Способ обработки аустенитных нержавеющих сталей. Нержавеющие стали аустенитные

Аустенитные нержавеющие стали - Технологии

5. Карбидная фаза в легированных сталях

В сталях карбиды образуются только металлами, расположенными в периодической системе элементов левее железа (см. рис. 279). Эти металлы, как и железо, относятся к элементам переходных групп, имеют менее достроенную -электронную полосу. Чем левее расположен в периодической системе карбидообразующий элемент, тем менее достроена его -полоса.

Имеется достаточно оснований предполагать, что в процессе карбидообразования углерод отдает свои валентные электроны на заполнение электронной полосы атома металла, тогда как у металла валентные электроны образуют металлическую связь, обусловливающую металлические свойства карбидов.

Многочисленные опыты показывают, что чем левее в периодической системе расположен элемент, т. е. чем менее достроена у него электронная полоса, тем более устойчив карбид. Эти обстоятельства позволяют сформулировать положения, характеризующие в общем виде условия карбидообразования в сталях: только элементы с -электронной полосой, заполненной меньше, чем у железа, являются карбидообразующими; активность их как карбидообразователей тем сильнее и устойчивость образующихся карбидных фаз тем больше, чем менее достроена -полоса у металлического атома.

Это положение позволяет указать условия образования карбидов в стали при наличии нескольких карбидообразующих элементов, последовательность растворения в аустените различных карбидов и другие факторы, важные для теории легирования, практики производства и применения легированных сталей.

В соответствии со сказанным карбиды в сталях будут образовывать следующие элементы: титан, ванадий, хром, марганец, цирконий, ниобий, молибден, гафний, тантал, вольфрам.

В природе известны карбиды никеля и кобальта, но в сталях, т. е. в сплавах на основе железа, эти металлы карбидов не образуют, так как на -полосе кобальт

Способ обработки аустенитных нержавеющих сталей

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 D 6/00 (i i li q q g

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (л) (АЭ

,ф

I(Q (Я (> (21) 4746285/02 (22) 08.08.89

{46) 15.05.92, Бюл, ¹ 18 (71) Институт проблем сверхпластичности металлов АН СССР (72) О, А. Кайбышев, К. Г. Фархутдинов, P. Г. Зарипова и Е. Е. Синицына (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 492563, кл. С 21 D 8/00, 1974, Заявка Японии

¹ 53-71619, кл. С 21 D 6/00, 1988.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1397507, кл, С 21 D 6/00, 1988.

Изобоетение относится к металлургии и может быть использовано при обработке давлением аустенитных нержавеющих сталей системы Fe-Cr-Ni для изготовления высоконагруженных конструкций.

Аустенитные нержавеющие стали, обладающие коррозионной стойкостью, широко применяются для работы в агрессивных средах. Однако они термически не упрочняются и их применение в высоконагруженных конструкциях ограничено невысокими значениями предела прочности ((т, = 600800 М Па) и текучести (o о = 250-400 МПа).

Повышение прочностных характеристик сталей данного класса позволяет расширить область их применения, заменить ими дорогостоящие высокопрочные стали, Известен способ обработки метастабильной аустенитной стали 16 Cr-10 Ni, заключающийся в деформации при комнатной температуре со степенью я = 93% и последующем отжиге при 800-900 К в течение

5-10 мин. При холодной деформации из ме„„. Ж ÄÄ 1733485 А1 (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ АУСТЕНИТНЫХ

НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к металлургии и обработке давлением, Сущность: сталь системы Fe-Cr-Ni деформируют при 1000% со степенью E>60% и закаливают в воде, затем охлаждают при 196 С и деформируют.

Обратное a"- у-превращение проводят после холодной деформации при 630650 С, 1 табл. тастабильного аустенита образуется мартенсит деформации, который при последующем нагреве претерпевает а — g-превращение. B результате такой об1 работки формируется структура с средним размером зерен аустенита 0,5 мкм и предел текучести повышается до ст о2 = 700 МПа.

Однако такая обработка неприменима к стабильным аустенитным сталям, температура образования мартенсита деформации которых, как правило,, лежит в области отрицательных температур. Кроме того, не достигается существенного повышения прочности свойств.

Известен способ обработки стабильных аустенитных сталей, заключающийся в обработке стали на твердый раствор при

1140 С в течение 1,5 ч, охлаждении в воде, последующем охлаждении в жидком азоте (-196 С) и деформации до получения 80% мартенсита, старении при 400 С в течение

2 ч, При такой обработке достигается высо3

1733485

75 кг/мм; д= 25-307 ; ф= 65-70 д, ан = 7 кгм/см .

Недостатком известного способа является также высокая температура обратного превращения, при которой происходит и рекристаллизация, что не обеспечивает сохранения прочности на достаточно высоком уровне.

Цель изобретения — повышение преде0 ла прочности и текучести за счет получения однородной субмикронной структуры аустенита в сталях системы Fe-Cr-Ni.

Поставленная цель достигается тем, что заготовки предварительно деформируют в

5 изотермических условиях при 900-1000 С со степенью не менее 607, и закаливают в воду после прекращения деформации, затем проводят охлаждение при -196 С и деформацию, при этом образуется мартенсит деформации, обратное а — у-превращение

1 проводят непосредственно после холодной деформации при 630-560 С, Предлагаемый способ позволяет получить структуру аустенита со средним размером зерен 0,1-0,3 мкм с пределом прочности о> >1500 МПа, текучести ст оц

1400 МПа.

Проведение горячей деформации как способа подготовки мелкозернистой микроструктуры для повышения пластичности при последующей сверхпластической деформации в технике известно. Этот температурный интервал соответствует области протекания динамической рекристаллизации в аустенитных сталях, в результате формируется мелкозернистая (10 мкм) микроструктура. Однако сочетание горячей деформации с закалкой со штампа и холодной деформации при отрицательных температурах позволяет получить высокодисперсный "бесструктурный" мар.тенсит, последующий нагрев которого приводит к формированию субмикронной

5 структуры аустенита и существенному повышению предела прочности и текучести.

Проведение закалки непосредственно после горячей деформации при этом позволяет зафиксировать твердый раствор, Твердый раствор, зафиксированный после деформации, существенно отличается от твердого раствора, зафиксированного после нагрева без деформации. В первом случае фиксируется структура с более высокой плотностью дислокаций, что впоследствии оказывает влияние на полноту мартенситного превращения и размер пластин марте нсита. При обратном

a — -превращении размер зерен вновь образовавшегося аустенита оп ределяется копрочное состояние: о; = 1900-2300 МПа; о о = 1500 МПа, Недостатком данного способа является то, что при нагреве при 400 С не происходит обратной а — y = перекристаллизации, а

1 5 наблюдается лишь расслоение твердого раствора на обедненные и обогащенные хромом зоны и выделение карбидов типа

Ме зСе, приводящее к существенному повышению прочности. Сохранившаяся мартенситная структура снижает коррозионную стойкость стали, Известен способ обработки нержавеющих аустенитных сталей типа 18-8, включао

1 ющий нагрев при 1080 С и закалку на твердый раствор, охлаждение до -196 С, заем выдержку (отогрев) до температуры -150

-180 С, последующую деформацию заготовок со степенью e= 15-20/ и отпуск при

200-250 С.

Указанный способ обеспечивает высокие прочностные свойства (os = 1900 Mila) за счет сохранения структуры мартенсита.

