Состав нержавеющей стали – какие типы антикоррозийных сплавов существуют. Температура плавления нержавеющая сталь


    физическая таблица, виды и свойства чугуна

    Сталь — это сплав железа, к которому примешивают углерод. Её главная польза в строительстве — прочность, ведь это вещество длительное время сохраняет объем и форму. Все дело в том, что частицы тела находятся в положении равновесия. В этом случае сила притяжения и сила отталкивания между частицами являются равными. Частицы находятся в чётко обозначенном порядке.

    Есть четыре вида этого материала: обычная, легированная, низколегированная, высоколегированная сталь. Они отличаются количеством добавок в своём составе. В обычной содержится малое количество, а дальше возрастает. Используют следующие добавки:

    • Марганец.
    • Никель.
    • Хром.
    • Ванадий.
    • Молибден.

    Температуры плавления стали

    При определённых условиях твёрдые тела плавятся, то есть переходят в жидкое состояние. Каждое вещество делает это при определённой температуре.

    • Плавление — это процесс перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое.
    • Температура плавления — это температура, при которой твёрдое кристаллическое вещество плавится, переходит в жидкое состояние. Обозначается t.

    Физики используют определённую таблицу плавления и кристаллизации, которая приведена ниже:

    Вещество t,°C Вещество t,°C Вещество t,°C
    Алюминий 660 Медь 1087 Спирт — 115
    Водень — 256 Нафталин 80 Чугун 1200
    Вольфрам 3387 Олово 232 Сталь 1400
    Железо 1535 Парафин 55 Титан 1660
    Золото 1065 Ртуть — 39 Цинк 420

    На основании таблицы можно смело сказать, что температура плавления стали равна 1400 °C.

    Нержавеющая сталь

    Нержавеющая сталь — это один из многих железных сплавов, которые содержатся в стали. Она содержит в себе Хром от 15 до 30%, который делает её ржаво-устойчивой, создавая защитный слой оксида на поверхности, и углерод. Самые популярные марки такой стали зарубежные. Это 300-я и 400-я серии. Они отличаются своей прочностью, устойчивостью к неблагоприятным условиям и пластичностью. 200-я серия менее качественная, но более дешёвая. Это и является выгодным для производителя фактором. Впервые её состав заметил в 1913 году Гарри Бреарли, который проводил над сталью много разных экспериментов.

    На данный момент нержавейку разделяют на три группы:

    • Жаропрочная — при высоких температурах имеет высокую механическую прочность и устойчивость. Детали, которые из неё изготавливаются применяют в сферах фармацевтики, ракетной отрасли, текстильной промышленности.
    • Ржаво-стойкая — имеет большую стойкость к процессам ржавления. Её используют в бытовых и медицинских приборах, а также в машиностроении для изготовления деталей.
    • Жаростойкая — является устойчивой при коррозии в высоких температурах, подходит для использования на химических заводах.

    Температура плавления нержавеющей стали колеблется в зависимости от её марки и количества сплавов приблизительно от 1300 °C до 1400 °C.

    Чугун и сталь

    Чугун — это сплав углерода и железа, он содержит примеси марганца, кремния, серы и фосфора. Выдерживает невысокие напряжения и нагрузки. Один из его многочисленных плюсов — это невысокая стоимость для потребителей. Чугун бывает четырех видов:

    • Белый — имеет высокую прочность и плохую способность к обработке ножом. Виды сплава по увеличению количества углерода в составе: доэвтектический, эвтектический, заэвтектический. Его назвали белым из-за того, что в разломе он имеет белый цвет. А также белый чугун обладает особым строением металлической массы и большой изностойкостью. Полезен в изготовлении механических деталей, которые будут работать в среде с отсутствием смазки. Его используют для изготовления приведённых ниже видов чугуна.
    • Серый чугун — содержит углерод, кремний, марганец, фосфор и немного серы. Его можно легко получить, и он имеет плохие механические свойства. Используется для изготовления деталей, которые не подвергаются воздействию ударных нагрузок. В изломе есть серый цвет, чем он темнее, тем материал мягче. Свойства серого чугуна зависят от температуры среды, в которой он находится, и количества разных примесей.
    • Ковкий чугун — получают из белого в результате томления (длительного нагрева и выдержки). В состав вещества входят: углерод, кремний, марганец, фосфор, небольшое количество серы. Является более прочным и пластичным, легче поддаётся обработке.
    • Высокопрочный чугун — это самый прочный из всех видов чугунов. Содержит в себе углерод, марганец, серу, фосфор, кремний. Имеет большую ударную вязкость. Из такого важного металла делают поршни, коленчатые валы и трубы.

    Температуры плавления стали и чугуна отличаются, как утверждает таблица, приведённая выше. Сталь имеет более высокую прочность и устойчивость к высоким температурам, чем чугун, температуры отличаются на целых 200 градусов. У чугуна это число колеблется приблизительно от 1100 до 1200 градусов в зависимости от содержащихся в нем примесей.

    tokar.guru

    Рабочая температура нержавеющей стали, температура применения жаропрочных сталей и сплавов

    Представлены таблицы значений максимальной рабочей температуры стали (нержавеющей, жаропрочной и жаростойкой) распространенных марок при различных сроках эксплуатации. Указана также температура, при которой сталь начинает интенсивно окисляться на воздухе.

    Таблицы позволяют подобрать необходимую марку нержавеющей стали или сплава на железоникелевой основе под определенные условия эксплуатации и заданный срок службы.

    В первой таблице приведена рабочая температура (максимальная температура применения) нержавеющих сталей и сплавов на железоникелевой и никелевой основах, предназначенных для работы в окислительной среде от 50 до 100 тысяч часов.

    По данным таблицы видно, что при сверхдлительной эксплуатации максимальная рабочая температура рассмотренных марок стали не превышает 850°С (нержавеющая сталь 05ХН32Т), а «запас» до температуры интенсивного окалинообразования составляет от 200 до 500 градусов.

    Температура применения стали при сверхдлительной эксплуатации (до 100 тыс. часов) Марка стали или сплава Максимальная температура применения, °С Температура начала интенсивного окалинообразования на воздухе, °С
    05ХН32Т (ЭП670) 850 1000
    08Х15Н24В4ТР (ЭП164) 700 900
    08Х16Н13М2Б (ЭИ680) 600 850
    09X16Н4Б (ЭП56) 650 850
    09Х14Н19В2БР (ЭИ695Р) 700 850
    09Х14Н19В2БР1 (ЭИ726) 700 850
    09Х16Н15М3Б (ЭИ847) 350 850
    12X13 550 750
    12Х18Н10Т 600 850
    12Х18Н12Т 600 850
    12Х18Н9Т 600 850
    12ХН35ВТ (ЭИ612) 650 850…900
    13Х14Н3В2ФР (ЭИ736) 550 750
    15Х11МФ 580 750
    16X11Н2В2МФ (ЭИ962А) 500 750
    18Х11МНФБ (ЭП291) 600 750
    18Х12ВМБФР (ЭИ993) 500 750
    20Х12ВНМФ (ЭП428) 600 750
    20Х13 500 750
    31Х19Н9МВБТ (ЭИ572) 600 800
    55Х20Г9АН4 (ЭП303) 600 750
    ХН65ВМТЮ (ЭИ893) 800 1000
    ХН70ВМЮТ (ЭИ765) 750 1000
    ХН80ТБЮ (ЭИ607) 700 1050

    Во второй таблице представлена максимальная рабочая температура стали при длительной эксплуатации длительностью до 10 тысяч часов. По значениям температуры в таблице видно, что при менее длительном применении стали возможно увеличение ее рабочей температуры. При этом «запас» до температуры интенсивного окалинообразования уменьшается.

