Нержавеющие стали: феррит, мартенсит, аустенит. Нержавеющая сталь феррит

Литейные заводы России

Аустенитные нержавеющие стали – это коррозионностойкие хромоникелевые аустенитные стали, которые в мировой практике известны как стали типа 18-10. Это наименование им дает номинальное содержание в них 18 % хрома и 10 % никеля.

Хромоникелевые аустенитные стали в ГОСТ 5632-72

В ГОСТ 5632-72 хромоникелевые аустенитные стали представлены марками 12Х18Н9Т, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9, 17Х18Н9, 08Х18Н10, 03Х18Н11.

Роль хрома в аустенитных нержавеющих сталях

Основным элементом, дающим сталям типа 18-10 высокую коррозионную стойкость, является хром. Роль хрома заключается в том, что он обеспечивает способность стали к пассивации. Наличие в стали хрома в количестве 18 % делает ее стойкой во многих окислительных средах, в том числе в азотной кислоте в большом диапазоне, как по концентрации, так и по температуре.

Роль никеля в аустенитных нержавеющих сталях

Легирование никелем в количестве 9-12 % переводит сталь в аустенитный класс. Это обеспечивает стали высокую технологичность, в частности, повышение пластичности и снижение склонности к росту зерна, а также уникальные служебные свойства. Стали типа 18-10 широко применяют в качестве коррозионностойких, жаростойких, жаропрочных и криогенных материалов.

Фазовые превращения в аустенитных нержавеющих сталях

В хромоникелевых аустенитных сталях могут происходить следующие фазовые превращения:

• выделение избыточных карбидных фаз и σ-фазы при нагреве в интервале в интервале 450-900 ºС;
• образование в аустенитной основе δ-феррита при высокотемпературном нагреве;
• образование α-фазы мартенситного типа при холодной пластической деформации или охлаждении ниже комнатной температуры.

Межкристаллитная коррозия в аустенитных нержавеющих сталях

Склонность стали к межкристаллитной коррозии проявляется в результате выделения карбидных фаз. Поэтому при оценке коррозионных свойств стали важнейшим фактором является термокинтетические параметры образования в ней карбидов.

Склонность к межкристаллитной коррозии закаленной стали типа 18-10 определяется, в первую очередь, концентрацией углерода в твердом растворе. Повышение содержания углерода расширяет температурный интервал склонности стали к межкристаллитной коррозии.

Сталь типа 18-10 при выдержке в интервале 750-800 ºС становится склонной к межкристаллитной коррозии:

• при содержании углерода 0,084 % — уже   в течение 1 минуты;
• при содержании углерода 0,054 % — в течение 10 минут;
• при содержании углерода 0,021 5 – через более чем 100 минут.

С уменьшением содержания углерода одновременно снижается температура, которая соответствует минимальной длительности изотермической выдержки до начала межкристаллитной коррозии.

Сварка аустенитных нержавеющих сталей

Необходимую степень стойкости стали против межкристаллитной коррозии, позволяющей выполнять сварку достаточно толстых сечений, обеспечивает содержание углерода в стали типа 18-10 не более 0,03 %.

Межкристаллитная коррозия при 500-600 ºС

Снижение содержания углерода даже до 0,006 % не обеспечивает полной стойкости сталей типа 18-10 к межкристаллитной коррозии при 500-600 ºС.  Это представляет опасность при длительной службе металлоконструкций в этом интервале температур.

Стабилизация стали титаном и ниобием

При введении в хромоникелевую сталь типа 18-10 титана и ниобия, которые способствуют образования карбидов, меняются условия выделения карбидных фаз. При относительно низких температурах 450-700 ºС преимущественно выделяются карбиды типа Cr23C6, которые и дают склонность к межкристаллитной коррозии. При температурах выше 700 ºС преимущественно выделяются специальные карбиды типа TiC или NbC. При выделении только специальных карбидов склонности к межкристаллитной коррозии не возникает.

Азот в аустенитных нержавеющих сталях

Азот, как и углерод, имеет переменную растворимость в аустените. Азот может образовывать при охлаждении и изотермической выдержке самостоятельные нитридные фазы или входить в состав карбидов, замещая в них углерод. Влияние азота на склонность к межкристаллитной коррозии хромоникелевых аустенитных сталей значительно слабее, чем у углерода, и начинает проявляться только при содержании его более 0,10-0,15 %. Вместе с тем, введение азота повышает прочность хромоникелевой аустенитной стали. Поэтому на практике применяют в этих сталях небольшие добавки азота.