Известен способ получения мелкозер- 2 нистой аустенитной стали марок SUS 304, SUS 316, согласно которому заготовки нагревают до 1100 С в течение 30 мин, охлаждают, затем подвергают обработке давлением при температуре ниже точки начала мартенситного превращения при деформации (-196 С), после образованияр20 мартенсита сталь нагревают при 1000 С в течение 30 мин, вновь получая аустенитную структуру, размер зерен 7-8 баллов по шка- 3 ле ASYM, что соответствует 20-30 мкм. При этом устраняется разнозернистость.

Недостатком данного способа является высокая температура как предварительного, так и последующего нагрева, способст- 4 вующая в первом случае формированию крупнозернистой структуры и впоследствии получению грубопластинчатого мартенсита, во втором вызывающая диффузионный распад мартенсита и рост зерен. 4

Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки нержавеющих сталей типа 18-10, по которому заготовки стали

12Х18Н10Т нагревают при 1100 С и закаливают в воду. Затем проводят охлаждение при -40 -100 С и деформацию со степенью

25-40/ за несколько проходов. Деформированные заготовки подвергаются старению при 450 С в течение 30 ч. 4ля обратного превращения мартенсита в аус- 5 тенит проводят нагрев в соляной ванне при

760 С в течение 8 мин и закалку в воду. В результате формируется аустенитная структура со следующими механическими свойствами: а, =82-95 кг/мм; о щ =622.

1733485 толщиной мартенситных пластин, за счет чего достигается субмикронная структура, Способ известным способам горячую деформацию не применяли, Таким образом, применение предварительной горячей деформации с закалкой в воду в сочетании с обработкой при отрицательных (-196 C) температурах и последующим нагревом при

630-650 С отличают предлагаемый способ от известных.

Выбор температурной области деформации 900-1000 С обусловлен тем, что деформация ниже 900 С не обеспечивает полного протекания динамической рекристаллиэации и образования равноосной микроструктуры. Деформа ция вы ше

1000 С нецелесообразна из-за роста зерен ввиду протекания динамической собирательной рекристаллизации, активизации процессов возврата, Деформация со степенью менее 60 также не обеспечивает протекания динамической рекристаллиэации в полном объеме, приводит к образованию разнозернистости, неоднородности микроструктуры.

Нагрев стали после холодной деформации при 630-650 С обусловлен тем, что ниже

630 С обратное а — у-превращение не является полным, в структуре имеется остаточный мартенсит; При нагреве выше 650 С обратное a — у-превращение совмещает1 ся с частичной рекристаллизацией, что ведет к снижению прочностных характеристик.

Таким образом, совокупность процессов, предварительной деформации при 900 1000 С с закалкой со штампа, деформации при отрицательных температурах, последующий нагрев при 630-650 С позволяет повысить предел прочности и текучести за счет получения однородной субмикронной структуры аустенита в нержавеющих сталях системы Fe-Cr-Ni, Способ прост в осуществлении, Горячая деформация может быть проведена на гидравлических прессах, снабженных изотермическим блоком для нагрева, Нагрев заготовок и последующий отжиг могут быть выполнены в печах камерного типа. Последующий отжиг также может быть проведен в соляных ваннах, Пример. Исходной заготовкой служа прутки промышленчой стали 12Х18Н10Т стандартного химического состава.

Заготовки /40х60 мм нагревают до

1000"С и подвергают изотермической деформации при этой температуре. Оборудование — гидравлический пресс усилием 630 тс, оснастка — изотермический блок нагрева

УИШИБ-280 с плоскими бойками. Скорость деформации 5 10 с . Применяют схему деформации осадка с кантовкой. Суммарная степень деформации 80 . Осаженные заго5 товки со штампа закаливают в воду.

В результате получают однородную мелкозернистую микроструктуру с средним размером зерен 6 мкм, Штампованные заготовки охлаждают в

10 жидком азоте в течение 30 мин, затем подо вергают осадке с кантовкой на 90 между плоскими бойками на гидравлическом прессе усилием 400 тс до степени 40 .

Затем заготовку нагревают в соляной

15 ванне при 630 С в течение 5 мин. Проводят контроль структуры. Из штамповки вырезают разрывные образцы с диаметром рабочей части 5 мм. Механические испытания проводят по стандартным методикам испы20 таний на растяжение, Результаты контроля микроструктуры и механических испытаний приведены в таблице.

Аналогично проводят обработку с изменением температуры предварительной де25 формации, степени деформации, температуры нагрева.

Дополнительно проведена обработка по режиму известного способа, Результаты сведены в таблицу 1, 30 Из таблицы видно, что при обработке предлагаемым способом получают субмикронную структуру в сочетании с высоким пределом прочности и текучести, Предел прочности повышается по сравнению с со35 стоянием поставки более чем в 2 раза, а с известным способом в 1,7 раза предел текучести — в 4 и 2 раза соответственно.

Таким образом, обработка предлагаемым способом позволяет существенно по40 высить прочностные свойства нержавеющих аустенитных сталей Fe-Cr-Ni при сохранении аустенитной структуры и, следовательно, расширить диапазон применения их в технике, сократив применение

45 специальных высокопрочных сталей, Формула изобретения

Способ обработки аустенитных нержа50 веющих сталей, преимущественно Fe-Cr-Ni, включающий закалку на твердый раствор, деформацию при отрицательной температуре ниже -100 С и последующий нагрев для обратного превращения мартенсита в аус55 тенит,отличающийся тем,что,сцелью повышения предела прочности и текучести за счет получения субмикронной структуры аустенита. предварительно перед закалкой проводят деформацию при 900-1000 Ñ со степенью не менее 60, нагрев до 6301733485

650 С для превращения мартенсита в аустенит производят непосредственно после деформации при отрицательных температурах.

Темпе| ратура нагрева, С

Условия нагрева Показатели качества

Условия холодной деформации

Условия предварительной деформации дарка стаРазмер зерен, мкм

Размер зерен Н а 1 яда

J. лл

Т, С Время, мил

Скорос т с

-I ь, Степеньь, Темп1. ратура, С

12Х18810Т

0,6

0,2

0,15

С,1

„196

-196

-196

-1об

630 5

630 5

630 5

630 5

1330 1100

1540 1480

154О 1490

1560 1500

5.10-з

12

4,2

3,5

2,5

Неполн. рекрнст.

6,6

6,6

Разнозерн.