    Например, максимальная рабочая температура нержавеющей стали 12Х18Н9Т при длительной эксплуатации на 200 градусов выше, чем при сверхдлительной. Эта сталь может применяться при температуре до 800°С в течении 10 тысяч часов.

    Максимальная рабочая температура из приведенных в таблице марок соответствует стали 10ХН45Ю — она может использоваться при 1250…1300°С.

    Температура применения стали при длительной эксплуатации (до 10 тыс. часов) Марка стали или сплава Максимальная температура применения, °С Температура начала интенсивного окалинообразования на воздухе, °С
    03X21Н32М3Б (ЧС33) 550…750
    03X21Н32М3БУ (ЧС33У) 550…750
    05Х12Н2М 550
    07Х15Н30В5М2 (ЧС81) 850
    08Х16Н11М3 600
    08X18Н10 800 850
    08Х18Н10Т (ЭИ914) 800 850
    09X18Н9 550
    10Х18Н9 550
    10Х23Н18 1000 1050
    10ХН45Ю (ЭП747) 1250…1300
    11Х11Н2В2МФ (ЭИ962) 600 750
    12Х18Н9 800 850
    12Х18Н9Т 800 850
    12Х18Н10Т 800 850
    12Х18Н12Т 800 850
    12Х25Н16Г7АР (ЭИ835) 1050 1100
    12ХН38ВТ (ЭИ703) 1000 1050
    13Х11Н2В2МФ (ЭИ961) 600 750
    14Х17Н2 (ЭИ268) 400 800
    15Х12ВНМФ (ЭИ802) 780 950
    16X11Н2В2МФ (ЭИ962А) 600 750
    20Х23Н13 (ЭИ319) 1000 1050
    20Х23Н18 (ЭИ417) 1000 1050
    20Х25Н20С2 (ЭИ283) 1050 1100
    36Х18Н25С2 1000 1100
    37Х12Н8Г8МФБ (ЭИ481) 630 750
    40Х9С2 650 850
    40X10С2М (ЭИ107) 650 850
    45Х14Н14В2М (ЭИ69) 650 850
    45Х22Н4М3 (ЭП48) 850 950
    ХН33КВЮ (ВЖ145, ЭК102) 1100
    ХН45МВТЮБР (ВЖ105, ЭП718) 700
    ХН54К15МБЮВТ (ВЖ175) 750
    ХН55К15МБЮВТ (ЭК151) 750
    ХН55МВЦ (ЧС57) 950
    ХН55МВЦУ (ЧС57У) 950
    ХН56К16МБВЮТ (ВЖ172) 900
    ХН56КМЮБВТ (ЭК79) 750
    ХН58МБЮ (ВЖ159, ЭК171) 1000
    ХН59КВЮМБТ (ЭП975) 850
    ХН60ВТ (ЭИ868, ВЖ98) 1000 1100
    ХН60Ю (ЭИ559А) 1200 1250
    ХН62БМКТЮ (ЭП742) 750
    ХН62ВМЮТ (ЭП708) 900
    ХН62МВКЮ (ЭИ867) 800 1080
    ХН67МВТЮ (ЭП202) 800 1000
    ХН68ВМТЮК (ЭП693) 950
    ХН69МБЮТВР (ВЖ136, ЭК100) 650
    ХН70ВМТЮ (ЭИ617) 850 1000
    ХН70ВМТЮФ (ЭИ826) 850 1050
    ХН70Ю (ЭИ652) 1100 1250
    ХН73МБТЮ (ЭИ698) 700 1000
    ХН75ВМЮ (ЭИ827) 800 1080
    ХН75МБТЮ (ЭИ602) 1050 1100
    ХН78Т (ЭИ435) 1100 1150

    В третьей таблице указана максимальная рабочая температура нержавеющей стали при кратковременной эксплуатации (до 1000 часов). При таких сроках эксплуатации сталь и жаропрочные сплавы могут иметь рабочую температуру на 50…100 градусов выше, чем при длительной работе (до 10 тыс. часов).

    Например, жаропрочный сплав ХН62МВКЮ при кратковременной эксплуатации может применяться при температурах до 900°С, а при длительной эксплуатации — только до 800°С.

    Температура применения стали при кратковременной эксплуатации (до 1000 часов) Марка стали или сплава Максимальная температура применения, °С Температура начала интенсивного окалинообразования на воздухе, °С
    08X13 (ЭИ496) 650 750
    08ХН35ВТЮ (ЭИ787) 750 900
    10Х11Н20Т2Р (ЭИ696А) 700 850
    10Х11Н20Т3Р (ЭИ696) 700 850
    10X11h33T3MP (ЭП33) 700 850
    40X15Н7Г7Ф2МС (ЭИ388) 650 800
    ХН55ВМТКЮ (ЭИ929) 950 1050
    ХН55МВЮ (ЭП454) 900* 1080
    ХН56ВМКЮ (ЭП109) 950 1050
    ХН56ВМТЮ (ЭП199) 800 1050
    ХН57МТВЮ (ЭП590) 850* 1000
    ХН60ВТ (ЭИ868, ВЖ98) 1000 1100
    ХН62МВКЮ (ЭИ867) 900 1080
    ХН70МВТЮБ (ЭИ598) 850 1000
    ХН70Ю (ЭИ652) 1200 1250
    ХН75ВМЮ (ЭИ827) 850 1080
    ХН77ТЮР (ЭИ437Б) 750 1050
    ХН77ТЮРУ (ЭИ437БУ) 750 1050
    *— температура ограниченной эксплуатации стали (до 100 часов)

    Источники:

    1. Журавлев В. Н., Николаева О. И. Машиностроительные стали. Справочник. Изд. 3-е — М.: Машиностроение, 1981. — 391 с.
    2. ГОСТ 5632-2014 Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.

    thermalinfo.ru

    Температура плавления стали

    Прежде чем говорить о сталях, давайте определимся с физическим смыслом самой категории температура плавления. В научно-производственной сфере это понятие используется еще и как температура отвердевания. Физический смысл данной категории состоит в том, что эта температура показывает, при каком ее значении происходит смена агрегатного состояния вещества, то есть его переход из жидкого в твердое состояние. В самой же точке температурного перехода вещество может быть как в одном, так и в другом состоянии. При подаче дополнительного тепла предмет или вещество приобретает жидкое состояние, а при отведении тепла – отвердевает. Этот показатель считается одним из самых важных в системе физических свойств любого вещества, при этом необходимо учитывать (это особенно важно понимать применительно к сталям), что температура отвердевания численно равна температуре плавления лишь в том случае, когда мы говорим об идеально чистом веществе.