Влияние содержания хрома

С повышением концентрации хрома растворимость углерода в хромоникелевом аустените уменьшается, что облегчает выделение в нем карбидной фазы. Это, в частности, подтверждается снижением ударной вязкости стали с повышением содержания хрома, что связывают с образованием карбидной сетки по границам зерен.

Вместе с тем, повышение концентрации хрома в аустените приводит к существенному снижению склонности стали к межкристаллитной коррозии. Это объясняют тем, что хром существенно повышает коррозионную стойкость стали. Более высокая концентрация хрома в стали дает меньшую степень обеднения им границ зерен при выделении там карбидов.

Влияние содержания никеля

Никель снижает растворимость углерода в аустените и тем самым снижает ударную вязкость стали после отпуска и повышает ее склонность к межкристаллитной коррозии.

Влияние легирующих элементов на структуру стали

По характеру влияния легирующих и примесных элементов на структуру хромоникелевых аустенитных сталей при высокотемпературных нагревах их разделяют на две группы:1) ферритообразующие элементы: хром, титан, ниобий, кремний;2) аустенитообразующие элементы: никель, углерод, азот.

Дельта-феррит в хромомолибденовой аустенитной стали

Присутствие дельта-феррита в структуре аустенитной хромоникелевой стали типа 18-10 оказывает отрицательное влияние на ее технологичность при горячей пластической деформации – прокатке, прошивке, ковке, штамповке.

Количество феррита в стали жестко лимитируется соотношением в ней хрома и никеля, а также технологическими средствами. Наиболее склонна к образованию дельта-феррита группа сталей типа Х18Н9Т (см. также Нержавеющие стали). При нагреве этих сталей до 1200 ºС в структуре может содержаться до 40-45 % дельта-феррита. Наиболее стабильными являются стали типа Х18Н11 и Х18Н12, которые при высокотемпературном нагреве сохраняют практически чисто аустенитную структуру.

Мартенсит в хромоникелевых аустенитных  сталях

В пределах марочного состава в сталях типа Х18Н10 хром, никель, углерод и азот способствуют понижению температуры мартенситного превращения, которое вызывается охлаждением или пластической деформацией.

Влияние титана и ниобия может быть двояким. Находясь в твердом растворе, оба элемента повышают устойчивость аустенита в отношении мартенситного превращения. Если же титан и ниобий связаны в карбонитриды, то они могут несколько повышать температуру мартенситного превращения. Это происходит потому, что аустенит в этом случае обедняется углеродом и азотом и становится менее устойчивым. Углерод и азот являются сильными стабилизаторами аустенита.

Термическая обработка хромоникелевых аустенитных  сталей

Для хромоникелевых аустенитных сталей возможны два вида термической обработки:

• закалка и
• стабилизирующий отжиг.

Параметры термической обработки отличаются для нестабилизированных сталей и сталей, стабилизированных титаном или ниобием.

Закалка является эффективным средством предупреждения межкристаллитной коррозии и придания стали оптимального сочетания механических и коррозионных свойства.

Стабилизирующий отжиг закаленной стали переводит карбиды хрома:

• в неопасное для межкристаллитной коррозии состояние для нестабилизированных сталей;
• в специальные карбиды для стабилизированных сталей.

Закалка аустенитных хромоникелевых сталей

В сталях без добавок титана и ниобия под закалкой понимают нагрев выше температуры растворения карбидов хрома и достаточно быстрое охлаждение, фиксирующее гомогенный гамма-раствор. Температура нагрева под закалку с увеличением содержания углерода возрастает. Поэтому низкоуглеродистые стали закаливаются с более низких температур, чем высокоуглеродистые. В целом интервал температуры нагрева составляет от 900 до 1100 ºС.

Длительность выдержки стали при температуре закалки довольно невелика. Например, для листового материала суммарное время нагрева и выдержки при нагреве до 1000-1050 ºС обычно выбирают из расчета 1-3 минуты на 1 мм толщины.