6,0

G,0

1,050

9еО

850

630 5

-196 40

Пг проводилась

1510 1430

1000

-1 "6

-196

1480 141 О

1240 1130

650 5

660 5

620 5

0,3

0,4 наст. ра. а. 0,2

1000 н

1000

80 6,0

-196 далолн.превр. сстат.мартенснт

450 180

760 8

12218В107 1100 закалка в воду

89С 690

8,2

-196

+ ь

При обработке пз известному способу нагрев при старении проводили в среда воздуха, награв 760 С и нагрев по прадлагаемому с.юсобу &20-660 С проьодили в соляной ванне е

30

40

50

Составитель А, Орешкина

Pедактор А. Orap Техред М.Моргентал Корректор Т, Малец

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1640 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

www.findpatent.ru

Аустенитная нержавеющая сталь - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Аустенитная нержавеющая сталь

Cтраница 4

Недостатком аустенитных нержавеющих сталей является их склонность к коррозии под напряжением в морской воде.  [46]

Склонность аустенитных нержавеющих сталей к межкристал-литной коррозии зависит от содержания в них углерода. В результате этого процесса прилегающие к границам зерен участки сплава обедняются хромом. Его содержание может упасть ниже 12 %, которые необходимы для поддержания пассивности. В местах превращений объем сплава меняется, и это изменение объема распространяется от границы зерен на небольшое расстояние в глубь зерна. В результате на протравленной поверхности наблюдается расширение границ зерен. В сплаве, обедненном хромом, образуются активно-пассивные элементы с заметной разностью потенциалов. Зерна представляют собой катодные участки большой площади по сравнению с небольшими анодными участками границы зерен. Протекание электрохимических процессов приводит к сильной коррозии вдоль границ зерен и проникновению агрессивной среды в глубь металла.  [47]

Термообработка аустенитных нержавеющих сталей может влиять на коррозионное растрескивание их только в случае развития межкристаллитных трещин, когда отжигом растворяют карбиды хрома, выпадающие по границам зерен.  [48]

Поведение аустенитных нержавеющих сталей вызывает и ряд важных вопросов, на которые пока нет ответа.  [49]

В аустенитных нержавеющих сталях текстура после умеренной де формации или отжига бывает выражена слабо, поэтому не приходится ожидать существенного влияния этого фактора на поведение материала. Размер зерна [116] может иметь значение.  [50]

Например, аустенитная нержавеющая сталь 18 Сг-37 № состава ( в %): С ( 0 1) Мп ( 0 7), Si ( 1 25), Сг ( 19 7), Ni ( 36 6), Мо ( 0 026), S ( 0 016), Р ( 0 010) после термообработки при 900 С в течение 400 ч обладает более высокой коррозионной стойкостью, чем сталь, выдержанная при той же температуре в течение 100 ч, так как при термообработке по первому режиму карбиды распределяются в структуре стали более равномерно.  [51]

В целом высокопрочные аустенитные нержавеющие стали обладают очень высокой стойкостью в морских атмосферах. Высокая прочность этих сплавов достигается путем холодной деформации, после чего обычно следует термообработка, частично восстанавливающая пластичность. После холодной деформации и термообработки аустенитные нержавеющие стали обладают очень хорошей стойкостью в агрессивных морских атмосферах. Однако в местах сварных соединений стойкость теряется. О коррозии при комнатных температурах сообщалось очень редко.  [52]

Механические свойства аустенитных нержавеющих сталей в закаленном ( смягченном) состоянии характеризуются низким значением предела текучести, невысокой прочностью и очень высокой пластичностью.  [53]

Металлопрокат из аустенитных нержавеющих сталей, как было отмечено выше, - наиболее распространенный вид металлопродукции из высоколегированных сталей, применяемый практически во всех областях промышленности и строительства. Такая востребованность аустенитных хромоникелевых сталей обусловлена уникальным комплексом физико-механических и коррозионных свойств. Стали этого класса парамагнитны, имеют только им присущее сочетание прочности, пластичности, вязкости вплоть до водородных ( - 253 С) и гелиевых ( - 269 С) температур, свариваемости, коррозионной стойкости во многих средах окислительного характера. Эти стали широко используются для сварных конструкций различного назначения в химической, пищевой и других отраслях промышленности и машиностроении.  [55]

Для сварки аустенитных нержавеющих сталей используют ар-гоно-дуговую сварку. Вследствие относительно высокой стоимости эти стали обычно применяют только для изготовления относительно тонкостенных сосудов.  [56]

При испытании аустенитных нержавеющих сталей в растш - pax СаСЬ различной концентрации в качестве ускорителя добавляют 0 1 - 1 0 % хлористой ртути.  [57]

Сероводородное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей вызывают среды, содержащие влажный сероводород.  [58]

Межкристаллитная коррозия аустенитных нержавеющих сталей проявляется в сварном соединении и при неправильной термич. Явление межкристаллитной коррозии обусловлено тем, что зерна находятся в пассивном состоянии, а границы зерен - в активном состоянии. Условия пассивации тела зерна и границы зерен резко различаются вследствие образования по границам зерен карбидов хрома в виде непрерывной цепочки и участков, обедненных хромом ( меньше 12 % хрома), в то время как тело зерна сохраняет в твердом растворе высокое содержание хрома ( более 12 %), способное поддерживать зерно в пассивном состоянии.  [60]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Аустенитные нержавеющие стали - Справочник химика 21

    Аустенитная нержавеющая сталь Ненормальная зависимость ударной вязкости [c.96]

    Для гидравлического испытания предпочтительнее вола в силу ее малой сжимаемости, правда, вода создает и трудности в тех случаях, когда незначительные следы воды могут служить причиной коррозии, следует использовать другие жидкости, даже если их сжимаемость выше. Стандарт предупреждает об опасности при испытании емкостей из аустенитной нержавеющей стали, если вода содержит хлориды. Насколько известно автору, применение морской воды для гидравлического испытания, ]сак это было недавно в Персидском заливе, приводит к аварии емкости из нержавеющей стали вследствие микробиологической коррозии. [c.99]

    B. Теплообменники с двойными трубами. В соответствии с названием теплообменник с двойными трубами (рис. 1) состоит из двух концентрических труб, причем одна жидкость течет ио внутренней трубе, а другая — по кольцевому пространству между трубами. Другими составными частями теилообменника являются поворотные гибы труб и соединения для входа жидкости. Эти теплообменники обычно конструируются в виде стандартных секций, изготовленных из труб стандартных размеров. Они могут делаться из углеродистой стали, большинства сплавов с высоким и низким содержанием хрома, аустенитной нержавеющей стали, монеля и фактически из всех свариваемых материалов. [c.308]

    Аргоно-дуговая сварка обеспечивает более высокие свойства сварных соединений из аустенитных нержавеющих сталей, чем другие виды сварки, поэтому рекомендуется для наиболее ответственных конструкций из этих сталей. [c.417]

    Электроды, дающие аустенитный наплавленный металл, следует проверять на количество феррита в наплавке. Наплавку проводят в режимах, рекомендованных для электродов данного типа и диаметра, па пластину или трубу из соответствующей аустенитной нержавеющей стали. Число наплавленных слоев должно быть не менее пяти. [c.423]

    Исследованиями, проведенными с образцами углеродистой, никелевой и аустенитной нержавеющей сталей, а также с образцами цветных металлов и сплавов (меди, латуни, алюминиевой бронзы и дюралюминия), установлено, что с понижением температуры предел текучести и предел прочности этих металлов возрастают. [c.134]

    Для практического применения нержавеющих сталей имеет большое значение влияния напряжений и деформаций на МКК- Растягивающие и знакопеременные нагрузки ускоряют МКК аустенитных нержавеющих сталей, что было объяснено уменьшением выделений фаз по границам зерен вследствие того, что при деформации появляются линии скольжения, на которых также происходит выделение фаз. [c.44]

    Аустенитные нержавеющие стали СГ, ОН", Вг" [c.137]

    Аустенитные нержавеющие стали, содержащие 18 % Сг и 8 % N1 (стали 18-8), наиболее распространенные из всех ныне выпускаемых нержавеющих сталей. В последние годы ежегодный выпуск в США различных типов нержавеющих сталей, включая жаропрочные, превысил миллион тонн. [c.296]