    Как известно из школьной программы, температура плавления стали для различных видов сплавов различна. Это определяется структурой сплава, входящими в него компонентами, характером технологического производства стали и другими факторами.

    Так, например, температура плавления стали, состоящей из медноникелевого сплава равна примерно 1150 °С. Если мы будем в таком сплаве увеличивать содержание никеля, то температура будет повышаться, так как температура плавления самого никеля гораздо выше, чем у меди. Как правило, в зависимости от химического состава сплава и соотношения присутствующих в нем компонентов температура плавления стали может находиться в границах 1420-1525 °С, если такая сталь подлежит разливке в формы в процессе металлургического производства, то температуру необходимо поддерживать еще на 100-150 градусов выше. Важным фактором, который влияет на температуру плавления, является уровень содержания в сплаве углерода. Если его содержание высоко, то температура будет ниже, и, соответственно, наоборот – при понижении количества углерода температура повышается.

    Более сложным с точки зрения определения величины является процесс измерения температуры плавления в нержавеющих сталях. Причиной этого является их сложный химический состав. Например, стали марки 1X18H9, широко используемые в стоматологии и электротехнике, имеют в своем составе, кроме собственно железа, еще углерод, никель, хром, марганец, титан и кремний. Естественно, температура плавления нержавеющей стали такого состава будет определяться свойствами каждого компонента, входящего в нее. Из такой стали изготавливаются литые зубы, коронки, различного типа зубные протезы, электродетали и другое. Можно привести перечень некоторых свойств, которыми обладает эта нержавеющая сталь, температура плавления ее составляет 1460-1500 °С, поэтому, исходя из данного параметра и химического состава сплава, для его пайки применяются специальные серебряные припои.

    Одними из самых высокотехнологичных в современном производстве видов сплавов являются различные стали с включением в их состав элементов титана. Это обусловлено тем, что эти стали имеют практически стопроцентную биологическую инертность, а температура плавления стали на основе титана – одна их самых высоких.

    Большинство сталей содержит в своем составе железо в качестве основного компонента. Это объясняется не только тем, что этот металл – один из распространенных в природной среде, а еще и тем, что железо представляет собой практически универсальный элемент для производства сталей различных марок и сплавов, в состав которых он входит. Эта широта применения объясняется тем, что показатель температуры плавления этого металла, равный 1539 градусам, в сочетании с иными уникальными химическими свойствами делает железо подходящим компонентом для широкого перечня марок сталей различного назначения.

    fb.ru

    Технические характеристики аустенитной нержавеющей стали

    Ниже приведена таблица физических свойств аустенитной нержавеющей стали. Эти даные можно использовать для определения нагрузок на нержавеющий крепеж.

    Таблица технических характеристик аустенитных сталей

      Сталь хромоникелевая Хромистая никелевая молибденовая
    Тип по DIN A2 A3 A4 A5
    Тип по ASTM (AISI) 304 304L 321 316 316L 316 Ti
    Удельный вес (гр/см) 7,95 7,95 7,95 7,95 7,95 7,95
    Механические Свойства при 20 градусах (Комнатная температура)
    Твердость по Бринеллю - НВ отжиг НВ 130-150 125-145 130-185 130-185 120-170 130-190
    с деформацией в холодном состоянии НВ 180-330          
    Твердость По Роквеллу - HRB / HRC Отжиг НRВ 70-88 70-85 70-88 70-85 70-85 70-85
    с деформацией в холодном состоянии HRC 10-35          
    Rm(N/mm2) - Сопротивление рястяжению c деформацией Предел прочности Отжиг 500-700 500-680 520-700 540-690 520-670 540-690
    в холодном состоянии 700-1180          
    Rp(0,2) (N/mm2) - Предел упругости Предел текучести Отжиг 195-340 175-300 205-340 205-410 195-370 215-380
    с деформацией в холодном состоянии 340-900          
    Отжиг Rp(1) (N/mm2) минимальный 235 215 245 245 235 255
    Удлинение 50мм А(%) 65-50 65-50 60-40 60-40 60-40 60-40
    Сжатие отжиг Z(%) 75-60 75-60 65-50 75-60 75-65 75-60
    Ударная Вязкость KCUL (Дж/см2) 160 160 120 160 160 120
    KVL (Дж/см2) 180 180 130 180 180 130
    Механические Свойства при нагревании
    Упругость при различных температурах Rp(0,2) (N/mm2) при 300 С 125 115 150 140 138 145
    при 400 С 97 98 135 125 115 135
    при 500 С 93 88 120 105 95 125
    Rp(1) (N/mm2) при 300 С 147 137 186 166 161 176
    при 400 С 127 117 161 147 137 166
    при 500 С 107 108 152 127 117 156
    Термическая обработка
    Температура образование окалины непрерывное обслуживание 925 925 900 925 925 925
    прерывистое обслуживание 840 840 810 840 840 840
    Другие свойства
    Свариваемость очень хорошая очень хорошая хорошая очень хорошая очень хорошая хорошая
    Вытяжка очень хорошая очень хорошая хорошая хорошая хорошая хорошая

    Сварка аустенитной нержавеющей стали

    Температура плавления нержавеющей стали около 1800°С. Это весьма тугоплавкий материал, однако ввиду незначительного содержания углерода нержавейка хорошо поддается сварке без образования неприятной окалины и не воняет, как при сварке оцинковки. Для аустенитных нержавеющих сталей следует применять метод быстрой сварки, исключающий возникновение короблений и межкристаллической коррозии.

    Вкратце, при свариваниии аустенитой нержавейки, протекают следующие тепловые процессы: 1. В процессе сварки околошовная зона металла нагревается до высоких температур, и при замедленном охлаждении в интервале 600—700°С происходит выпадение карбидов хрома, связанное с разрушением аустенитной структуры данной стали.2. В процессе сварки возможно окисление хрома с образованием тугоплавкого окисла Cr2O3, плавящегося при 1900—2000°С и обычно остающегося в металле шва в виде неметаллического включения.3. Обладая низкой теплопроводностью и высоким коэффициентом линейного расширения, нержавеющая сталь имеет склонность к возникновению в ней (в околошовной зоне) значительных внутренних напряжений. При газовой сварке вследствие относительно малой интенсивности источника тепла — пламени, нагрев металла происходит в большой зоне, в результате чего скорость охлаждения металла в околошовной зоне незначительна и сталь сравнительно долго пребывает при температуре нагрева порядка 600—700°С, вследствие этого наблюдается выпадение карбидов. При газовой сварке также происходит окисление хрома, причем это окисление имеет место с обратной стороны свариваемых кромок, не защищенных от соприкосновения с воздухом.