Охлаждение с температуры закалки должно быть быстрым. Для нестабилизированных сталей с содержанием углерода более 0,03 % применяют охлаждение в воде. Стали с меньшим содержанием углерода и при небольшом сечении изделия охлаждают на воздухе.

Стабилизирующий отжиг аустенитных хромоникелевых сталей

В нестабилизированных сталях отжиг проводят в интервале температур между температурой нагрева под закалку и максимальной температуры проявления межкристаллитной коррозии. Величина этого интервала в первую очередь зависит от содержания хрома в стали и увеличивается с повышением его концентрации.

В стабилизированных сталях отжиг проводят для перевода углерода из карбидов хрома в специальные карбиды титана и ниобия. При этом освобождающийся хром идет на повышение коррозионной стойкости стали. Температура отжига обычно составляет 850-950 ºС.

Стойкость аустенитных хромоникелевых сталей к кислотам

Способность к пассивации обеспечивает хромоникелевым аустенитным сталям достаточно высокую стойкость в азотной кислоте. Стали 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Б и 02Х18Н11 имеют первый балл стойкости:

• в 65 %-ной  азотной кислоте при температуре до 85 ºС;
• в 80 %-ной азотной кислоте при температуре до 65 ºС;
• 100 %-ной серной кислоте при температуре до 65 ºС;
• в смесях азотной и серной кислот: (25 % + 70 %) и 10 % + 60 %) при температуре до 70 ºС;
• в 40 %-ной фосфорной кислоте при 100 ºС.

Аустенитные хромоникелевые стали имеют также высокую стойкость к растворах органических кислот — уксусной, лимонной и муравьиной, а также в щелочах КОН и NaOH.

Нержавеющая сталь

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к нержавеющим сталям, используемым в деталях погружного оборудования, работающего в агрессивных средах под воздействием статических и динамических нагрузок. Сталь содержит углерод, марганец, кремний, хром, никель, медь, ниобий, азот, по меньшей мере один из следующих компонентов: алюминий, титан, а также железо и сопутствующие примеси в следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,01-0,05, марганец 0,3-1,8, кремний до 0,8, хром 14,0-17,0, никель 3,5-5,0, медь 1,5-3,5, ниобий 0,01-0,8, азот 0,01-0,07, по меньшей мере один из алюминия и титана 0,01-1,0, железо и сопутствующие примеси остальное. Повышаются механические свойства и коррозионная стойкость. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к нержавеющим сталям, используемым в деталях погружного оборудования, работающего в агрессивных средах под воздействием значительных статических и динамических нагрузок, в том числе, при высоком крутящем моменте, в частности - для изготовления валов нефтяных погружных насосов.

Для сталей, работающих в агрессивных средах в условиях высоких изгибающих и крутящих моментов, основными характеристиками являются максимальная нагрузка на материал при кручении и коррозионная стойкость. Повышение значений этих характеристик ведет к повышению ресурса работы оборудования.

Свойства стали, определяющие ее применение, определяются ее составом и содержащимися в стали легирующими элементами.

Легирующие элементы в стали по их влиянию на температуру полиморфных превращений относятся либо к аустенитообразующим, либо к ферритообразующим. К первой группе относятся элементы, расширяющие область существования структуры аустенита в стали в более широком интервале температур. Соответственно, элементы второй группы сужают область существования аустенита. Взаимное влияние легирующих элементов на феррит и аустенит не суммируется, а зависит от конкретных сочетаний и количеств легирующих элементов.

Принадлежность стали к конкретному классу для нержавеющих сталей определяется соотношением аустенито и ферритообразующих легирующих элементов в составе стали. Часто для этой цели вычисляют так называемые хромовый и никелевый эквиваленты, показывающие эмпирически установленное влияние комплекса легирующих элементов на устойчивость соответствующих фаз в стали.

Для условий работы в слабоагрессивных средах при высоких требованиях к механическим свойствам в настоящее время широкое применение находят стали мартенситно-ферритного класса, содержащие более 11 мас.% хрома, которые после закалки и отпуска имеют заданный комплекс механических свойств.

Подобные стали известны, в частности, из документов RU 2215815, С22С 38/48 от 11.10.2003 и RU 2073740, С22С 38/46 от 20.02.1997.