    Холодная деформация любой нержавеющей стали обычно оказывает меньшее влияние на стойкость к общей коррозии, если при обработке не достигается температура, достаточная для протекания диффузионных процессов. Фазовые изменения, вызываемые холодной обработкой метастабильных аустенитных сплавов, не сопровождаются существенным изменением коррозионной стойкости . К тому же закаленная аустенитная нержавеющая сталь (с гранецентрированной кубической решеткой), содержащая 18 % Сг и 8 % Ni, имеет примерно такую же коррозионную стойкость, как закаленная ферритная нержавеющая сталь (с объемно-центрированной кубической решеткой), которая содержит такое же количество хрома и никеля, но меньше углерода и азота [11]. Однако, если аналогичный сплав, содержащий смесь аустенита и феррита, кратковременно нагревать при 600 °С, то возникает разница в химическом составе двух фаз и образуются гальванические пары, ускоряющие коррозию. Иными словами, различие в составе, независимо от того, чем оно вызвано, больше влияет на коррозионное поведение, чем структурные изменения в гомогенном сплаве. По-видимому, это можно отнести в целом к металлам и сплавам. [c.302]

    Неправильная термическая обработка ферритных или аустенитных нержавеющих сталей приводит к тому, что места контакта отдельных кристаллов (так называемые границы зерен) [c.302]

    Ni, чтобы изменилась температура сенсибилизации [12]. Говоря по-другому, сенсибилизация нержавеющих сталей, содержащих меньше этого количества никеля, происходит в том же температурном интервале, что и у безникелевых ферритных сталей. В то же время сенсибилизация сталей с более высоким содержанием никеля происходит при температурах, характерных для аустенитных нержавеющих сталей. > [c.303]

    Для аустенитных сплавов интервал сенсибилизирующих температур составляет 400—850 °С. Степень склонности к межкристаллитной коррозии после такого нагрева зависит от времени нагрева. Несколько минут нагрева при температурах вблизи 750 °С эквивалентны нескольким часам при более низких (или еще более высоких) температурах (рис. 18.1) [13, 14]. К межкристаллитной коррозии приводят медленное охлаждение сплава с прохождением области сенсибилизирующих температур, а также длительные сварочные работы. При быстром охлаждении этого не происходит. Следовательно, аустенитные нержавеющие стали нужно закаливать от высоких температур, и это, как правило, выполняется. Точечная сварка, при которой металл быстро нагревается в результате кратковременного протекания электрического тока и затем быстро охлаждается, не вызывает сенсибилизации. В то же время электродуговая сварка может предста- [c.303]

    Некоторые из предложенных объяснений склонности ферритных нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии основаны на разнице скоростей растворения различных образующихся карбидов или на предполагаемой большей реакционной способности напряженной кристаллической решетки металла. Однако наиболее убедительное объяснение получено с помощью теории, широко используемой для объяснения этих явлений в аустенитных нержавеющих сталях. Согласно этой теории, разрушения происходят вследствие обеднения границ зерен хромом [36—38]. Различия в температурах и времени, необходимых для сенсибилизации этих сталей, объясняются более высокими скоростями диффузии углерода, азота и хрома в ферритной объемно-центрированной кубической решетке по сравнению с аустенитной гранецентрированной. В соответствии с этим, карбиды и нитриды хрома, которые растворены при высокой температуре, ниже [c.310]

    С быстро (в течение нескольких секунд) выпадают по границам зерен. При этом в прилегающих участках сплава содержание хрома падает ниже значений, требуемых для нержавеющих сталей. И, как следствие, эти участки корродируют с большей скоростью, чем зерна. Высокая скорость диффузии хрома объясняет восстановление стойкости ферритных сталей к межкристаллитной коррозии при нагреве в течение нескольких минут при 650—815 °С (по сравнению с неделями и месяцами, необходимыми для восстановления стойкости сенсибилизированных аустенитных нержавеющих сталей). В результате такой обработки сплав приобретает в области границ зерен состав, характерный для нержавеющих сталей. [c.311]

    Катодная защита поляризацией до потенциала ниже критического потенциала питтингообразования. Для этого можно применять приложенный извне ток, а также в хорошо проводящих средах (например, морской воде) — защиту цинковыми, железными или алюминиевыми протекторами [44]. Аустенитные нержавеющие стали, применяемые для сварки малоуглеродистой листовой стали, а также гребные винты из стали 18-8, установленные на судах из черной стали, не подвергаются питтингу. [c.315]

    Как указывалось в разд. 18.4, нержавеющие стали лучше всего применять в хорошо аэрированных средах, которые способствуют пассивации. Независимо от того, используют ли сплав в контакте с химическими веществами или в атмосферных условиях, его поверхность всегда следует поддерживать чистой — в противном случае начинающаяся коррозия в щелях может привести к питтингу и неравномерной коррозии. Аустенитные нержавеющие стали, которые при охлаждении слишком медленно проходят область температур сенсибилизации, ржавеют в атмосферных условиях. [c.325]

    Вязкостные свойства металлов характеризуются допустимой ударной нагрузкой, определяемой по методу Шарпи (метод 7-образной зарубки). Чувствительность метода У-образной зарубки зависит от структуры металла. Границентрические кубические кристаллы выдерживают испытание по методу Шарпи при низких температурах. Аустенитные нержавеющие стали, стали, легированные никелем, алюминий и медь имеют границентрическую кристаллическую структуру, поэтому они обладают свойствами, которые необходимы для работы при низких температурах. Наилучшим металлом для применения в этих условиях является нержавеющая сталь марки 304, по она слишком дорога и поэтому применяется только в случае крайней необходимости. В обычных процессах сжижения природного газа при температурах до —162,2° С широко применяются аппараты и трубы, изготовленные из стали, содержащей 3,5-9% [c.203]

    Котлы-утилизаторы отходящей теплопил. Явление коррозионного растрескивания аустенитной хромоникелевой стали кратко упоминалось в 5.4.2. В межтрубном пространстве котлои-утилизаторов отходящей теплоты и в некоторых специальных видах охладителей предпочтительнее осуществлять циркуляцию воды, тогда как в случае использования горячей жидкости с коррозионным воздействием трубы и трубные доски необходимо изготавливать из нержавеющей стали. Если температура входящей жидкости превышает те.мпературу, необходимую для испарения воды, находящейся в пространстве между трубой и трубной доской, может произойти растрескивание элементов конструкций, изготовляемых из аустенитной хромоникелевой стали. Температура испарения примерно равна температуре насыщения пара при рабочем давлении поэтому аустенитную нержавеющую сталь можно использовать при условии, что входная температура горячего газа ниже температуры насыщения на некоторую величину, выбранную из условий безопасности установки, скажем на 30 °С. В противном случае для изготовления трубного пучка могут потребоваться ферро- или ферроаустенитные стали. Однако использование этих сталей может вызвать ряд сложностей, связанных со сваркой труб доски с кожухом вследствие возникновения хрупкости в сварном шве. Для данных условий экономически более выгодно использовать сплавы с более высоким содержанием никеля. При хорошей химической обработке воды сварка труб с задней стороной трубной доски является возможным решением проблемы. Если вода неудовлетворительного качества, то иа наружной поверхности труб может происходить отложение солей, вызывающих коррозионное растрескивание. [c.319]

