Хромо-никелевые нержавеющие стали

Они содержат большое количество хрома и никеля, мало углерода и относятся к аустенитному классу. Кроме аустенита в них находятся карбиды хрома.

* 12Х18Н9- для получения аустенитной структуры ее закаливают в воде от 1100-1150ос, при этом достигается высокая коррозионная стойкость при сравнительно малой прочности. Для повышения ее сталь подвергают холодной пластической деформации (наклепу) и применяют в виде холоднокатанного листа ленты. 17Х18Н9

Так же как и сталь ферритного класса она вследствие обеднения зерен хромом (выделяются карбиды хрома) склонна к межкристаллитной коррозии. Для ее предотвращения сталь дополнительно легируют титаном или уменьшают процент хрома.

Например,12Х18Н9Т или 04Х18Н9-для изготовления химической аппаратуры

Большим достоинством хромо-никелевых сталей аустенитного класса является их хорошая технологичность в отношении ОМД и сварки.

* 12Х18Н10Т – используется в криогенной технике для транспортировки и хранения жидких газов, резервуаров, топливных баков. Но эти стали очень дороги , поэтому дефицитный никель может быть заменен марганцем : 10Х14Г14Н4Т

* 08Х22Н6Т

* 12Х21Н5Т – это стали аустенито-ферритного класса, более прочны, чем аустенитные

* 09Х15Н8Ю – аустенито-мартенситного класса, высокая коррозионная стойкость + хорошие механические свойства + хорошая свариваемость

Высоколегированные кислотостойкие стали

06ХН28МДЮ – кислотостойкая сталь

Для более тяжелых условий применяют сплавы никеля и меди – монель,

Никеля и хрома – инконель

Никеля и молибдена - хастеллой

ЖАРОСТОЙКИЕ СТАЛИ

При высоких температурах сплавы вступают во взаимодействие с окружающей газовой средой. Что вызывает газовую коррозию (окисление) и разрушение металла.

Для изготовления конструкций, работающих в условиях повышенных температур (400-900°) применяют специальные жаростойкие стали.

Под жаростойкостью или окалиностойкостью -принято понимать способность материала противостоять коррозионному разрушению под действием воздуха и др. газов при высоких температурах.

Жаростойкость принято характеризовать температурой начала интенсивного окалинообразования, когда на поверхности стали образуется сначала тонкая пленка окислов, которая с течением времени увеличивается и образуется окалина.

Если окисная пленка пористая – окисление происходит интенсивно

Если – плотная – окисление замедляется или даже совершенно прекращается.

Для получения плотной (защитной) окисной пленки сталь легируют хромом, кремнием или алюминием.

Степень жаростойкости зависит от количества легирующих элементов.

* 15Х5хрома 5% - жаростойкость до 700°12Х17 -хрома 17% - до 900°

* 15Х28 -хрома 28% до 1100-1150°

Чем выше содержание хрома – тем выше жаростойкость.

Важно: Что жаростойкость, столь существенно зависящая от состава,не зависит от структуры сплава.

Так, жаростойкость ферритных сталей (чисто хромистых) и аустенитных ( хромо-никелевых) практически одинакова.

* Например,12Х17 и 12Х18Н9 –жаростойкость их 900°

* Еще большей жаростойкостью обладают сплавы на никелевой основе с хромом и алюминием. ХН70Ю

Жаропрочные стали и сплавы

К жаропрочным относят стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.

На уменьшение прочности стали влияет не только само повышение температуры, но и длительность воздействия нагрузки.

В результате этого сталь «ползет» и это явление названо ползучестью.

Ползучесть – это деформация, непрерывно увеличивающаяся и завершающаяся разрушением под действием постоянной нагрузки при длительном воздействии температуры.

Жаропрочность характеризуется пределом ползучести.

Это напряжение, вызывающее заданную по значению деформацию

(обычно от 0,1 до 1%) за промежуток времени (100, 300, 500, 1000 часов) при заданной температуре.

Кроме этого жаропрочность характеризуется пределом длительной прочности.

Это напряжение, вызывающее разрушение при данной температуре за данный интервал времени.

Факторы, способствующие повышению жаростойкости:

- Высокая температура плавления основного металла

* наличие в сплаве твердого раствора и мелкодисперсных частиц

* пластическая деформация, вызывающая наклеп

* высокая температура рекристаллизации

* рациональное легирование

* термическая обработка и термомеханическая обработка

Жаропрочные стали классифицирую по одному признаку, температуре эксплуатации:

Основой котлостроения являются перлитные жаропрочные стали.

Они применяются при температурах до 580 °C. Технологичны, недороги. Содержат 0,25-0,3 % С и легирующие элементы: хром, молибден, ванадий.

* Марки: 12Х1МФ, 25Х2М1Ф.

Из перлитных жаропрочных сталей изготавливают трубы пароперегревателей, паропроводов и других частей теплоэнергетических установок, а также валы и цельнокованые роторы, плоские пружины, крепеж.

* Мартенситные жаропрочные сталипрочнее и выдерживают температуру до 650 °C. Это так называемые сильхромы (например, 40Х10С2М), легированные хромом и кремнием, а также 11Х11Н2В2МФ, 15Х11МФ, 18Х12ВМБФР. Последние имеют МПа.

Сильхромы стойки к окислению в парах и топочных газах. Их закаливают с 1000 °C и отпускают при
700 °C. Применяют для клапанов ДВС.

Они плохо свариваются и труднее перлитных сталей обрабатываются резанием.

Аустенитные жаропрочные сталиработают до 700 °C. Подразделяются на однофазные (12Х18Н10Т), стали с карбидным упрочнением и стали с интерметаллидным упрочнением.

Стали аустенитного класса подразделяются на :

неупрочняемые (нестареющие)

* 09Х14Н16Б – закалка с охлаждением на воздухе.

упрочняемые (стареющие), сложнолегированные40Х15Н7Г7Ф2МС- для лопаток газовых турбин, закалка с 1050-1200 ° с последующим длительным старением 600-800 °

При более высоких температурах применяют жаропрочные сплавы на никелевой основе, например,

* ХН77ТЮР для лопаток турбин, жаростойкость их до 1200о

* Жаропрочных сплавов очень много. Но в основном они секретны.