В патенте RU 2073740 раскрыта сталь, содержащая углерод 0,11-0,17 мас.%, кремний 0,6-0,8 мас.%, марганец 0,6-0,8 мас.%, хром 16-18 мас.%, никель 1,5-2,5 мас.%, ванадий 0,05-0,15 мас.%, азот 0,01-0,04 мас.%, кальций 0,001-0,03 мас.%, барий 0,001-0,01 мас.%, медь 0,2-0,5 мас.%, остаток - железо. С целью уменьшения количества δ-феррита и увеличения доли мартенсита в сталь вводятся азот и ванадий. Преимуществом данной стали являются высокие прочностные характеристики при высокой способности работать на кручение в упругой области. Вместе с тем снижение доли δ-феррита отрицательно сказывается на коррозионной стойкости стали, поскольку δ-феррит в стали препятствует распространению коррозионных трещин в связи с его меньшими, чем у мартенсита прочностными свойствами.

Повышение коррозионной стойкости мартенсито-ферритной нержавеющей стали за счет стабилизации в структуре стали определенного количества феррита известно из патента RU 2215815, С22С 38/48 от 11.10.2003, который является ближайшим аналогом настоящего изобретения. Из патента RU 2215815 известна сталь мартенсито-ферритного класса, имеющая следующий состав: углерод 0,01-0,07%, кремний 0,4-0,8%, марганец 0,4-0,8%, хром 15-17%, никель 2,5-4,5%, медь 1,6-3,0%, ниобий 0,15-0,35%. С целью повышения уменьшения количества карбидов хрома, снижающих пластичность стали, и установления необходимого количества ферритной фазы в состав стали введен ниобий. В качестве эквивалента ниобия может выступать тантал.

Задачей изобретения является создание нержавеющей стали, используемой в деталях погружного оборудования, работающего в агрессивных средах под воздействием значительных статических и динамических нагрузок.

При этом сталь согласно изобретению имеет наряду с высокой коррозионной стойкостью, также повышенные механические свойства и пригодна для долговременной эксплуатации в качестве материала деталей погружных насосов, работающих в условиях агрессивных сред при высоких крутящих моментах.

Для достижения данных показателей предлагается использовать нержавеющую сталь, содержащую углерод, марганец, кремний, хром, никель, медь, ниобий и азот, по меньшей мере один из следующих компонентов: алюминий, титан, а также железо и сопутствующие примеси, при этом сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

железо и сопутствующие примеси остальное, и имеет мартенситно-ферритную структуру с содержанием феррита 10-30%.

В качестве сопутствующих примесей в стали могут содержаться сера и фосфор в количестве не более 0,04 мас.%.

Кроме того, изобретение относится к валу для погружных насосов, предназначенному для применения в деталях нефтяного и бурового оборудования и изготовленному из заявляемой стали.

Сталь согласно изобретению отличается от прототипа содержанием азота, алюминия и титана.

Известно, что регулирование концентрации азота в стали осуществляется посредством выбора соответствующих шихтовых материалов и способа производства стали. Для достижения концентрации азота в коррозионно-стойкой нержавеющей стали на уровне менее примерно 0,01%, обычно используют вакуумную индукционную печь, при производстве стали в открытой дуговой сталеплавильной или индукционной печи и при использовании последующей вакуумной обработки расплава для подобного класса сталей, концентрация азота меняется в интервале 0,05-0,15 мас.%, более низкие значения на практике при выбранном способе производства практически не достигаются.

Предлагаемая сталь относится к мартенситно-ферритному классу с содержанием феррита 10-30%. Содержание феррита в стали обеспечивается соотношением эквивалентов Ni и Cr, определяемым как

.

В свою очередь, эквиваленты хрома и никеля определяются по формулам:

В уравнениях 2, 3 в качестве концентрации элементов используется концентрация в массовых процентах.

Повышенное содержание феррита обеспечивает высокую стойкость стали к коррозионному растрескиванию под напряжением в среде сероводорода, поскольку феррит, являясь более мягкой фазой по сравнению с мартенситом, служит буфером для распространения трещин.

Заявителем было обнаружено, что оптимальное значение параметра «К» в уравнении (1) находится в интервале от 16,7 до 19,2, а значение параметра «А» составляет 0,6. Данное соотношение эквивалентов никеля и хрома обеспечивает получение стали со структурой мартенсита и феррита и количеством феррита в ней в пределах 10-30%.