    Механическая обработка усиливает склонность к КРН аустенитных нержавеющих сталей, и можно предположить, что радиация вызовет аналогичные изменения. В опытах Дэвиса и др. (651 нержавеющая сталь 316 (17 % Сг, 11 % N1, 2,5 % Мо) после облучения быстрыми нейтронами разрушалась в кипящем растворе 42 % Mg l2 в течение 1 ч, тогда как на разрушение необлучен-ных образцов понадобилось 10 ч. Время разрушения после (но не перед) облучения не зависело от приложенного напряжения (34— 152 МПа) это может свидетельствовать о вызванных облучением высоких остаточных напряжениях, к которым внешнее напряжение оказывается лишь незначительной добавкой. Однако авторы предпочли объяснить свои результаты изменением свойств поверхностной оксидной пленки. Нержавеющая сталь 20 % Сг, 25 % N1, [c.154]

    И после Бертье различные исследователи получали разнообразные сплавы хрома с железом. Наличие хрома придавало им высокую прочность и твердость, однако необходимая коррозионная стойкость не достигалась, главным образом из-за высокого содержания углерода. Только в 1904 г. француз Гийе [6] получил низкоуглеродистые сплавы хрома, состав которых обеспечивал их пассивность. Он изучил строение и механические свойства сплавов Сг—Ре, а также сплавов Сг—Ре—N1, называемых ныне аустенитными нержавеющими сталями. [c.295]

    Аустенитные стали получили свое название по аустенитной фазе или 7-фазе, которая существует в чистом железе в виде стабильной структуры в температурном интервале от 910 до 1400 °С. Эта фаза имеет гранецентрированную кубическую решетку, немагнитна и легко деформируется. Она является основной или единственной фазой аустенитных нержавеющих сталей при комнатной температуре и в зависимости от состава имеет стабильную или метастабильную структуру. Присутствие никеля в значительной степени способствует сохранению аустенитной фазы при закалке промышленных сплавов Сг—Ре—N1 от высоких температур. Увеличение содержания никеля сопровождается повышением стабильности аустенита. Легирование марганцем, кобальтом, углеродом и азотом также способствует сохранению при закалке и стабилизации аустенита. Аустенитные нержавеющие стали могут упрочняться холодной обработкой, но не термообработкой. При холодной обработке аустенит в метастабиль-ных сплавах (например, 201, 202, 301, 302, 302В, 303, ЗЗОЗе, 304, 304Ь, 316, 316Ь, 321, 347, 348 см. табл. 18.2) частично переходит в феррит. По этой причине указанные стали и являются метастабильными. Они магнитны и имеют объемно-центрирован-ную кубическую решетку. Этим превращением объясняется значительная степень упрочнения при механической обработке. В то же время стали 305, 308, 309, 3098 при холодной обработке слабо упрочняются, и если и становятся магнитными, то в очень малой степени. Сплавы с повышенным содержанием хрома и никеля (например, 310, 3108, 314) имеют практически стабильную аустенитную структуру и при холодной обработке не превращаются в феррит и Не становятся магнитными. Аустенитные нержавеющие стали очень широко применяют в различных областях, включая строительство и автомобильное производство, а также в качестве конструкционного материала в пищевой и химической промышленности. [c.297]

    Первые два сплава иногда легируют титаном или ниобием для повышения допустимого содержания углерода и азота. Все эти сплавы можно закалять от 925 °С без ухудшения коррозионных свойств. Благодаря тому, что они сохраняют пассивность в агрессивных средах, их коррозионная стойкость обычно выше, чем у обычных ферритных и некоторых аустенитных нержавеющих сталей, представленных в табл. 18.2. Они более устойчивы, например в растворах Na l, HNO3 и различных органических кислот. Если по какой-либо причине происходит локальная или общая депассивация этих сталей, то они корродируют с большей скоростью, чем активированные никельсодержащие аустенитные нержавеющие стали, имеющие в своем составе такие же количества хрома и молибдена [8, 9]. [c.301]

    Склонность аустенитных нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии зависит от содержания в них углерода. Малоуглеродистая сталь (промышленных сплавах в количествах, достигающих нескольких сотых процента, не столь сильно способствует разрушениям, как углерод (рис. 18.3) [16]. При высоких температурах (например, при 1050 °С) углерод почти равномерно распределен в сплаве, однако в области температур сенсибилизации (или при несколько более высоких температурах) он быстро диффундирует к границам зерен, где соединяется преимущественно с хромом с образованием карбидов хрома (например, МазСв, в котором М обозначает хром и небольшое количество железа). В результате этого процесса прилегающие к границам зерен участки сплава обедняются хромом. Его содержание может упасть ниже 12 %, которые необходимы для поддержания пассивности. В местах превращений объем сплава меняется, и это изменение объема распространяется от границы зерен на небольшое расстояние в глубь зерна. В результате на протравленной поверхности наблюдается расширение границ зерен. В сплаве, обедненном хромом, образуются активнопассивные элементы с заметной разностью потенциалов. Зерна представляют собой катодные участки большой площади по сравнению с небольшими анодными участками границы зерен. Протекание электрохимических процессов приводит к сильной коррозии вдоль границ зерен и проникновению агрессивной среды в глубь металла. [c.305]

    В сильно окислительных средах (например, кипящем 5 т растворе, ННОз с добавкой ионов Сг +) аустенитные нержавеющие стали, включая и стабилизированные марки, закаленные от 1050 °С, подвергаются слабой межкристаллитной коррозии [20]. Растрескивание может не происходить. Коррозия наблюдается, только если сталь находится в транспассивной области, следовательно, ноны-окислители типа Сг + (0,05—0,25 т раствор К2СГ2О7), Мп +, Се - являются необходимыми добавками к кипящей азотной кислоте. Скорость коррозии увеличивается с ростом содержания никеля в сплаве [21]. В сплаве с 78 % N1, 17 % Сг и 5 % Ре она более чем десятикратно превышает эту величину для сплава аналогичного состава, но содержащего только 10 % Ni (длительность испытаний 70 ч). Этот эффект находится в противоречии с данными, согласно которым никель повышает стойкость нержавеющих сталей к КРН. [c.308]

    Сенсибилизация ферритных нержавеющих сталей наблюдается при температурах, превышающих 925 °С стойкость к межкристаллитной коррозии восстанавливается при кратковременном (10—60 мин) нагреве при 650—815 °С. Следует отметить, что эти температурные интервалы заметно отличаются от соответствующих интервалов для аустенитных нержавеющих сталей. Для ускоренных испытаний на межкристаллитную коррозию применяют аналогичные растворы (например, кипящий раствор Си504— Н2504 или 65 % НЫОз). Скорость межкристаллитной коррозии и степень поражения сталей обоих классов в этих растворах примерно одинаковы. Однако в сварных изделиях разрушения в ферритных сталях происходят как в области, непосредственно прилегающей к месту сварки, так и самом сварном шве, а в аустенитных сталях разрушения локализованы в околошовной зоне. [c.309]

    Напряженные безникелевые ферритные стали обычно не подвергаются растрескиванию в описанных выше хлоридных средах. В отличие от аустенитных нержавеющих сталей их стойкость вполне достаточна для успешного использования в растворах хлоридов. Они (например, марка 430) стойки также в 55 % растворе Са(ЫОз)2, кипящем при 117 °С, и в 25 % растворе NaOH, кипящем при 111 °С [49]. Холоднокатаный сплав Сг—Fe, содержащий 18 % Сг и 0,003 % С, при наличии 1,5 % N1 становится склонным к транскристаллитному КРН в кипящем при 130 °С [c.318]