    Образующийся при газовой сварке окисел хрома имеет вид губчатой массы и, залегая в вершине сварного шва, в некоторых случаях является очагом образования трещин. Внутренние остаточные напряжения в нержавеющей стали при газовой сварке вследствие большого разогрева также больше, чем при дуговой сварке. Таким образом, газовая сварка нержавеющей стали является худшим способом, по сравнению с дуговой сваркой, не гарантирующим сохранения структуры стали и получения качественного соединения.

    Тем не менее в некоторых случаях для сталей малых толщин (до 1,5—2 мм) применяют газовую сварку. Процесс газовой сварки ведут нормальным пламенем. Мощность пламени та же, что и при сварке малоуглеродистой стали. В качестве присадочного материала служит проволока того же состава, что и основной металл, в некоторых случаях с небольшой добавкой титана или ниобия, уменьшающего выпадение карбидов хрома.

    Сварку ведут с применением флюса, содержащего по одной весовой части буры, борной кислоты и кремнекислой соды, наносимого на присадочный металл и на свариваемые кромки с обратной стороны шва. Весьма радикальным средством для уничтожения выпавших в процессе сварки карбидов хрома является термическая обработка сварного изделия, заключающаяся в нагреве до 1100°С, выдержке при этой температуре и быстром охлаждении.

    Еще про сварку нержавейки читаем тут (покороче), тут (много букв) и тут (12Х18Н10Т=A2=AISI 304) ...

    Износостойкость нержавейки

               износостойкие пиктограмки стащены тут>Добрый день.>Просим вас нам помочь>нам нужна>Шайба плоская DIN 125(ISO 7089) M16 из теплоустойчивой стали (рабочая температура до 400-500 >градусов)- в количестве 800 штук или мин.партию, какую вы сможете.>!!!Из материала 21 Cr Mo V 5 7(DIN - Deutsche Industrie Norm 1.7709) или из другой стали>Может ли нам подойти сталь A3?>A3- схожие свойства со сталью A2. Дополнительная стабилизация титаном, ниобием или танталом >улучшает сопротивление коррозии при температурах до +800 С. Инфо с вашего каталога.>Сообщите цену/срок поставки и параметры материала (теплоустойчивой стали)

    Ответ: Изготовление и поставка шайб из A3 весьма небюджетно. Сделать можно, но будет очень большая партия и длительный срок поставки. С другой стороны, нержавеющая сталь легированная с помощью молибдена, ванадия и вольфрама, сохраняет свои износостойкие характеристики даже при температурах от 500 до 700С. Вам подойдет шайба из молибденосодержащей нержавейки A4. В наличии на складе.

    rostfrei.ru

    Температура кипения и плавления металлов, температура плавления стали

    Температура кипения и плавления металлов

    В таблице представлена температура плавления металлов tпл, их температура кипения tк при атмосферном давлении, плотность металлов ρ при 25°С и теплопроводность λ при 27°С.

    Температура плавления металлов, а также их плотность и теплопроводность приведены в таблице для следующих металлов: актиний Ac, серебро Ag, алюминий Al, золото Au, барий Ba, берилий Be, висмут Bi, кальций Ca, кадмий Cd, кобальт Co, хром Cr, цезий Cs, медь Cu, железо Fe, галлий Ga, гафний Hf, ртуть Hg, индий In, иридий Ir, калий K, литий Li, магний Mg, марганец Mn, молибден Mo, натрий Na, ниобий Nb, никель Ni, нептуний Np, осмий Os, протактиний Pa, свинец Pb, палладий Pd, полоний Po, платина Pt, плутоний Pu, радий Ra, рубидий Pb, рений Re, родий Rh, рутений Ru, сурьма Sb, олово Sn, стронций Sr, тантал Ta, технеций Tc, торий Th, титан Ti, таллий Tl, уран U, ванадий V, вольфрам W, цинк Zn, цирконий Zr.

    По данным таблицы видно, что температура плавления металлов изменяется в широком диапазоне (от -38,83°С у ртути до 3422°С у вольфрама). Низкой положительной температурой плавления обладают такие металлы, как литий (18,05°С), цезий (28,44°С), рубидий (39,3°С) и другие щелочные металлы.

    Наиболее тугоплавкими являются следующие металлы: гафний, иридий, молибден, ниобий, осмий, рений, рутений, тантал, технеций, вольфрам. Температура плавления этих металлов выше 2000°С.

    Приведем примеры температуры плавления металлов, широко применяемых в промышленности и в быту:

    • температура плавления алюминия 660,32 °С;
    • температура плавления меди 1084,62 °С;
    • температура плавления свинца 327,46 °С;
    • температура плавления золота 1064,18 °С;
    • температура плавления олова 231,93 °С;
    • температура плавления серебра 961,78 °С;
    • температура плавления ртути -38,83°С.

    Максимальной температурой кипения из металлов, представленных в таблице, обладает рений Re — она составляет 5596°С. Также высокими температурами кипения обладают металлы, относящиеся к группе с высокой температурой плавления.

    Плотность металлов в таблице находится в диапазоне от 0,534 до 22,59 г/см3, то есть самым легким металлом является литий, а самым тяжелым металлом осмий. Следует отметить, что осмий имеет плотность большую, чем плотность урана и даже плутония при комнатной температуре.

    Теплопроводность металлов в таблице изменяется от 6,3 до 427 Вт/(м·град), таким образом хуже всего проводит тепло такой металл, как нептуний, а лучшим теплопроводящим металлом является серебро.

    Температура плавления стали

    Представлена таблица значений температуры плавления стали распространенных марок. Рассмотрены стали для отливок, конструкционные, жаропрочные, углеродистые и другие классы сталей.

    Температура плавления стали находится в диапазоне от 1350 до 1535°С. Стали в таблице расположены в порядке возрастания их температуры плавления.

