Нержавеющих хромистых

Главным фактором, определяющим стойкость против общей коррозии, является содержание хрома. Большинство нержавеющих аустенитных сталей содержит около 18% Сг и обладает приблизительно одинаковой стойкостью; им уступают стали с 14% О, но их превосходят двухфазные стали, содержащие 21% Сг.

14. Гуляев А. П., Мирошникова К. Е. Межкристаллитная коррозия некоторых нержавеющих аустенитных сталей. — Металловедение и термическая обработка металлов, 1965, № 12, с. 2—5.

Ниже приводятся некоторые результаты комплексного исследования микроструктурных особенностей деформационного старения нержавеющих аустенитных сталей ОХ18Н10Ш и Х18Н10Т при повышенной температуре, проведенного с помощью методов высокотемпературной металлографии, измерения микротвердости, просвечивающей электронной микроскопии, рент-геноструктурного и микрорентгеноспектрального анализов.

Контактная коррозия обусловлена контактом двух разнородных металлов, при котором металл с более отрицательным электродным потенциалом становится анодом и усиленно корродирует. Межкристаллитная коррозия проявляется при использовании нержавеющих аустенитных сталей преимущественно в растворах азотной кислоты и заключается в избирательной коррозии металла по границе зерен. Характерным признаком разру-34 " • •

Наряду с растворами электролитов коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей наблюдается в воде, а также в паровой фазе (в сухом, перегретом и насыщенном паре). Поэтому в системах тепловых и атомных электростанций наблюдается коррозионное растрескивание элементов конструкций из нержавеющих аустенитных сталей. В авиационной практике происходят разрушения болтов из мартенситной стали вследствие коррозионного растрескивания во влажной атмосфере.

Коррозия нержавеющих сталей, никелевых и алюминиевых сплавов имеет равномерный характер. Редкие исключения встречаются лишь при особых режимах испытаний. Так, для нержавеющих аустенитных сталей типа Х18Н10Т и Х16Н15МЗБ после испытаний их в режиме термоциклирования (20 ^± 700 °С, 5 МПа, число циклов — 200, продолжительность испытаний — 2000 ч)

В работах последнего времени установлено благоприятное влияние легирования нержавеющих аустенитных и ферритных сталей небольшим количеством благородных металлов (палладий, платина) в слабоокислит. средах при высоких темп-pax, когда нержавеющие стали находятся в активном состоянии (рис. 19).

даже при этом стоит отметить общее отрицательное влияние добавок марганца на стойкость обычных сталей, аустенитных нержавеющих сталей, сплава А-286 и титановых сплавов. В то же время, Мп играет (хотя и косвенно) положительную роль в алюминиевых сплавах, являясь стабилизатором формы зерна. Напротив, кремний является полезной добавкой в сталях, нержавеющих аустенитных сталях, сплаве А-286 и алюминиевых сплавах, но, вероятно, вредной добавкой в титановых сплавах. Примеси внедрения являются потенциально упрочняющими элементами во многих системах, однако в определенных концентрациях они могут отрицательно сказываться на стойкости сталей, нержавеющих сталей и титановых сплавов к воздействию среды. Большинство остальных элементов по-разному ведет себя в различных системах сплавов.

Парогенераторы имеют байпасную спецводоочистку (СВО-5) на продувочной воде. Размер продувки ограничен 0,5—1,0%. Ее нормирование связано с ограничением содержания хлоридов, так как теплообменная поверхность выполнена из нержавеющих аустенитных сталей, склонных к коррозии под напряжением в присутствии хлоридов.

и отложений меди в турбине не наблюдалось; увеличение же содержания кислорода до 40 миг/кг приводило к возрастанию концентрации меди до 6—8 мкг/кг и соответственно возникали медистые отложения в турбине. На электростанциях сверхвысоких параметров США в связи с этим отказались от использования латуни для регенеративных подогревателей и перешли на применение нержавеющих аустенитных и углеродистых сталей.

шения для их ликвидации. Немаловажное значение имеет и сопоставление «лент» отдельных приборов; например, повышение содержания водорода свидетельствует об интенсификации коррозии на данном участке, а одновременное уменьшение рН подтверждает это предположение и побуждает к принятию соответствующих мер. Для обеспечения надежности показаний приборов должны соблюдаться следующие условия: вся проводка от места отбора пробы до места поступления ее на анализ должна выполняться из нержавеющих аустенитных сталей; охлаждение пробы должно производиться под полным рабочим давлением во избежание присосов охлаждающей воды и вскипания пробы при ее дросселировании до атмосферного давления.