    Мартенситные стали, если их подвергнуть термической обработке для повышения твердости, приобретают сильную склонность к растрескиванию в слабо- и умереннокислых растворах. Особенно это проявляется в присутствии сульфидов, соединений мышьяка или продуктов окисления фосфора или селена. Специфические свойства кислот не имеют существенного значения до тех пор, пока процесс идет с выделением водорода. Эта ситуация отличается от случая аустенитных сталей, которые разрушаются исключительно в результате специфического действия анионов. Катодная поляризация также не защищает мартенситные стали от растрескивания, а ускоряет его. Все эти факты свидетельствуют, что мартенситные стали в указанных условиях разрушаются не по механизму КРН, а в результате водородного растрескивания (см. разд. 7.4). При катодной поляризации в морской воде, особенно при высоких плотностях тока, более пластичные ферритные стали подвергаются водородному вспучиванию, а не растрескиванию. Аустенитные нержавеющие стали устойчивы и к водородному вспучиванию, и к водородному растрескиванию. [c.319]

    Создание гальванической пары из мартенситной нержавеющей стали и электроотрицз[тельного металла также может приводить к разрушениям в результате выделения водорода на катодной поверхности стали. Подобные явления наблюдали при лабораторных испытаниях [52]. Как указывалось в разд. 7.4, на практике отмечали случаи разрушения судовых винтов из мартенситной нержавеющей стали. Эти винты самопроизвольно растрескивались вскоре после того, как их приводили в контакт с алюминием в условиях прибрежной атмосферы. Аналогичным образом вели себя винты из упрочненной мартенситной нержавеющей стали, находившиеся в контакте со стальным корпусом корабля они разрушались вскоре после начала эксплуатации. Некоторые марки аустенитных нержавеющих сталей 18-8, подвергнутые [c.319]

    Аустенитные нержавеющие стали, содержащие более 45 % N1, стойки к КРН в кипящем растворе Mg l2, а также, по-видимому, и в других хлоридных растворах (рис. 18.8) [61 ]. Эделеану и Сноуден отметили [48], что нержавеющие стали с высоким содержанием никеля более устойчивы к растрескиванию в щелочах. Увеличение содержания никеля в аустенитных нержавеющих сталях приводит к сдвигу в положительную сторону критического потенциала КРН в растворе МёС , причем этот сдвиг значительнее сдвига соответствующего коррозионного потенциала. Вследствие этого повышается стойкость сплава [62]. Когда содержание никеля в сплаве достигает и превышает 45 %, его стойкость к КРН перестает зависеть от окислительно-восстановительного потенциала среды, а более важную роль начинают играть факторы, определяемые не средой, а структурой сплава, такие как вредное влияние дислокаций или уменьшение растворимости азота внедрения. [c.320]

    Недостаток аустенитных нержавеющих сталей — их склонность к коррозии под напряжением в морской воде. Однако стойкость их несколько повышается при увеличении содержания никеля. Например, сплав Инколой состава [c.21]

    Известно [9], что коррозионная активность сырого фенола существенно снижается после его очистки в отличие от сырого хорошо очищенный фенол не корродирует высоколегированные фер-рнтные и аустенитные нержавеющие стали даже при температуре кипения. Под действием фенола на поверхности оборудования, изготовленного из черной стали, в особенности около сварных швов, развивается так называемая трещинная коррозия. Ниже приве- [c.75]

    Хромоникелевая нержавеющая сталь аустенитиого класса в некоторых коррозионных средах, встречающихся при переработке нефти и нефтяных дистиллятов, обладает более высокой устойчивостью против коррозии, чем хромистая нержавеющая сталь. Благодаря этому аустенитная нержавеющая сталь нашла широкое применение при изготовлении оборудования и аппаратуры, работающих при высокой температуре, а также в некоторых агрессивных средах при отрицательной температуре [32, 78, 139]. [c.71]

chem21.info

Коррозия под напряжением аустенитных нержавеющих сталей

Наиболее широко в реакторостроении применяются аустенитные нержа­веющие стали. Из них изготавливают оболочки ТВЭЛов, каналы и другие элементы активной зоны. Вне активной зоны эти стали применяют для изготовления трубопроводов первого и второго контуров ВВР, парогенера­торов, теплообменников, циркуляционных насосов и арматуры, а также для плакирования корпусов реакторов, изготовленных из низколегирован­ных сталей.

Большим преимуществом аустенитных нержавеющих сталей является существенно меньшее охрупчивание под действием нейтронного потока по сравнению с перлитными сталями. Именно это их свойство побуждает на­плавлять ими всю внутреннюю поверхность перлитных корпусов типа ВВЭР.

Существенным недостатком аустенитных сталей является их склон­ность к особому виду разрушений – коррозии под напряжением (или кор­розионному растрескиванию), проявляющейся при наличии наклепа, неиз­бежного в процессе изготовления изделий из стали. Скорость развития трещин велика и может достигать нескольких санти­метров в час. Характерно, что скорость общей коррозии металла, проис­ходящей наряду с коррозионным растрескиванием, весьма невелика.

Опыт эксплуатации АЭС с ВВЭР показывает, что коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей является наиболее опасным ви­дом коррозии оборудования. При коррозионном растрескивании трещина может распространяться перпендикулярно растягивающим напряжениям от границы раздела с коррозионной средой вглубь металла, преимущественно по телу зерна (транскристаллитное растрескивание) либо по границам зерен стали (межкристаллитное коррозионное растрескивание).

После сравнительно небольшого времени эксплуатации в стали, практически не имеющей общих коррозионных поражений, появля­ются сквозные трещины, что приводит к разгерметизации систем, образо­ванию течей воды или пара. Особенно опасно коррозионное растрескивание в первом контуре ЯЭУ, так как после нарушения герметичности ТВЭЛов, корпуса реактора, трубопроводов резко ухудшается радиационная обста­новка, вследствие чего эксплуатация невозможна, а ремонт связан с большими трудностями.

Следует иметь в виду, что стали, не склонные к межкристаллитной коррозии в начале эксплуатации АЭУ, становятся склонными к ней после длительной эксплуатации при высоких температурах. Однако чтобы кор­розионные разрушения реализовались именно в виде межкристаллитной коррозии, необходимо сочетание определенных условий: высокой темпера­туры, наличия кислорода и хлор-ионов. Снижение концентрации кислорода и хлор-ионов в воде может предотвратить межкристаллитную коррозию нержавеющих сталей.

Коррозионное растрескивание имеет электрохимическую природу. Можно полагать, что его причиной является распад аустенита под влия­нием локальных деформаций с образованием a-фазы и интенсивное ее рас­творение в среде, содержащей хлориды. Растрескивание ускоряется в при­сутствии растворенного кислорода, хлоридов и при повышенном рН воды. В отсутствие кислорода, но при высоком рН воды, может развиваться и щелочная хрупкость напряженного металла, особенно при наличии наклепа.

В воде первого контура реакторов двухконтурных АЭС невозможно достичь полного отсутствия кислорода в силу протекающих процессов радиолиза. Во вторых контурах, т.е. в воде парогенераторов, в связи с работой деаэраторов и при подаче питательной воды в область интенсивного паро­образования в парогенераторе возможно практически полное отсутствие растворенного в воде кислорода.

