Стандартные марки ферритных нержавеющих сталей и присадочных материалов

В течение длительного времени ферритные нержавеющие стали по химическому составу представляли собой три поколения. Наиболее старые стали (первое поколение) были среднехромистыми с высоким содержанием углерода. Они фактически не являются стопроцентно ферритными, поскольку при кристаллизации и охлаждении, а также при нагреве до повышенных температур в них образуется некоторое количество аустенита, Аустенит, присутствующий при повышенной температуре, превращается в мартенсит при охлаждении до комнатной температуры. Стали второго поколения были разработаны таким образом, чтобы минимизировать образование мартенсита в ферритной структуре и улучшить их свариваемость. В них содержание углерода низкое и они часто содержат стабилизирующие элементы (ниобий и титан), которые связывают углерод и азот, тем самым стабилизируя Феррит.

Нержавеющие стали третьего поколения имеют высокое содержание хрома, низкое содержание элементов, образующих растворы внедрения (углерод и азот), и низкое содержание примесей. Марки таких сталей часто разрабатываются для конкретного применения под различными торговыми наименованиями. Особо чистые нержавеющие стали имеют сверхвысокую коррозионную стойкость при умеренных пластических свойствах и ударной вязкости. В условиях сварки этих особо чистых сталей необходимо тщательно следить за исключением поглощения нежелательных элементов, особенно кислорода и азота, и минимизировать рост зерна. Химический состав нескольких марок ферритных нержавеющих сталей представлен в табл. 5.1. Следует обратить внимание на то, что многие из этих сталей имеют обозначение 4ХХ — т. е. такое же, как и мартенситные стали, хотя их микроструктура и свойства отличаются от мартенситных.

Литые ферритные нержавеющие стали используются ограниченно, а их химические составы, регламентируемые стандартами ASTM А743 или ASTM А297, имеют весьма широкий диапазон по содержанию углерода, что позволяет непосредственно после отливки иметь как преимущественно ферритную микроструктуру, так и мартенситную. При низком содержании углерода в соответствии с ASTM А743 литая сталь марки СВ-30 аналогична катаной нержавеющей стали марки 442. Литые стали марки СС-50 (стандарт ASTM А743) и марки HC (стандарт ASTM А297) с низким содержанием углерода также аналогичны по свойствам катаной нержавеющей стали марки 446.

Большинство присадочных материалов применительно к ферритным нержавеющим сталям имеют такой же или близкий химический состав (табл. 5.2). Эта группа нержавеющих сталей также может свариваться и аустенитными присадочными материалами. Такая комбинация обеспечивает в металле швов смесь аустенита и феррита. Как отмечается далее, такая микроструктура повышает пластические свойства и ударную вязкость металла шва. Однако при сварке ферритных нержавеющих сталей третьего поколения выбор аустенитных электродных материалов следует производить с учетом того, что эти стали должны обладать хорошим сопротивлением к коррозионному растрескиванию под напряжением (SCC) в хлорсодержащей среде. Многие аустенитные нержавеющие стали и присадочные материалы склонны к этому виду растрескивания в такой среде.