При значении никелевого эквивалента более верхнего предела, определенного по соотношению (1), содержание феррита в стали получается менее 10%. Снижается стойкость стали к коррозионному растрескиванию под напряжением.

При содержании никеля менее нижнего предела, определенного по соотношению (1), содержание феррита в стали получается более 30%. Сталь в этом случае имеет недостаточную прочность.

Экспериментально было установлено, что повышение меди выше 3,5-4% и снижение менее 1% приводит к ухудшению пластических свойств материала, в частности, относительного удлинения (см. чертеж).

Повышение механических свойств заявляемой стали по сравнению с аналогом достигается за счет создания в стали предпосылок для осуществления механизма дисперсионного твердения. Данный механизм основан на выделении при термобработке в стали интреметаллидных соединений, состоящих из никеля, меди и ниобия. Для усиления данного эффекта к стали известного из RU 2215815 состава дополнительно добавляют алюминий и титан в количествах, не превышающих 2%. Алюминий и титан образуют с никелем интерметаллидные соединения типа Ni3Ti и Ni3Al. Превышение данной суммарной концентрации алюминия и титана приводит к излишнему повышению прочности матрицы и снижению упругих свойств.

Другим механизмом повышения механических свойств является упрочнение матрицы, которое осуществляется согласно изобретению за счет выделения мелкодисперсных, равномерно распределенных по объему зерна карбидов. Для дополнительного упрочнения матрицы в сталь вводится азот в количестве не более 0,12%. Таким образом, создаются условия для выделения совместно с карбидами также и нитридов, ниобия, алюминия и/или титана (карбонитридное упрочнение).

Избыточное содержание азота в стали приводит к повышенному количеству нитридов в стали. Избыточные нитриды выделяются не только равномерно по объему зерна, но и концентрируются по границам зерен. В результате ухудшаются пластические свойства стали, снижается ударная вязкость.

Наличие в составе стали никеля и меди, а также титана и алюминия ведет к выделению в стали в процессе термообработки интерметаллидных фаз следующего состава Ni3R, где R - элемент, образующий с никелем интерметаллидные соединения.

Выделение интерметаллидных соединений в стали ведет к повышению ее прочностных свойств.

Дополнительное введение в сталь бора, в количестве 0,0005-0,04% обеспечивает выделение некоторого количества боридов типа МnВm (NiB, CoB, MnB, FeB, CrB). Данные соединения являются более прочными, чем нитриды и карбиды, что ведет к дальнейшему повышению прочностных свойств стали. Кроме того, уменьшается количество выделений на границах зерен, что также ведет к некоторому повышению пластических свойств.

Далее изобретение поясняется на примере его осуществления.

Пример

Были выплавлены три плавки стали, состав стали первой плавки соответствовал стали по прототипу RU 2215815, состав стали второй плавки соответствовал стали согласно предлагаемому изобретению без бора, состав стали третьей плавки соответствовал стали согласно предлагаемому изобретению с бором.

Разливка стали осуществлялась в слитки 1,15 т. Слитки прокатывались на блюминге на заготовки квадрат 100 мм. Заготовки прокатывались на мелкосортном стане 250 на прутки диаметром 20 мм и длиной 5400 мм. Далее для полученных заготовок из указанных выше сталей применялась термообработка по указанному режиму.

Термообработка прутков заключалась в двойном отпуске по следующим режимам:

- нагрев и выдержка прутков при температуре 620°С в течение 4 часов с последующим охлаждением на воздухе;

- повторный нагрев и выдержка прутков при температуре 620°С в течение 4 часов с последующим охлаждением на воздухе.

На готовых прутках определялись механические свойства, а также стойкость стали к коррозионному растрескиванию под напряжением в сероводородной среде.

Испытания механических свойств проводили по ГОСТ 1497-43, ударной вязкости по ГОСТ 9454-78.

Стойкость стали к коррозионному растрескиванию под напряжением в сероводородной среде проводили по методике стандарта NACE ТМ 0177-96 (США). Образец помещался в среду водного раствора сероводорода и к нему прикладывалось растягивающее усилие, которое создавало напряжение в металле, равное 70% от предела текучести стали. Стойкость стали к коррозионному растрескиванию под напряжением в сероводородной среде определялось как время, прошедшее с начала испытаний до полного разрушения образца. Результаты испытаний двух сталей с различным содержанием компонентов приведены в таблице.