    Температура плавления стали — таблица Сталь tпл, °С Сталь tпл, °С
    Стали для отливок Х28Л и Х34Л 1350 Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9Т 1425
    Сталь конструкционная 12Х18Н10Т 1400 Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н13 1440
    Жаропрочная высоколегированная 20Х20Н14С2 1400 Жаропрочная высоколегированная 40Х10С2М 1480
    Жаропрочная высоколегированная 20Х25Н20С2 1400 Сталь коррозионно-стойкая Х25С3Н (ЭИ261) 1480
    Сталь конструкционная 12Х18Н10 1410 Жаропрочная высоколегированная 40Х9С2 (ЭСХ8) 1480
    Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9 1410 Коррозионно-стойкие обыкновенные 95Х18…15Х28 1500
    Сталь жаропрочная Х20Н35 1410 Коррозионно-стойкая жаропрочная 15Х25Т (ЭИ439) 1500
    Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н18 (ЭИ417) 1415 Углеродистые стали 1535

    Источники:

    1. Волков А.И., Жарский И.М. Большой химический справочник. — М: Советская школа, 2005. — 608 с.
    2. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975.- 368 с.
    3. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

    thermalinfo.ru

    Состав нержавеющей стали – какие типы сплавов существуют? + видео

    Сегодня все большей популярностью пользуются легированные сплавы, особенно с добавлением хрома, который входит в состав нержавеющей стали, обладающей высокими антикоррозийными свойствами. Мы рассмотрим, какие бывают классы нержавейки.

    1 Рассмотрим особенности коррозиеустойчивых сплавов

    Стали с различными добавками, улучшающими физические свойства, называются легированными. К ним относятся и нержавеющая сталь, в состав которой обычно входит хром, как основной элемент, отвечающий за сопротивление коррозии. Для этой же цели используются в некоторых случаях никель, ванадий, марганец, медь и даже связанный азот. В гораздо меньшем процентном соотношении добавляются другие элементы, улучшающие качества металла: ниобий, кобальт и молибден, иногда – титан. И, конечно, не обойтись без вечных спутников железа – углерода, серы, фосфора, кремния. К слову, чем меньше их процентная доля в сплаве, тем выше качество стали.

    Рассмотрим особенности коррозиеустойчивых сплавов

    Нержавеющая сталь

    Рекомендуем ознакомиться

    Нержавеющий сплав образуется в том случае, если химический состав имеет включение более 13 % хрома. Если же этот элемент добавить в количестве свыше 17 % от общего соединения компонентов, то сталь будет устойчива к коррозии даже в предельно агрессивных средах. Различают 3 типа нержавейки, которые определяются физическими свойствами. Так, обычный сплав называют просто коррозиестойким, он применяется в быту, а также повсеместно на производстве, где нет необходимости высокой степени защиты металла от агрессивных сред. Второй тип – жаростойкий, у него устойчивость к коррозии сохраняется при крайне высоких температурах. И, наконец, жаропрочный, у которого, как можно понять из названия, в той же агрессивной среде остается неизменной прочность, но коррозия нержавеющей стали у марок этого типа вполне возможна.

    Итак, две основные группы нержавеющих сплавов – хромистые и хромоникелевые. Та и другая включают в себя несколько структурных классов. В первую входят мартенситные и ферритные стали, а также еще одна, являющаяся промежуточной и объединяющая в себе некоторые химические показатели двух первых – это мартенситно-ферритный сплав. Во второй группе насчитывается 4 класса: аустенитные, а также переходные аустенитно-ферритные, аустенитно-мартенситные и аустенитно-карбидные. Существует также группа хромомарганцевоникелевых сталей, которые, в целом, схожи по своей структуре с хромоникелевыми. Рассмотрим более подробно все вышеуказанные типы и классы.

    2 Типы нержавеющих сплавов и их свойства

    Как уже было сказано, коррозийную стойкость железо приобретает при добавлении в его расплав другого металла, как правило, благородного или любого цветного. При этом, в зависимости от химического состава сплава, сталь может получить свойства одного из 3 типов нержавейки. Самый простой структурой обладают обычные коррозиестойкие марки, такие как 08X13 и 12X13. Они пластичны и могут быть использованы как в быту в виде различных изделий, так и в промышленности, там, где от деталей и узлов требуется устойчивость к ударным нагрузкам. Как ясно из маркировки, содержание хрома в этих сплавах составляет 13 %. Первые же 2 цифры – это количество углерода, исчисляющееся в сотой доле процента.

    Типы нержавеющих сплавов и их свойства

    Трубы из нержавеющей стали

    Следующие 2 типа относятся к сплавам, которые должны сохранять коррозиестойкость при воздействии высоких температур. В жаростойких сталях добавление хрома (или кремния) в количестве от 28 % и более обеспечивает снижение интенсивности окисления вплоть до полного его прекращения даже при сильном нагреве. Иными словами, окалина практически не возникает по той причине, что на поверхности уже имеется оксидная пленка. В той же степени хром может изменить структуру сплава при выработке жаропрочных марок сталей, которые обладают высокой степенью прочности под большой нагрузкой в процессе сильного и длительного нагрева.

    3 Химические свойства хромистых коррозиестойких сталей

    Следует отметить, что железо, которое является основой любой стали, имеет несколько состояний, совпадающих с фазами активности и покоя кристаллической решетки, которые зависят от степени коррозийной стойкости. Чем она выше, тем более пассивным считается металл. Наиболее распространенными считаются сплавы с образующейся при закалке мартенситной структурой, обладающие достаточно высокой пластичностью. Согласно химическим характеристикам, это железо в α-фазе (чистый металл), содержащее насыщенный твердый раствор углерода. К таковым относятся пищевая и быстрорежущая нержавейка, из которой изготавливают изделия для использования в быту на кухне, например, всевозможные емкости и ножи. Мартенситные стали способны выдержать контакт со слабоагрессивными химическими веществами.

    Химические свойства хромистых коррозиестойких сталей

    Хромистые коррозиестойкие стали

    Другой тип – ферритные сплавы с достаточно высоким магнитным показателем. Разница у них по большей части в форме кристаллической решетки, она имеет кубическую структуру, в отличие от тетрагональной мартенситной. В целом же это средненасыщенный твердый раствор углерода в α-железе с добавлением легирующих элементов, таких как хром. Примечательно, что такие сплавы не подвергаются изменениям при нагреве до предельно возможных температур и не теряют свои свойства. Чаще всего таким изделиям находят применение в пищевой промышленности или для изготовления инструментов. Мартенситно-ферритные сплавы имеют свойства обоих перечисленных типов, то есть они механически устойчивы, обладают высокой прочностью и имеют магнитный потенциал. Но устойчивость к окислительной среде у таких сталей не очень высока, намного ниже, чем у обычных ферритных сплавов.

    4 Отличительные черты аустенитных сплавов

    В первую очередь рассмотрим аустенитные структуры сталей, которые определяются, как γ-железо (высокотемпературное изменение кристаллической решетки металла) в виде твердого раствора с углеродом. Проще говоря, такие сплавы могут подвергаться межкристаллической коррозии даже при высоком содержании хрома, если не имеют включения дополнительных элементов, таких как титан или ниобий. Во избежание их обязательно подвергают термообработке. В остальном это очень пластичные, прочные и технологичные стали, содержащие, помимо хрома еще и никель, которые относят к разряду конструкционных. Также из этих сплавов изготавливают инструменты, а вот в пищевой промышленности, равно как и для изготовления кухонной утвари, марки данного класса непригодны, поскольку никель весьма аллергенный.

