Хромистые стали

Коррозионностойкие стали

Атмосферокоррозионностойкие стали

Это низколегированные стали, содержащие медь, фосфор, хром, иногда мышьяк (10ХНДП, 15ХСНД, 10ХДП, 10ХСНД и др.). Толщина металлоконструкций из АКС за 20-30 лет работы уменьшается в 2-3 раза меньше, чем толщина конструкций из обычных углеродистой и низколегированной сталей.

Более высокая стойкость на первом периоде работы достигается образованием поверхностных пленок, содержащих оксиды хрома и фосфиды, а при продолжительных сроках - накоплением на поверхности благородного металла - меди.

Коррозионностойкие (нержавеющие) стали отличаются устойчивостью к электрохимической коррозии. Процессы, развивающиеся при электрохимической коррозии, подобны процессам, протекающим в гальваническом элементе. Скорость протекания процесса определяется величиной электрического тока, возникающего в коррозионном элементе. Коррозионный ток можно уменьшить разными путями и, в частности, путем легирования. Стали легируют хромом или хромом совместно с никелем.

Хром имеет отрицательный электрохимический потенциал, но в окислительных средах (влажная атмосфера, азотная кислота) переходит в пассивное состояние, т.е. приобретает высокую коррозионную стойкость за счет возникающих на поверхности тонких окисных пленок или пленок адсорбированного кислорода.

При легировании хромом железо, а также сталь становятся пассивными, приобретая на воздухе и в окислительных средах положительное значение электрохимического потенциала. При переходе в пассивное состояние коррозионный ток резко снижается и анодное растворение железа и стали прекращается. У нержавеющих сталей имеется три границы устойчивости при легировании хромом: 12 % (стойкость в разбавленной HNO₃ и нейтральных средах), 17 % (стойкость в горячей HNO₃ и влажной атмосфере) и 35,8 % (стойкость к общей и локальной коррозии в таком агрессивном растворе, как 30 % FeCl₃ и т.д.).

Дополнительное легирование определенными элементами (никелем, марганцем, азотом и т.д.) позволяет получать стали, которые после закалки приобретают однофазную аустенитную структуру. Однофазные стали обладают меньшей электрохимической неоднородностью корродирующей поверхности и это уменьшает коррозионный ток.

Эти стали коррозионностойки во влажной атмосфере и водяном паре; в водопроводной и речной воде; в хорошо аэрируемых морской воде и влажной почве; в азотной и некоторых органических кислотах.

Содержание хрома в этих сталях составляет 13...18 %, реже 25...30 %. Стали, содержащие 13 % хрома и £ 0,1 % углерода, относятся к ферритному классу; 0,1...0,2 % углерода - к мартенситоферритному; 0,2...0,45 % углерода - к мартенситному. Более высокохромистые сплавы (17...28 % хрома) имеют пониженное содержание углерода (0,1...0,15 %) и относятся к ферритному классу.

Ферритные стали не имеют фазовых превращений в твердом состоянии и не могут быть подвергнуты упрочняющей термической обработке. Из них изготовляется оборудование азотно - кислотных заводов (емкости, трубы).

Стали мартенситного класса 20Х13 и 30Х13 используют как конструкционный коррозионностойкий материал, а поэтому для получения высокой прочности при удовлетворительной пластичности их подвергают улучшению: закалке с последующим высоким отпуском при температуре 650-750 °С.

Сталь 40Х13 по своим свойствам близка к инструментальным сталям. Ее подвергают закалке и низкому отпуску при температуре 200-250 °С для получения наибольшей твердости и износостойкости. При отпуске обеднение твердого раствора хромом небольшое, а поэтому коррозионная стойкость остается высокой. Эта сталь пригодна для изготовления режущего хирургического и бытового инструмента, а также шарикоподшипников (рис. 5.1, а) и пружин, работающих в коррозионных средах.

Дата добавления: 2014-01-05