11.02.2018

Описание нержавеющих сталей


Нержавеющие стали представляют собой группу высоколегированных сталей на основе систем: Fe—Cr; Fe—Сr—С и Fe—Cr—Ni. Чтобы сталь была нержавеющей, содержание хрома в ней не должно быть ниже 10,5 %. В этом случае образуются пассивные поверхностные пленки оксидов, предотвращающие окисление и коррозию металла в окружающей среде. Некоторые стали, содержащие менее 11 % хрома, например 9 %, используемые в энергетическом оборудовании, иногда рассматриваются совместно с нержавеющими сталями, однако в рамках данной монографии это не предусмотрено. Следует также отметить, что многие стали с содержанием хрома 12 % и более фактически будут подвергаться коррозии в атмосферных условиях. Это происходит вследствие способности хрома соединяться с другими элементами, содержащимися в сталях, образуя карбиды или другие химические соединения, и в результате снижения содержания хрома в твердом растворе. Классический пример в такой ситуации: поверхностное упрочнение сталей, содержащих 25 % хрома и 4 % углерода, которые корродируют благодаря интенсивному образованию карбидов хрома. Такие стали в настоящей монографии не рассматриваются.

Причина коррозии нержавеющей стали — воздействие среды на пассивирующие оксиды. Возможны различные виды коррозии, включая питтинговую (точечную), ножевую и межкристаллитную. На образование коррозии того или иного вида влияют характер окружающей среды, химический состав, металлургические особенности и напряженное состояние металла. Инженеры и проектировщики должны быть хорошо осведомлены об условиях эксплуатации, способах сварки и о металлургических характеристиках нержавеющих сталей при выборе их для использования в коррозионных средах.

Нержавеющие стали также имеют хорошую стойкость к окислению даже при высоких температурах, и поэтому их часто относят к жаростойким сталям. Это их свойство зависит от содержания хрома. Некоторые высоколегированные стали, содержащие от 25 до 30 % хрома, могут быть использованы при температурах свыше 1000 °C (1830 °F). Другая форма стойкости к окислению при повышенных температурах — сопротивление к науглероживанию стали. Чтобы получить такие свойства, были разработаны нержавеющие стали с умеренным содержанием хрома (приблизительно 16 %), но с высоким содержанием никеля (до 35 %).

Нержавеющие стали широко используются в электроэнергетике, химическом, бумажном и во многих других производствах, например, таких как изготовление кухонного оборудования, и в автомобильной промышленности. Они также находят широкое применение в фармацевтической, молочной и пищевой промышленности для обеспечения должных требований по санитарным нормам.

Большинство нержавеющих сталей поддаются сварке, но для многих требуются специальные приемы. В большинстве случаев в результате сварки происходят изменения в металле шва и в зоне термического влияния (ЗТВ) по сравнению с основным металлом. Это может привести к нежелательным фазовым изменениям, к образованию интерметаллидов, росту зерна, сегрегации легирующих примесей и к другим реакциям, т. е. в основном к некоторому ухудшению свойств металла, что должно быть учтено при проектировании и производстве.





Яндекс.Метрика