Из таблицы видно, что при практическом соответствии пластических свойств заявляемой стали без бора и стали прототипа, у стали, согласно изобретению без бора, значительно более высокие прочностные свойства, а также коррозионная стойкость. Сталь, согласно изобретению с бором, обеспечила дальнейшее повышение пластических свойств, прочностных и коррозионных свойств.

Предложенная сталь мартенсито-ферритного класса позволяет использовать ее для деталей, работающих в условиях агрессивных сред при больших крутящих моментах. Предложенная сталь обладает высоким комплексом механических свойств и коррозионной стойкостью, обеспечивающей длительную эксплуатацию изделий из этой стали, на 14% большую по сравнению с известной сталью, дополнительное повышение свойств стали обеспечивается введением бора.

1. Нержавеющая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, медь, ниобий, азот, по меньшей мере один из следующих компонентов: алюминий, титан, а также железо и сопутствующие примеси, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

и имеет мартенситно-ферритную структуру с содержанием феррита 10-30%.

2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит бор в количестве 0,0005-0,04 мас.%.

3. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она имеет структуру, содержащую интерметаллидные соединения никеля с алюминием или титаном.

www.findpatent.ru

Литейные заводы России

Нержавеющие стали ценят за их высокое сопротивление коррозии. Все по-настоящему нержавеющие стали содержат не менее 11 % хрома. Такое содержание хрома обеспечивает образование тонкого защитного поверхностного слоя из карбида хрома при взаимодействии стали с кислородом.

Влияние хрома на коррозионную стойкость стали

Именно хром делает сталь нержавеющей. Кроме того, хром является элементом, повышающим устойчивость феррита. Рисунок 1 иллюстрирует влияние хрома на диаграмму состояния железо-углерод. Хром заставляет аустенитную область сжаться тогда, как ферритная область увеличивается в размерах. При высоком содержании хрома и низком содержании углерода феррит является единственной фазой вплоть до температуры ликвидуса.

Рисунок 1 — Влияние 17 % хрома на диаграмму состояния железо-углерод. При низком содержании углерода феррит является устойчивым при всех температурах. Буква «М» обозначает «металл», например, хром или железо, а также другие легирующие элементы.

Различают несколько видов нержавеющих сталей, основанных на различиях кристаллической структуры и упрочняющих механизмов.

Ферритные нержавеющие стали

Ферритные нержавеющие стали содержат до 30 % хрома и не более 0,12 % углерода. Благодаря своей объемноцентрированной кристаллической структуре (ОЦК) ферритные стали имеют хорошую прочность и приличную пластичность , которые достигаются за счет упрочнения твердого раствора и деформационного упрочнения. Ферритные стали являются ферромагнитными или, говоря по-простому, «магнитят». Они не поддаются термической обработке. Ферритные стали имеют отличную коррозионную стойкость, обладают умеренной способностью поддаваться обработке давлением и являются относительно дешевыми.

К ферритным  нержавеющим сталям относятся стали 08Х13, 12Х17, 08Х17Т, 15Х25Т, 15Х28 по ГОСТ 5632-72.

Мартенситные нержавеющие стали

Из рисунка 1 видно, что сталь с 17 % хрома и 0,5 % углерода при нагреве до 1200 ºС образует 100 %-ный аустенит, который превращается в мартенсит при закалке стали в масле.  Мартенсит затем отпускают для получения высокой прочности и твердости стали (рисунок 2).

Рисунок 2 – Мартенситная нержавеющая сталь.  Содержит крупные первичные карбиды и мелкие карбиды, которые образовались при отпуске.

Содержание хрома в мартенситных сталях обычно не более 17 %, так как в противном случае аустенитная область на диаграмме состояния становится слишком маленькой. Это приводит к тому, что в нее становится технологически трудно попасть: требуется жесткий контроль содержания углерода и температуры аустенитизации. Более низкое содержание хрома позволяет расширить содержание углерода от 0,1 до 1,0 %, что дает возможность получать мартенсит различной твердости. Комбинация высокой твердости, прочности и коррозионной стойкости делает эти стали подходящим для изготовления таких изделий как высококачественные ножи и шариковые подшипники.

К мартенситным нержавеющим сталям относятся стали 20Х13, 30Х13, 40Х13, 14Х17Н2 по ГОСТ 5632-72.