Аустенитные нержавеющие стали имеют еще один недостаток. Входя­щий в их состав никель является источником образования в реакторе радиоактивного кобальта. Большой период полураспада этого изотопа (около 5 лет) осложняет проведение ремонтных работ при наличии его в от­ложениях и создает большие трудности при необходимости демонтажа эле­ментов реакторного контура после завершения срока работы. В связи с этим большое значение имеет безникелевая мартенситно-ферритная сталь 08Х14МФ, применение которой перспективно в атомной энергетике.

Рассмотрим подробно, как протекает коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей, и какие факторы интенсифицируют этот процесс.

Процесс коррозионного растрескивания состоит из 3 стадий.

1 стадия: возникновение “зародыша” трещины. Нержавеющие стали в ВВР, контурах и конструкциях АЭУ находятся в пассивном сос­тоянии. Зарождение трещин, поэтому связано с появлением остролокализованных активных центров, нарушением пассивности, возникновением локаль­ных коррозионных элементов. Причины их возникновения:

1. Неравномерное распределение растягивающих напряжений: концен­тратор напряжений становится анодом, а остальная поверхность металла – катодом.

2. Локальное разрушение защитной пленки на металле в пассивном сос­тоянии. Оголенный металл в месте разрушения пленки будет анодом, а вся поверхность металла, покрытая пленкой, - катодом. При таком боль­шом соотношении площадей катода и анода последний будет интенсивно разрушаться. Нарушению целостности пассивного слоя способствует наличие в коррозионной среде хлор-ионов. Потенциал нержавеющей стали в воде, содержащий кислород и хлориды, со временем сдвигается в по­ложительную сторону за счет образования защитного кислородосодержащего пассивного слоя. Это приводит к возрастанию адсорбции хлор-ионов. Хлор-ионы концентрируются в растянутых и дефектных областях пассивной пленки. При этом в отдельных наиболее активных или дефектных точках происходит нарушение целостности пассивного слоя за счет замещения ионом хлора кислорода в кислородосодержащем слое типа МеОn или Мe(OH)n с образованием легкорастворимого комплекса MeOHCl или МeCln и в конеч­ном итоге гидратированных ионов металла Меn+. Все это способст­вует возникновению локальных коррозионных элементов.

II стадия: развитие коррозионной трещины. Избирательное растворение анодных участков образует микроскопические щели, у дна которых концентрируются напряжения, и начинается локальная пластичес­кая деформация. Ненапряженные боковые стенки трещины вместе с внеш­ней поверхностью металла играют роль катода, а дно трещины, где кон­центрируются напряжения, становится анодом. В острие трещины настоль­ко усиливается анодное растворение металла, что трещина распространя­ется вглубь со скоростью 0,5 – 2,5 мм/ч.

Раствор вне трещины нейтрален, рН = 7, содержит кислород и хлори­ды, но агрессивность среды недостаточна для нарушения пассивного состо­яния всей поверхности металла. Начальное образования “зародыша” тре­щины идет на границе раздела металл - пленка. Поэтому массообмен меж­ду зоной реакции и основным раствором несколько затруднен уже в на­чальный момент и ухудшается по мере углубления трещины. Это приводит к тому, что состав раствора в узких глубоких микрообъемах трещины сильно отличается от состава внешней коррозионной среды. В микрообъ­еме трещины наблюдается снижение рН и повышение концентрации ионов хлора.

Механизм подкисления в микрообъеме при ограниченном массообмене с остальным раствором связан с образованием гидроксидов или оксидов металла по уравнениям:

Ме + nh3O ® Me(OH)n + nH+ + nē

2Me + nh3O ® Me2On +2nH+ + nē

или с гидролизом ионов металла Меn+

Men+ + nh3O ® Me(OH)n + nē

Компоненты нержавеющих сталей по-разному влияют на подкисление среды в микрообъеме. Наиболее сильному локальному подкислению способствует хром и молибден.

2Cr + 3h3O ® Cr2O3 + 6H+ + 6ē

Вследствие этих процессов у активных анодных участков на дне тре­щины увеличивается кислотность среды (снижается рН).

С ростом концентрации ионов водорода повышается и локальная кон­центрация ионов Сl-, втягиваемых электрическим полем внутрь трещины для нейтрализации объемного положительного заряда ионов Н+. Гидролиз и концентрирование хлоридов взаимно усиливают друг друга. При гидролизе вблизи анода увеличивается положительный заряд (за счет накопления ионов Н+), необходимый для втягивания внутрь ионов Сl-. Миграция по­следних не только нейтрализует объемный заряд, но и увеличивает агрес­сивность среды и усиливает коррозию металла, с переходом в раствор новых ионов металла, способных к гидролизу. Эта стадия идет автока­талитически, рН внутри трещины падает до 0,1-3,5 при pH внешней среды 5-7, концентрация ионов С1- возрастает более чем на порядок (3-6 моль/л внутри трещины при 0,1 моль/л в объеме раствора), т.е. внутри коррозионной трещины образуется довольно концентрированный раствор НСl.

Растягивающая нагрузка, концентрируясь на дне трещины, вызывает остролокализованную пластическую деформацию металла. При одновременном действии аг­рессивной среды (НС1) это приводит к усилению анодного растворения металла на дне трещины. Внутри трещины можно выделить две области. Область I вблизи острия трещины, достаточная для активи­зации напряженного металла острия дна, но сохраняющая пассивность (или заторможенность растворения) боковых стенок (рН = 0,1-3,5; С1- до 3-6 моль/л).

В области II по мере приближения к внешней поверхности рН рас­тет до 3-7, что приводит к выделению из раствора гидроксидов и оксидов металлов, в первую очередь трехвалентных хрома и железа.

Выпадение осадка в области II резко ухудшает обмен раствора внут­ри трещины с менее агрессивной внешней средой, и возникают условия для локального роста агрессивности раствора в области I. Кроме того, оса­док вследствие увеличения объема при его образовании может расклини­вать стенки трещины, увеличивая нагрузку в острие. Например, при 205 0С продукты коррозии нержавеющей стали Fe3O4, Fe2O3, Cr2O3, и (Cr, Fe)2O3 могут создавать давление от 280 до 490 атм.

Основным расходуемым компонентом коррозионной среды внутри трещины является вода, и ее недостаток может лимитировать скорость про­цесса. Однако при коррозионном растрескивании в режиме роста трещины вода может вдавливаться внутрь гидростатическим давлением и втягиваться капиллярными силами.

III с т а д и я : конечное лавинообразное разрушение. Представ­ляет собой механическое разрушение металла вследствие превышения его предела прочности.

Коррозионное растрескивание реализуется лишь при следующих условиях:

1. Наличие растягивающих напряжений выше критического или порого­вого значения (G > Gкр).

2. Наличие в коррозионной среде активатора (аниона, способного вызвать возникновение трещин) и окислителя.

Анион, способный вызвать коррозионное растрескивание (активатор), должен обладать высокой подвижностью, чтобы быстро проникать в узкую щель, и такими адсорбционно-химическими свойствами, чтобы вытеснить ионы ОН- или кислород из малорастворимого поверхностного комплекса (соединения) с образованием растворимого комплекса. Этими свойствами обладает ион С1-. Хотя С1- уступает по подвижности гидроксид-ионам ОН-, но концентрация ОН- в воде низка, а втягиваемые внутрь трещины они осаждаются уже в верхней части ее ионами металлов, в первую оче­редь Fe3+, Сr3+. Поэтому хлор-ион является активатором коррозионного растрескивания.