    Отличительные черты аустенитных сплавов

    Аустенитные сплавы

    Межкристаллической коррозией называют внутреннее окисление металла, проходящее по границам отдельных зерен стали. По этой причине разрушение изделия остается незаметным, при сохранении характерного блеска узнать о коррозии можно только по звуку при ударах

    Что примечательно, каким бы ни был химический состав аустенитных сплавов, они всегда немагнитные. Но при любой холодной деформации, например, под воздействием механических воздействий, они начинают приобретать небольшой магнитный потенциал. Это происходит по той причине, что при нарушении кристаллической решетки аустенит на некоторых участках превращается в феррит. Прочность таких сплавов достигается путем предельного уменьшения содержания углерода, впрочем, до определенного порога – не ниже 0,04 %, по причине присутствия в растворе никеля. В таких условиях легко образуются карбиды, то есть химическое соединение хрома с углеродом. Иногда в сплав добавляют связанный азот, благодаря которому возникают карбнитриды, также повышающие прочность стали. Примером может послужить марка нержавейки Х17АГ14.

    Промежуточные сплавы имеют несколько иные характеристики, в частности, аустенитно-мартенситные. Они имеют более низкую коррозиестойкость, чем просто аустенитные структуры, но намного прочнее. При этом данный класс довольно тяжело поддается термообработке, вернее, воздействие на него высокими температурами связано с некоторыми сложностями. Зачастую такие сплавы со свойствами мартенситов требуют не только закалки, но также обработки холодом с последующим отпуском металла. Однако при такой технологии прочность нержавейки переходного класса повышается в несколько раз. В производстве элементов для тяжелых несущих конструкций стали, вроде марок 09X15Н8Ю или 20Х13Н4Г9, не используются, их применяют только для изготовления легких конструкций.

    Особенность аустенитно-ферритных сплавов заключается в том, что они содержат сравнительно небольшое количество никеля в сравнении с другими промежуточными классами. За счет этого такие стали, как 12Х21Н5Т или 08Х22Н6Т, имеют гораздо лучшую свариваемость, швы при соединении металлопроката из них получаются очень качественные и прочные на деформацию. Обеспечивается это влиянием ферритной структуры, обеспечиваемой элементами Сr, Ti, Mo или Si. Однако следует отметить, что по той же причине, то есть из наличия ферритообразующих включений, в значительной степени ухудшается жаропрочность, равно как и пластичность. Высокой остается только механическая прочность.

    В марках сталей обычно присутствуют буквы кириллицы, они тождественны латинским обозначениям, в частности Ю означает "ювенал" – алюминий, причем так он маркируется только в сталях. Другие элементы могут означаться также не по первым буквам, например кремний – С, от силициума, а марганец – Г, поскольку эта буква имеется в середине слова.

    tutmet.ru

    Нержавеющая сталь и спецстали: Основные вопросы сварки

    Сварка сопровождается комплексом одновременно протекающих процессов , основными из которых являются : тепловое воздействие на металл в зоне термического влияния , термодеформационные плавления , металлургической обработки и кристаллизации металла в объёме сварочной ванны в зоне сплавления .

    Физическая свариваемость характеризует принципиальную возможность получения монолитных сварных соединений и главным образом относится к разнородным металлам .

    В процессе сварки имеет место непрерывное охлаждение . Характер структурных превращений при этом отличается от случая распада аустенита при изотермической выдержке . При непрерывном охлаждении значение инкубационного периода в 1.5 раза больше , чем при изотермическом . С увеличением скорости охлаждения получаемая структура в зоне изотермического влияния измельчается , твёрдость её повышается . Если скорость охлаждения превышает критическую скорость , образование структур закалки неизбежно .

    Закалённые структуры в аппаратостроении являются крайне нежелательными : отличаются высокой твёрдостью , хрупкостью , плохо обрабатываются , склонны к образованию трещин .

    Если скорость охлаждения ниже критической скорости , образование закалочных структур исключается . В зоне термического влияния наиболее желательными являются пластичные , хорошо обрабатываемые структуры типа перлита или сорбита . Поэтому получение качественных соединений непременно связано с достижением желаемых структур в основном регулированием скорости охлаждения .

    Подогрев способствует перлитному превращению и является действенным средством исключения закалочных структур . Поэтому он служит в качестве предварительной термической обработки сварных соединений (нагрев до сварки и в процессе её ) . Меняя скорость охлаждения , можно получить желаемую твёрдость в зоне термического влияния .

    В некоторых случаях появляется необходимость увеличения скорости охлаждения . Путём ускоренного охлаждения удаётся измельчить зерно , повысить прочностные свойства и ударную вязкость в зоне термического влияния . С этой целью находит применение метод сопутствующего охлаждения . Сварное соединение в процессе сварки с обратной стороны дуги охлаждается водой или воздушной смесью , что способствует получению крутой ветви скорости охлаждения.

    Технологическая прочность сварного шва .

    Термин “Технологическая прочность” применяется для характеристики прочности конструкции в процессе её изготовления . В сварных конструкциях технологическая прочность лимитируется в основном прочностью сварных швов . Это один из важных показателей свариваемости стали .

    Технологическая прочность оценивается образованием горячих и холодных трещин .

    1. Горячие трещины. Это хрупкие межкристаллические разрушения металла шва и зоны термического влияния . Возникают в твёрдо-жидком состоянии на завершающей стадии первичной кристаллизации , а так же в твёрдом состоянии при высоких температурах на этапе преимущественного развития межзернистой деформации .Наличие температурно- временного интервала хрупкости является первой причиной образования горячих трещин . Температурно- временной интервал обуславливается образованием жидких и полужидких прослоек , нарушающих металлическую сплошность сварного шва . Эти прослойки образуются при наличии легкоплавких , сернистых соединений (сульфидов ) FeS с температурой плавления 1189 С и NiS с температурой плавления 810 С . В пиковый момент развития сварочных напряжений по этим жидким прослойкам происходит сдвиг металла , перерастающего в хрупкие трещины .Вторая причина образования горячих трещин - высокотемпературные деформации . Они развиваются вследствие затруднённой усадки металла шва , формоизменения свариваемых заготовок , а так же при релаксации сварочных напряжений в неравновесных условиях сварки и при послесварочной термообработке , структурной и механической концентрации деформации.

    2. Холодные трещины.Холодными считают такие трещины , которые образуются в процессе охлаждения после сварки при температуре 150 С или в течении нескольких последующих суток . Имеют блестящий кристаллический излом без следов высокотемпературного окисления .Основные факторы , обуславливающие появление холодных трещин следующие: а) Образование структур закалки ( мартенсита и бейнита ) приводит к появлению дополнительных напряжений , обусловленных объёмным эффектом .б) Воздействие сварочных растягивающих напряжений .в) Концентрация диффузионного водорода . Водород легко перемещается в незакалённых структурах . В мартенсите диффузионная способность водорода снижается : он скапливается в микропустотах мартенсита , переходит в молекулярную форму и постепенно развивает высокое давление , способствующее образованию холодных трещин . кроме того , водород , адсорбированный на поверхности металла и в микропустотах , вызывает охрупчивание металла .

