлен титан или ниобий для снижения чувствительности материала к выделению карбидов, возникающему в результате нагревания при сварке и приводящему к межкристаллитной коррозии.
Сталь 316 (аналог 08Х17Н13М2) – наиболее устойчивая к коррозии из распространенных марок нержавеющей стали. Она содержит от 16 до 18,5% хрома, от 10 до 14% никеля и от 2 до 3% молибдена. Это предпочтительный материал для тех случаев, когда требуется высокий уровень устойчивости к точечной и щелевой коррозии в хлоридсодержащих средах. Она часто используется в транспорте и строительстве благодаря внешнему виду поверхности, хотя воздействие теплых хлоридсодержащих сред, тем не менее, может привести к появлению неприглядных ржавых пятен и эстетически нежелательных питтингов.
Сталь марки 314 – это аустенитная нержавеющая сталь с содержанием 23-26% хрома и от 19 до 22% никеля. Она прекрасно сопротивляется коррозии и не имеет таких проблем со сваркой, как дуплексные стали.
Дуплексные нержавеющие стали.
В качестве исключительно устойчивого к коррозии материала необходимо выбирать дуплексные нержавеющие стали. Дуплексные нержавеющие стали имеют смешанную микроструктуру феррита и аустенита. По этой причине их свойства сходны и с ферритными и с аустенитными сталями. Они чрезвычайно устойчивы к коррозии. Высока степень устойчивости как к точечной, так и к щелевой коррозии. Их недостаток заключается в сложности сварки. Существует два типа дуплексных сталей, известные как первое поколение и второе поколение. Улучшенные стали второго поколения содержат больше азота и значительно более устойчивы к точечной коррозии. Их отличие от супердуплексных нержавеющих сталей состоит в том, что их числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (PREN) меньше 40, в то время как супердуплексные стали имеют показатель PREN больше 40. Эти типы стали известны под такими наименованиями, как SAF 2507, Ferralium SD40 и Zeron 100.
Супердуплексные сплавы используются как в высшей степени устойчивый к коррозии металл.
Дуплексные нержавеющие стали содержат от 19 до 24% хрома и от 3 до 5% никеля. Супердуплексные нержавеющие стали содержат от 24 до 27% хрома и от 6 до 8% никеля, также они, как правило, имеют повышенное содержание азота – от 0,2 до 0,35%.
Вы можете заказать изготовление изделий из нержавеющей стали в компании "Строй Металл". Для этого напишите заявку на электронный адрес или позвоните по телефону (812) 309-00-16.
Читайте так же:
Определение стоимости изготовления металлоизделий
Способы уменьшения стоимости изготовления изделия из металла.
Виды декоративной нержавеющей стали
stroy-metall.ru
Нержавеющие стали. Особенности и технические характеристики
Нержавеющие стали объединяет общая черта — содержание хрома, никеля, молибдена, титана. Механические и эксплуатационные свойства различных типов коррозионностойких сталей зависят в первую очередь от их состава и регламентируются ГОСТ5582-75. Правильный выбор марки гарантирует длительный и успешный срок службы изделия.
Категории и технические характеристики
Постоянное увеличение использования нержавеющей стали во многих отраслях промышленности связано с ее уникальными характеристиками:
- высокое сопротивление коррозии,
- высокая прочность,
- хорошая свариваемость,
- прекрасная перерабатываемость холодной штамповкой.
Существует пять основных категорий нержавеющей стали на основании их микроструктуры: Аустенитные (Austenitic), Ферритные (Ferritic), Дуплексные, Мартенситные (Martensitic), Жаропрочные.
Аустенитные — не магнитные и в дополнение к хрому содержат никель, который увеличивает сопротивление коррозии. Аустенитные нержавеющие стали — наиболее широко используемая группа нержавеющих сталей. С повышенным содержанием хрома до 20 % — 25 % и никеля до 10 % — 20 %, аустенитные нержавеющие стали лучше сопротивляются окислению при высоких температурах и могут использоваться для изготовления элементов печей, подвергающихся высокотемпературному нагреву.
- Ферритные — магнитные, имеют низкое содержание углерода и хром как главный элемент, обычно на уровне 13 % — 17 %.
- Дуплексные нержавеющие стали имеют смешанную, ферритно-аустенитную структуру. Содержание хрома изменяется от 18 % до 28 %, а никеля от 4,5 % до 8 %. Дуплексные сорта находят свое применение в в агрессивных хлорсодержащих средах,
- Мартенситные сорта магнитные, содержат обычно 12 % хрома и среднее содержание углерода. Они прочняются, закалкой и отпуском подобно простым углеродистым сталям, и находят поэтому применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении.
- Жаропрочные стали имеют содержание хрома обычно 17 % с добавлением никеля, меди и ниобия. Поскольку эти стали могут быть упрочнены и хорошо сопротивляются процессу старения, они идеальны для шахтных насосов, шпинделей клапанов и для космической техники.
- Аустенитные и ферритные сорта составляют приблизительно 95% используемых нержавеющих сталей. Из ферритных марок наиболее широко используется марка 430, т.н. «безникелевые» нержавейки. Они имеют хорошие прочностные и механические характеристики, что обеспечивается высоким содержанием хрома и низким содержанием углерода, и низкую себестоимость по сравнению с хромо-никелевыми нержавейками.
Среди аустенитных марок широкое распространение получила марка 304, которая является наиболее универсальной и широко используемой из всех марок нержавеющих сталей. Её ещё обозначают 18-10 (пищевая).
В последние годы стали 300-й серии постепенно уступают позиции экономически более эффективным аустенитным сталям серии 200, в которых дорогостоящий никель частично заменен на марганец и азот.