в средах с весьма положительным окислительно-восстановительным потенциалом образуются окислы металлов высших валентностей, хорошо растворимые в данных условиях, дающие при этом катионы металла высшей валентности, и поэтому не имеющие защитных свойств. Это подтверждается тем обстоятельством, что при добавке окислителей (КгС^Оу, КМпО^) к азотной кис/юте перепассивация нержавеющих (хромистых и хромонике-левых) сталей с повышением температуры, увеличением количества добавляемого окислителя и возрастанием концентрации кислоты увеличивается. Объясняется это тем, что, вследствие высокого окислительно-восстановительного потенциала растворов азотной кислоты с добавками, например, K^Ci^Oy, нержавеющая сталь имеет потенциал, близкий к потенциалу реакции образования шестивалентного хрома:

Подобный эффект оказывает реактив 16 (см. гл. V) для выявления фосфора, рекомендованный в работе [8]. По данным Халт-грейна и Лиллиеквиста [9], в аустенитных хромоникелевых сталях, которые переходят ё-область на диаграмме состояния, вначале проявляются первичные дендриты. При более длительном травлении на структуре проявляются вторичные аустенитные зерна. После травления в течение нескольких часов вновь появляется первичная структура вследствие образования связанного слоя меди. V Травитель 16 (см. гл. V) является лучшим из всех содержащих медь растворов для выявления первичной структуры нержавеющих хромистых сталей. Он может также применяться для аустенитных хромоникелевых сталей.

При горячей прокатке нержавеющих хромистых сталей (1X13—4X13, Х17, Х25 и Х28) с последующим высокотемпературным отпуском (или отжигом) на поверхности листов образуется трудно удаляемая в кислотных растворах окалина, в особенности у сталей с 13% Сг.

Пайка лопаток из нержавеющих хромистых сталей производится обычно серебряным припоем марки ПСР-45. Этот припой, содержащий в среднем 45% серебра, 30% меди и 25% цинка, имеет температуру плавления, равную 720°. При пайке серебряными припоями целесообразно пользоваться флюсом марки 209 (МХПВТУ РУ-1180-55) состава: борный ангидрид — 35%, фтористый калий —42%, тетрафторборат калия — 23%.

Необработанная поверхность отливок, проката, поковок и т. п. всегда покрыта окалиной, т. е. слоем окислов железа, и в малой степени других элементов. Химический состав окалины: Ре2Оз, Fe3O4. В сталях, легированных хромом, окалина содержит Сг2Оз. На поверхности углеродистых сталей окалина держится непрочно и легко отделяется при ударе. На поверхности нержавеющих хромистых и хромо-никелевых сталей окалина держится очень прочно.

Сварная конструкция позволяет изготовлять рабочие колеса комбинированными: детали, подверженные кави-тации, выполняют из нержавеющих хромистых сталей, остальные — из дешевых малолегированных. Перспективность изготовления таких рабочих колес обусловлена значительным снижением стоимости рабочего колеса в связи с уменьшением применения дорогих высоколегированных сталей.

Характеристика испытанных марок сталей и их эрозионная стойкость приведены в табл. 13. Из этих данных можно видеть, что из нержавеющих хромистых сталей наименьшей эрозионной стойкостью обладает сталь 0X13, имеющая структуру феррита с небольшим количеством отпущенного мартенсита. Металлографические исследования поверхности образцов показали, что разрушение в первую очередь локализуется в ферритной фазе путем пластического деформирования и развития усталостных микротрещин как внутризеренных, так и по границам зерен. При циклических микроударных нагружениях в этой стали отсутствуют фазовые превращения и наблюдается незначительное упрочнение поверхностных слоев металла. Стойкость этой стали ниже, чем эталонной стали 20Х13НЛ.

Таким образом,высокая эрозионная стойкость у 13%--ных нержавеющих хромистых сталей и аналогичного состава наплавленного металла обеспечивается в том случае, когда эти стали имеют минимальное содержание ферритной фазы. В реальных условиях при наплавке стали типа 1X13 на массивные детали обеспечиваются высокие скорости охлаждения сварочной ванны, а своеобразие термического цикла при иаплавке соседних валиков 'Приводит к тому, что в конечном итоге (без последующей термообработки) наплавленный металл имеет небольшое количество феррита и эрозионную стойкость, превышающую стойкость стали 20Х13НЛ более чем

Сопловые лопатки и бандажные ленты сварных диафрагм изготовляют из нержавеющих хромистых сталей.

общего количества нержавеющих хромистых и хромоникелевы сталей, то в 1951—1954 гг. оно возросло до 50% [13, 14].

Обрабатываемость нержавеющих хромистых, хромоникеле-вых и хромомарганцовистых сталей отличается от обрабатываемости углеродистых сталей и зависит от комплекса свойств, характеризующих твердое тело: химического состава, структуры, механических и теплофизических свойств. По сравнению с обрабатываемостью бессемеровской стали (принято за 100%), обрабатываемость нержавеющих сталей характеризуется от 80—50% (хромистые) до 30—25% (хромоникелевые аустенитные стали).

Ионное азотирование применяют для обработки различных сталей и сплавов: азотируемых сталей-нитраллоев, инструментальных, мартен-ситно-стареющих, нержавеющих хромистых и хромоникелевых сталей, чугунов и т. д.