    Углеродистые стали : сварка и сопутствующие ей процессы .

    Сплавы Fe и С , где процентное содержание углерода не превышает 2,14 % , называют углеродистыми сталями . Углерод оказывает сильное влияние на свойства сталей . Наличие других элементов обусловлено :

    1. Технологическими особенностями производства - Mn , Si - для устранения вредных включений закиси железа , FeO и FeS . Вокруг оторочки сернистого железа , начиная с 985 С , происходит оплавление , что ведёт к снижению технологической прочности сварного шва . Температура плавления MnS составляет 1620 С , кроме того , он пластичен .2. Невозможностью полного удаления из металла ( S, P, N , H )3. Случайными причинами ( Cr , Ni , Cu и другие редкоземельные металлы ) Углеродистые стали составляют основную массу сплава Fe-C , до 95 % аппаратуры и оборудования изготавливают из этих сталей .В отечественной промышленности наиболее широко применяют стали с содержанием углерода до 0,22 % , редко от 0,22 до 0,3 % .Структурно -фазовые превращения углеродистых сталей определяются диаграммой состояния Fe-C . В нормализованном состоянии имеют феррито- перлитную структуру . С точки зрения кинетики распада аустенита , у углеродистых сталей происходит превращение аустенита в перлит ( второе основное превращение). В зависимости от температуры охлаждения , степени переохлаждения , скорости охлаждения феррито- цементитной смеси получается различной степени дисперсионный перлит , сорбит , бейнит , троостит .

    Низколегированные стали повышенной прочности.

    К низколегированным относят стали , содержащие в своём составе до 2 % легирующих элементов каждого в отдельности и до 5 % суммарно ( Mn , Si , Cr , Ni ). Содержание углерода , как и у углеродистых сталей не превышает 0,22 % . Содержание S и P в низколегированных сталях такое же , как в качественных сталях.

    При сварке , кинетика распада аустенита такая же , как и углеродистых сталей . При охлаждении на воздухе получается феррито- перлитная структура . Поэтому низколегированные стали повышенной прочности относят к хорошо свариваемым сталям .

    Однако легирующие элементы существенно снижают критическую скорость охлаждения . При содержании в верхнем пределе и высоких скоростях охлаждения возможно подавление перлитного превращения и появления промежуточных и закалочных структур .

    При уменьшении погонной энергии сварки и увеличении интенсивности охлаждения в металле шва и зоне термического влияния возрастает вероятность распада аустенита с образованием закалочных структур . При этом будет увеличиваться вероятность образования холодных трещин и склонность к хрупкому разрушению .

    При повышенных погонных энергиях наблюдается рост зерна аустенита и образуется грубозернистая феррито- перлитная структура видманштетового типа с пониженной ударной вязкостью .

    Выбор тепловых режимов в основном преследует цель недопущения холодных трещин . Одним из самых технологичных средств , снижающих вероятность появления трещин , является подогрев . Температура подогрева определяется в зависимости от эквивалента углерода и толщины свариваемого проката . Необходимая температура подогрева возрастает с увеличением легированности стали и толщины свариваемого проката .

    Низколегированные стали жаропрочные перлитные .

    Хромомолибденовые стали 12МХ , 12ХМ , 15ХМ предназначены для работы в диапазоне температур -40... +560 С . В основном используются при температурах +475...+560 С . Их применение обусловлено низкой стоимостью и достаточно высокой технологичностью при изготовлении сварных конструкций и производстве отливок , поковок .

    На участках , нагретых выше точки Ас(3) , возможно образование мартенсита и троостита . Реакция стали на термический цикл сварки характеризуется разупрочнением в зоне термического влияния в интервале температуры Ас(3) - Т (0), который объясняется процессами отпуска . Протяжённость разупрочненного участка увеличивается про больших значениях погонной энергии сварки .

    Мягкая разупрочненная прослойка может явиться причиной локальных разрушений сварных соединений в процессе эксплуатации , особенно при изгибающих нагрузках .

    Устранение разупрочнения осуществляется последующей термической обработкой с фазовой перекристаллизацией в печах ( объёмная термическая обработка ) .

    Образование обезуглероженной ( ферритной ) прослойки - это специфический показатель свариваемости , присущий этим сталям . В процессе последующей эксплуатации при температурах 450-600 С , происходит миграция углерода из металла шва в основной металл , или наоборот , когда имеет место различие в их легировании карбидообразующими элементами .

    Стали системы Fe-C-Cr ( хромистые стали ) .

    Хром - основной легирующий элемент . Он придаёт сталям ценные свойства : жаропрочность , жаростойкость ( окалиностойкость , коррозионную стойкость ) .Чем больше содержание хрома , тем более высокой коррозионной стойкостью обладает сталь . Такое влияние хрома объясняется его способностью к самопассивированию даже в естественных условиях и образованию плотных газонепроницаемых оксидных плёнок при высоких температурах .

    1. Специфика свариваемости сталей типа 15Х5М .

    Склонность к закалке осложняет технологический процесс выполнения сварочных работ . В зоне термического влияния образуются твёрдые прослойки , которые не устраняются даже при сварке с подогревом до 350-400 С . Для полного устранения твёрдых прослоек необходимо применение дополнительных мер . Небольшая скорость распада хромистого аустенита , вызывающая склонность к закалке на воздухе , и фазовые превращения мартенситного характера снижают стойкость сталей к образованию трещине при сварке .Применение закаливающих на воздухе сталей для изготовления сварного оборудования приводит к образованию в сварных соединениях механической неоднородности .

    Механическая неоднородность , заключающаяся в различии свойств характерных зон сварного соединения , является следствием , с одной стороны , неоднородности термодеформационных полей при сварке структурно - неравновесных сталей , с другой - применения технологии сварки с отличающимися по свойствам сварочными материалами из-за необходимости обеспечения технологической прочности .

    В настоящее время применяется два вида сварки :

    1. Сварка однородными перлитными электродами , близкими по составу к основному металлу .При этом металл шва и зона термического влияния приобретают закалённую структуру и образуется широкая твёрдая прослойка .

    2. Сварка с применением аустенитных электродов . Поскольку аустенитные материалы не склонны к закалке , твёрдые прослойки образуются только в зоне термического влияния .

    Хромистые мартенситно- ферритные стали .