Аустенитные нержавеющие стали

Никель является элементом, который повышает устойчивость аустенита. Присутствие никеля в стали увеличивает размер аустенитной области, тогда как феррит почти полностью изчезает из железо-хромово-углеродистых сплавов (рисунок 3).

Рисунок 3 — Сечение диаграммы состояния железо-хром-никель-углерод при 18 % хрома и 8 % никеля. При низком содержании углерода аустенит является устойчивым при комнатной температуре.

Если содержание углерода становиться ниже 0,03 %, то карбиды в стали вообще не образуются и сталь является полностью аустенитной при комнатной температуре (рисунок 4).

Рисунок 4 – Аустенитная нержавеющая сталь

Аустенитные нержавеющие стали обладают высокой пластичностью, способностью обработке давлением и коррозионной стойкостью.

Термическая обработка нержавеющих сталей аустенитного класса заключается в закалке в воде с температуры 1050-1100 °С. Такой нагрев вызывает растворение карбидов хрома, а быстрое охлаждение фиксирует состояние пресыщенного твердого раствора. Очень важно отметить, что в результате закалки твердость этих сталей не повышается, а снижается. Поэтому для аустенитных нержавеющих сталей закалка является смягчающей термической операцией.

Свою прочность аустенитная нержавеющая сталь получает за счет холодного наклепа — нагартовки. Аустенитные стали могут получать деформационное упрочнение до значительно более высоких величин, чем ферритные нержавеющие стали. При деформациях порядка 80-90 % предел текучести достигает 980-1170 МПа, а предел прочности — 1170-1370 МПа. Ясно, что такого наклепа можно достичь только при изготовлении таких видов изделий, как тонкий лист, лента, проволока.

Аустенитные нержавеющие стали являются немагнитными, что дает им преимущество во многих применениях.

Представителями аустенитных нержавеющих сталей являются стали 12Х18Н9 и 17Х18Н9, 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т, 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Б, 03Х18Н11 по ГОСТ 5632-72.

Дисперсионно твердеющие нержавеющие стали

Эти стали называют также высокопрочными нержавеющими сталями. Дисперсионно твердеющие нержавеющие стали содержат алюминий, ниобий или тантал и получают свои свойства за счет закалки, деформационного упрочнения, упрочнения старением и мартенситного превращения. Сталь сначала нагревают и закаливают с превращением аустенита в мартенсит. Повторный нагрев вызывает выделение из мартенсита упрочняющих частиц, таких как NiAl3. Высокая прочность этих сталей достигается даже при низком содержании углерода.

К дисперсионно твердеющим сталям относятся стали 07Х16Н6, 09Х15Н8Ю, 08Х17Н5М3, 04Х25Н5М2, ХН40МДТЮ по ГОСТ 5632-72.

Двухфазные нержавеющие стали

В некоторых случаях в структуре нержавеющих сталей намеренно получают смесь различных фаз. При соответствующем контроле химического состава и режимов термической обработки получают сталь с содержанием, например, 50 % феррита и 50 % аустенита. Такая комбинация фаз в структуре стали обеспечивает ей такое уникальное сочетание механических свойств, коррозионной стойкости, способности к обработке давлением и свариваемости, которое невозможно достичь в никаких других нержавеющих сталях. Иногда их называют по-зарубежному — дуплексные стали.

К двухфазным нержавеющим сталям относятся стали 08Х22Н6Т, 03Х23Н6, 08Х21Н6М2Т, 03Х22Н6М2, 08Х18Г8Н2Т, 03Х24Н6М3 по ГОСТ 5632-72.

otlivka.info

феррита трубка из нержавеющей стали Завод, Вы можете непосредственно заказать продукты с Китайских феррита трубка из нержавеющей стали Заводов в списке.

ru.made-in-china.com

• 
  Гальваническая сталь
• 
  Горячекатаная сталь это
• 
  Производство изделия из нержавеющей стали
• 
  Сталь армированная
• 
  Специальный вид стали
• 
  Сталь угловая равнополочная 50х50х5
• 
  Гост на сталь 20 для труб
• 
  Линия по производству стальных труб
• 
  Изготовление труб из листовой стали
• 
  К какие стали относятся к высокохромистым
• 
  Полный отжиг углеродистой стали 45 производят при температуре