Эти марки нержавеющих сталей активно производятся и предлагаются на рынке индийскими предприятиями. Ведь именно им отдается первенство в разработке этих марок.
Механические свойства нержавеющих сталей позволяют снизить толщины используемых материалов, таким образом сокращая материалоемкость без снижения прочностных характеристик. Аустенитные и Дуплексные сорта не теряют прочности и при низких температурах, и позволяют использовать меньшие толщины по сравнению с углеродистыми сталями, достигая существенной экономии.
Предлагаемые рынком листы могут иметь следующие типы поверхностей:
- матовая;
- матовое зеркало;
- зеркало;
- шлифованная;
- мелкая шлифовка;
- покрытие защитной пленкой.
Применение нержавеющих сталей в бытовой технике
Уникальность поверхности нержавеющей стали в её плотности, она не имеет пор и микротрещин для проникновения грязи или бактерий. Простота ухода и очищения, её экологическая нейтральность и стойкость к воздействию агрессивных веществ по сравнению с другими материалами делает её незаменимой для изготовления бытовых плит и другой кухонной техники. Важным фактором является хорошая и гладкая (без изломов, неровностей и царапин) поверхность металла.
Уже сейчас существуют и, определенно, будут ужесточены в будущем строгие ограничения на растворимость тяжелых металлов, имеющихся в материале, из которого изготовлено оборудование, находящееся в контакте с пищевыми продуктами. Согласно европейским нормам, количество хрома и никеля, растворенного из стали в ходе стандартного теста по ISO 6486/1, допускается не выше 2 мг/дм2. Для аустенитных сталей количество растворенных никеля и хрома меньше чем 0,02 мг/дм2, т.е. около 1% от допустимого значения.
К пищевым коррозионно-стойким сталям относят следующие марки
| Марка стали по ГОСТ 5632-72 | Аналог по ASTM А240/А 240М-05а |
| 08Х18h20 | 304 |
| 08Х18Н10Т | 321 |
| 12Х18Н10Е (Т) | 303 |
Цвета побежалости сталей
Железные сплавы, в том числе и коррозионностойкие, при нагревании покрываются тонкой пленкой железных окислов самых разнообразных цветных оттенков и появляются цвета побежалости, которые соотносятся с определенными температурами нагрева. Есть сплавы, так называемые «жаропрочные», у которых температура начала образования окислов выше, чем у других сплавов, однако такие марки не относятся к пищевым и очень дороги по причине высокого содержания никеля.
Для углеродистой стали
| Температура нагрева | Цвет побежалости |
| 220 | светло-желтый |
| 240 | темно-желтый |
| 255 | коричнево-желтый |
| 265 | коричнево-красный |
| 275 | пурпурно-красный |
| 285 | фиолетовый |
| 295 | васильково-синий |
| 315 | светло-синий |
| 330 | серый |
Для нержавеющих сталей
| Температура | 12Х18Н9Т | ХН75МБТЮ |
| 300 | светло-соломенный | — |
| 400 | соломенный | светло-желтый |
| 500 | красновато-коричневый | желтый |
| 600 | фиолетово-синий | коричневый |
| 650 | синий | синий |
| 750 | — | голубой |
Главное же, существенное влияние на цвет поверхности оказывает продолжительность нагрева. И действительно, более или менее продолжительной обработкой можно вызвать посинение стали при температуре более низкой, чем необходимой для появления даже соломенно-желтого цвета.
Заводы-изготовители нержавеющих сталей
В настоящий момент для потребителей и продавцов нержавеющим прокатом есть фактически три источника поставок: коррозионностойкая сталь российского производства, высококачественный металл от европейских и южно-американских производителей и прокат из Индии и Юго-Восточной Азии.
В связи с нестабильностью цен на никель в настоящее время производители переориентируются на отличные от 300-й серии марки стали. Для КНР это в первую очередь ферритные стали, не содержащие никель вовсе, для Индии и коммерческих предприятий в Китае — 200-я серия с пониженным содержанием никеля и дополнительными присадками, снижающими твердость сплава и повышающими его коррозионно-стойкие свойства.
В настоящее время рынок между сериями сталей поделен неравномерно. Наиболее широко традиционно применяется самая дорогостоящая 300-я серия (такие марки, как AISI 304, AISI 316, AISI 321, AISI 310 S, AISI 309 S и другие), наиболее ограничено применение малознакомой отечественному производителю 200-й серии. Сталь марок этой серии за последние годы в результате исследований и экспериментов претерпела значительные изменения в химии и технологическом процессе прокатки и в настоящий момент заслуживает более пристального внимания. Стали 200 группы дешевле AISI 304 приблизительно на 16-17% . Еще дешевле сталь AISI 430 (безникелевая) — порядка 50% по отношению к AISI 304. С ростом цен на никель эта разница может возрастать еще больше. Однако применение этой марки стали до сих пор остается спорным по отношению к пищевым продуктам и в медицинской технике.
Заводы-изготовители России
- Челябинский металлургический завод»,
- Волгоградский металлургический завод Красный Октябрь»,
- Ижорские заводы
Заводы-изготовители Европы
- Acerinox, S.A. Испания,
- Marcegaglia S.p.A, Италия,
- Arcelor Stainless Int. Франция,
- Outokumpu Stainless, Финляндия,
- ThyssenKrupp, Германия.
Юго-Восточная Азия
- Jindal Stainless, Индия,
- Zhejiang Baocheng Stainless Steel Manufacture Co., Ltd. Китай,
- Jiangsu Xi'erfa Group Co., Ltd.Китай,
- YUSCO(Yieh United Steel Corp.) Тайвань,
- NISCO (Taiyuan Iron & Steel Group) Company Ltd , Китай
engitime.ru