    У стали марки 08Х13 с содержанием углерода 0,08 % , термокинетическая диаграмма распада аустенита имеет две области превышения : в интервале 600-930 С, соответствующем образованию феррито- карбидной структуры , и 120-420 С - мартенситной . Количество превращённого аустенита в каждом из указанных температурных интервалов зависит , главным образом , от скорости охлаждения . Например , при охлаждении со средней скоростью 0,025 С/с превращение аустенита происходит преимущественно в верхней области с образованием феррита и карбидов . Лишь 10 % аустенита в этом случае превращается в мартенсит в процессе охлаждения от 420 С . Повышение скорости охлаждения стали до 10 C/c способствует переохлаждению аустенита до температуры начала мартенситного превращения ( 420 С ) и полному его бездиффузионному превращению . Изменения в структуре , обусловленные увеличением скорости охлаждения , сказываются и на механических свойствах сварных соединений . С возрастанием доли мартенсита наблюдается снижение ударной вязкости .

    Увеличение содержания углерода приводит к сдвигу в область более низких температур границы превращения мартенсита . У сталей с содержанием углерода 0,1- 0,25 % в результате этого полное мартенситное превращение имеет место после охлаждения со скоростью ~1С/c .

    С точки зрения свариваемости , мартенситно- ферритные стали являются “неудобными” в связи с высокой склонностью к подкалке в сварных соединениях этих сталей . Подкалка приводит к образованию холодных трещин . Склонность к образованию трещин при сварке зависит от характера распада аустенита в процессе охлаждения . В случае формирования мартенситной структуры ударная вязкость сварных соединений 13 %-ных хромистых сталей снижается до 0,05-0,1 МДж/м . Последующий отпуск при 650-700 С приводит к распаду структуры закалки , выделению карбидов , в результате чего тетрагональность мартенсита уменьшается . После отпуска ударная вязкость возрастает до 1МДж/м2 . С учётом такой возможности восстановления ударной вязкости большинство марок хромистых сталей имеет повышенное содержание углерода для предотвращения образования значительного количества феррита в структуре . Таким образом удаётся предотвратить охрупчивание стали . Однако при этом наблюдается ухудшение свариваемости вследствие склонности сварных соединений к холодным трещинам из-за высокой хрупкости околошовного металла со структурой пластинчатого мартенсита .

    Аустенитные коррозионностойкие стали .

    Аустенитные стали содержат в своём составе Cr , Ni , C . По реакции на термический цикл хромоникелевые стали относят к хорошо свариваемым . При охлаждении они претерпевают однофазную аустенитную кристаллизацию неперлитного распада , тем более мартенситного превращения при этом не происходит .

    Характерным показателем свариваемости хромоникелевых сталей является межкристаллитная коррозия (МКК) .

    МКК развивается в зоне термического влияния , нагретой до температур 500-800 С ( критический интервал температур ) .

    При пребывании металла в опасном (критическом) интервале температур по границам зерен аустенита выпадают карбиды хрома Cr(4)C , что приводит к обеднению приграничных участков зерен аустенита хромом .хром определяет коррозионную стойкость стали . В обеднённых хромом межкристаллитных участках развивается коррозия , которая называется межкристаллитной .

    Межкристаллитная коррозия имеет опасные последствия - может вызвать хрупкие разрушения конструкций в процессе эксплуатации .

    Чтобы добиться стойкости стали против межкристаллитной коррозии , нужно исключить или ослабить эффект выпадения карбидов . т. е. стабилизировать свойства стали .

    Аустенитно- ферритные нержавеющие стали.

    Аустенитно- ферритные стали относятся к группе хорошо свариваемых сталей . Они стойки к образованию горячих трещин против межкристаллитной коррозии .

    Специфичным моментом свариваемости является их повышенная склонность к росту зерна . Наряду с ростом ферритных зерен возрастает общее количество феррита . Последующим быстрым охлаждением фиксируется образовавшаяся структура . Размеры зерна и количество феррита , а также ширина зоны перегрева зависят от погонной энергии сварки , соотношения структурных составляющих в исходном состоянии и чувствительности стали к перегреву .Соотношение количества структурных составляющих ( гамма - и альфа- фаз ) в исходном состоянии в значительной степени зависит от содержания а стали Ti . Количество титана в стали также определяет устойчивость аустенитной фазы против гамма- альфа превращения при сварочном нагреве . Чем выше содержание Ti , тем чувствительней сталь к перегреву . Вследствие роста зерна и уменьшения количества аустенита наблюдается снижение ударной вязкости металла околошовной зоны и угла загиба сварных соединений аустенитно- ферритных сталей . Менее чувствительными к сварочному нагреву являются стали , не содержащие титан , - это стали 03Х23Н6 и 03Х22Н6М2 .

    Особенности сварки аппаратуры из разнородных сталей .

    Специфическими показателями свариваемости разнородных сталей являются процессы диффузии и разбавления .

    Наибольшую опасность представляет диффузия С в сторону высоколегированной стали , где большая концентрация Cr или других карбидообразующих элементов .

    Разбавление происходит при перемешивании свариваемых сталей и присадочного материала в объёме сварочной ванны .

    Сталь более легированная разбавляется сталью менее легированной . Степень разбавления зависит от доли участия каждого из составляющих разнородное сварное соединение .

    Общие сведения о металлургических процессах при сварке в инертных газах .

    Сварку сталей осуществляют обычно под флюсом , в среде оксида углерода (IV) , но бывают случаи , когда целесообразно применять аргонно- дуговую сварку ,- например для упрочнения средне и высоколегированных сталей .

    Низкоуглеродистые низколегированные стали , особенно кипящие , склонны к пористости вследствие окисления углерода :

    Fe(3)C + FeO = 4Fe + CO ;

    Этот процесс идёт за счёт кислорода , накопленного в сталях во время их выплавки , но может возникать за счёт примеси к Ar марок В и Г , за счёт влажности газа и содержащегося в нём кислорода .

    Для подавления этой реакции в сварочной ванне нужно иметь достаточное раскислителей ( Si , Mn , Ti ) , т. е. использовать сварочные проволоки Св08ГС или Св08Г2С . Можно снизить пористость путём добавки к аргону до 50 % кислорода . который , вызывая интенсивное кипение сварочной ванны , способствует удалению газов до начала кристаллизации . Добавка кислорода к аргону снижает также критическое значение сварочного тока , при котором осуществляется переход от крупнокапельного переноса металла в дуге к струйному , что повышает качество сварки .

    Среднелегированные углеродистые стали обычно содержат в своём составе достаточное количество активных легирующих компонентов для подавления пористости , вызываемой окислением углерода . Это обеспечивает плотную структуру шва , а шва состав металла шва соответствует основному металлу , если электродные проволоки имеют так же близкий состав .

    Аустенитные коррозионностойкие и жаропрочные стали (12Х18Н10Т и др.) хорошо свариваются в среде аргона как плавящимся , так и неплавящимся электродом . При сварке этих сталей обычно не требуется каких-либо дополнительных мероприятий , но аустенитно- мартенситные стали очень чувствительны к влиянию водорода , который их сильно охрупчивает и даёт замедленное разрушение в виде холодных трещин .

    www.stainlesssteel.ru