Для появления коррозионного растрескивания в нейтральных водных средах должны присутствовать одновременно хлор-ионы и кислород. Опасные концентрации хлор-ионов и кислорода взаимосвязаны: чем меньше в воде хлор-ионов, тем большие концентрации кислорода безопас­ны. Полное обескислороживание воды не вызывает коррозионного растрескивания нержавеющих сталей даже при концентрации хлор-иона 2% (тем­пература 300 0C). На скорость коррозионного растрескивания оказывают влияние также рН воды и температура.

Повышение рН до 10 повышает стойкость нержавеющей стали против коррозионного растрескивания. Более высокие значения рН (до 11) нежелательны, так как усиливается межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей и наблюдается щелочное коррозионное растрескивание. На практике для повышения pH воды применяют добавки амми­ака, который благодаря своей летучести не концентрируется на теплопередающих поверхностях, тем самым не приводит к местному повышению рН на них. При этом исключается щелочное коррозионное растрескивание. Повышение температуры, как правило, ускоряет коррозионное растрескивание.

Вывод: коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей – один из наиболее опасных видов коррозии. Усиливается в присутствии хлор-ионов и кислорода.

Коррозия латуней

Для предотвращения значительной эрозии латуней в сочетании с большой коррозией, скорости охлаждающей воды в трубах конденсатора не должны быть выше 2,2 м/сек.

Коррозионные повреждения проявляются в конденсаторных трубках в виде общего пробочного обесцинкования, коррозионного растрескивания, ударной коррозии и коррозионной усталости. Обесцинкование является электрохимическим процессом, в котором цинк выполняет роль анода, а медь - катода.

В охлаждающей воде конденсаторов турбин при отсутствии обесцинкования латуни обладают высокой устойчивостью, скорость их коррозии составляет 0,008-0,1 мм/год.

При эксплуатации конденсаторов турбин в процессе контакта с кон­денсирующимся паром латуни склонны к коррозионному растрескиванию, которое может протекать как межкристаллитно, так и транскристаллитно.

Растрескивание наблюдается преимущественно при одновременном на­личии в паре кислорода, неизбежного в вакуумных системах, и аммиака. Увеличение содержания в латуни цинка сильно повышает ее склонность к коррозионному растрескиванию.

В процессе контакта с охлаждающей водой латунь может подвергаться также ударной коррозии, связанной с явлением кавитации.

Доля отдельных видов коррозии латуней характеризуется следующими примерными цифрами (%): ударная коррозия развальцованных концов трубок - 30, общее обесцинкование - 20, пробочное обесцинкование - 15, ам­миачная коррозия со стороны пара - 11, коррозионное растрескивание - 6,5, трещины коррозионной усталости - 5. На долю разрушений, связан­ных с механическими повреждениями трубок, приходится 12,5%.

Вывод:Основное применение медных сплавов на АЭС – конденсаторы турбин, что связано с их высокой теплопроводностью. Характеризуются высокой общей коррозионной стойкостью.

poisk-ru.ru

Аустенитная нержавеющая сталь - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Аустенитная нержавеющая сталь

Cтраница 1

Аустенитная нержавеющая сталь 1Х18Н9Т имеет довольно высокую коррозионную стойкость в воде высокой чистоты при критических температурах.  [2]

Аустенитные нержавеющие стали, содержащие молибден ( стали 316, 317), разрушались через 500 чаев то время как стали, не содержащие его ( 302, 304), разрушились через 52 час, а стали 347 и 321 -через 40 час. По мнению К-Эделеану [111,92], титан и ниобий в аустенитной нержавеющей стали, уменьшая эффективное содержание углерода в аустените, делают его структуру менее устойчивой - это увеличивает склонность стали коррозионному растрескиванию.  [3]

Аустенитные нержавеющие стали работают в условиях контакта с водой только в атомных энергетических установках. Однако и в обычных котельных агрегатах в процессе стоянок во многих элементах из аустенитных сталей может находиться конденсат. Если же в период освоения блока простоев получается много, то условия работы недренируемых поверхностей нагрева из аустенитных сталей значительно усложняются.  [4]

Аустенитные нержавеющие стали подвержены коррозии под напряжением или, иначе, коррозионному растрескиванию. Аустенитная сталь может отличаться высокой коррозионной стойкостью в воде. Если же ее подвергнуть одновременно воздействию растягивающих напряжений, то при определенных условиях в стали возникают трещины. Поэтому это явление и называется коррозионным растрескиванием.  [6]

Аустенитные нержавеющие стали подвержены коррозии под напряжением или, как иначе называют это явление, коррозионному растрескиванию.  [7]

Аустенитная нержавеющая сталь может обладать хорошей стойкостью в коррозионноактивной среде. Но если ее подвергнуть одновременно воздействию растягивающих напряжений, то при определенных условиях возникают трещины. Это явление называется коррозионным растрескиванием.  [8]

Аустенитные нержавеющие стали применяют очень широко не только из-за их высоких антикоррозионных свойств, но и благодаря высоким технологическим и механическим свойствам. Эти стали хорошо прокатываются в горячем и холодном состояниях, в холодном состоянии выдерживают глу - ю бокую вытяжку и профилирование, допускают применение электросварки, без охрупчивания околошовных зон.  [10]

Аустенитные нержавеющие стали, содержащие 18 % Сг и 8 % Ni ( стали 18 - 8), наиболее распространенные из всех ныне выпускаемых нержавеющих сталей. В последние годы ежегодный выпуск в США различных типов нержавеющих сталей, включая жаропрочные, превысил миллион тонн.  [11]

Аустенитные нержавеющие стали являются основным конструкционным материалом для широкого использования при низких температурах в электродвигателях, электрогенераторах и в крупных электромагнитах со сверхпроводящими обмотками, применяемых в процессах плавки, и в магнитогидродинамических силовых установках. Применение этих материалов в криогенной технике обычно невозможно без сварных узлов и деталей, которые охлаждаются в процессе эксплуатации до 4 К.  [12]

Аустенитные нержавеющие стали, сплавы кобальта, титан и цирконий обладают высокой коррозионной стойкостью как при низких, так и при высоких температурах.  [13]

Аустенитные нержавеющие стали, обладая высокой степенью пластичности, являются хорошим материалом для деталей, получаемых штамповкой путем глубокой вытяжки.  [14]

Аустенитные нержавеющие стали обладают наинизшей теплопроводностью, значение которой примерно вдвое меньше, чем для обычной углеродистой стали. Из этого следует, что при резке нержавеющих сталей в них возникнут более высокие температурные градиенты, чем в углеродистой или низколегированной стали. В связи с этим возможен большой перепад температур.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

• 
  Рифленая нержавеющая сталь
• 
  Удельное сопротивление нержавеющей стали
• 
  Труба горячедеформированная стальная
• 
  Стальная проволока для сварки
• 
  Круг горячекатаный стальной
• 
  Производство уголка стального
• 
  Нержавеющая сталь для пищевой промышленности
• 
  Коуш для стального каната
• 
  Из стальной проволоки диаметром 5 мм
• 
  Сталь нержавеющая обозначение
• 
  Нержавеющая сталь формула