12.02.2018

Влияние легирующих элементов на микроструктуру ферритных нержавеющих сталей


Присутствие различных элементов независимо от того, являются ли они легирующими или примесями, в целом может существенно влиять на строение аустенита и микроструктуру ферритной нержавеющей стали. Азот, обычно присутствующий в стали как примесь, а не как легирующий элемент, влияет на образование аустенита подобно углероду, расширяя область существования аустенита. Авторы работы показали влияние различного суммарного содержания углерода и азота на расширение гамма-области в простейших сталях системы Fe-Cr (см. рис. 2.2). Следует отметить, что добавка 0,04 % углерода и 0,03 % азота сдвигает границу области аустенит + феррит в область с содержанием хрома более 20 %. Таким образом, для сохранения ферритной структуры в низко- и среднехромистых сталях необходимо снижать содержание углерода и азота до крайне низких уровней — менее чем 100*10в-4 (100 ррm) либо добавлять ферритизаторы.

Помимо хрома ферритизаторами, добавляемыми к ферритным нержавеющим сталям, являются кремний, титан, ниобий, молибден и алюминий. Титан и ниобий особенно полезны в малых концентрациях вследствие их высокого сродства и к углероду, и к азоту, в то время как алюминий активно соединяется с азотом. Алюминий добавляют также для повышения стойкости к окислению, особенно при повышенных температурах. Кремний вводится в сталь в качестве раскислителя и для обеспечения окалиностойкости. Молибден добавляют в некоторые стали, особенно в ферритные нержавеющие стали третьего поколения, для повышения стойкости к коррозии, особенно к питтинговой.

Аустенизаторами, расширяющими гамма-область на диаграмме, являются помимо углерода и азота марганец, никель и медь. Марганец традиционно добавляют для воздействия на серу, в связи с чем он улучшает литейные свойства и характеристики металла при последующей горячей обработке. Никель и медь обычно не добавляют в ферритные нержавеющие стали, хотя небольшое количество никеля повышает ударную вязкость. Был разработан ряд соотношений для оценки того факта, что ферритная сталь является полностью ферритной (т. е. свободна от мартенсита). Вопросы, касающиеся прогнозирования микроструктуры сварных соединений ферритных нержавеющих сталей, рассмотрены далее.





Яндекс.Метрика