Большая техническая энциклопедия
2 7
A V W
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
А- АБ АВ АГ АД АЗ АК АЛ АМ АН АП АР АС АТ АУ АФ АЦ АЭ

Аустенито-ферритная сталь

 
Аустенито-ферритные стали обладают рядом особенностей, к которым относятся более высокие прочностные свойства при комнатных температурах по сравнению со свойствами аустенитных сталей [ 49, 230 - 2311 после закалки с 1000 - 1150 - С, меньшие значения пластичности и ударной вязкости. Прочность и твердость могут быть еще несколько повышены за счет дополнительного старения при 500 - 750 С вследствие процессов дисперсионного твердения, протекающих в обеих фазах.
Изменение структуры в сварном образце стали ОХ21Н5Т. Аустенито-ферритные стали с промежуточным содержанием никеля имеют промежуточную жаропрочность. Изменение длительной прочности зависит от количества аустенита в аустенито-ферритных сталях и от степени перемешивания этих фаз.
Аустенито-ферритные стали имеют более высокие механические свойства при комнатной температуре, чем ферритные и аустенит-ные, но несколько пониженную пластичность. Вследствие резкого обособления аустенитной и ферритной фаз в деформированном материале наблюдается резкая анизотропия свойства проката в продольном и поперечном направлениях.
Влияние никеля на изменение механических свойств 18 % - ных хромистых сталей. Аустенито-ферритные стали ( ОХ21Н5Т, Х21Н5Т, ОХ21Н6М2Т, ОХ20Н14С2, Х20Н14С2 и др.) имеют повышенные прочностные свойства после закалки с 1000 - 1150 С и меньшую пластичность и вязкость по сравнению с аустенитными сталями.
Аустенито-ферритные стали наряду с повышенной стойкостью против МКК обладают удовлетворительной стойкостью против питтинговой и щелевой коррозии [ 1.131, причем определяющим считают эквивалент точечной коррозии, равный % Сг 3 3 % Мо. В соответствии с работой [1.16], в этом случае затрудняется зарождение питтингов, образующихся на сульфидах марганца на границе аустенит - феррит.
Аустенито-ферритные стали 0Х17НЗГ4Д2Т, 0Х25П2Т и 0Х25Н8М после термической обработки имеют сравнительно высокую эрозионную стойкость. Эти стали содержат до 70 % аусте-нита.
Аустенито-ферритные стали имеют ряд преимуществ по сравнению с аустенитными: у них более низкое содержание никеля, повышенная прочность, более высокая стойкость к коррозионному растрескиванию, повышенная стойкость к межкристаллитной коррозии. Максимальная прочность достигается при 50 - 60 % б-феррита.
Аустенито-ферритные стали устойчивы в достаточно широком интервале концентраций и температур фосфорной кислоты, а также в растворах уксусной кислоты, в растворах азотнокислых сернокислых, сернистых солей, в щелочах.
Растворимость углерода ( карбидов в аустените ( автор. Аустенито-ферритные стали, имеющие структуру a Y-Аустениг в этих сталях может быть устойчивым и неустойчивым.
Аустенито-ферритные стали имеют по сравнению с аустенитными ряд преимуществ: более оптимальный комплекс механических свойств ( в частности, более высокий предел текучести); меньшую предрасположенность к МКК и коррозионному растрескиванию; содержат меньше дефицитного никеля. Стали аустенито-ферритного класса не склонны к росту зерна при сохранении двухфазной структуры; они стойки как в окислительных, так и окислительно-восстановительных средах; обладают хорошей свариваемостью; могут деформироваться в режиме сверхпластичности. Повышенное содержание в аустенито-ферритных стали хрома способствует возрастанию устойчивости аустенита по отношению к мартенситному превращению.
Аустенито-ферритные стали применяют в химическом и пищевом машиностроении, судостроении, авиации, медицине.
Аустенито-ферритная сталь марки 08Х22Н6Т ( ЭП53) повышенной прочности рекомендуется для службы преимущественно в окислительных средах.

Хромоникелевые аустенитные и аустенито-ферритные стали ( ОХ18Н9, Х20Н10Г68, 20Х25Н16Т6, табл. 1.3) обеспечивают высокую стойкость против коррозии в ряде сред, окалиностойкость и жаропрочность. Такими сплавами наплавляются лопасти гидротурбин, гребные винты, гребные валы морских судов, разрушаемые кавитацией, коррозией и эрозией.
Сравнительная коррозионная стойкость сталей 08Х22Н6Т ( Л, 08X21Н6М2Т ( 2, 12Х18Н10Т ( 3, 10Х17Н13М2Т ( 4 в растворах азотной, фосфорной и уксусной кислот. Области ниже кривой соответствуют скорости коррозии не более 0 1 г / ( мг. ч. Стабилизация аустенито-ферритной стали титаном оказывает влияние на структурные превращения при отпуске.
Влияние продолжительности испытаний в 0 1 н. NaCl при 20 С и режима тер. мической обработки на максимальный диаметр, глубину и количество питтингов стали 10Х17ШЗМ2Т ( О, ОЗХ25Н5М2 с 1 2 % Mr, и 0 07 % S ( 2. 3 и с 0 14 % Мл и 0 002 % S ( 4. 1, 2, 4 - закалка. 3 - отпуск при 400 С, 6 ч. В аустенито-ферритной стали независимо от чистоты при большом количестве питтингов они мельче и с увеличением продолжительности испытаний или увеличении продолжительности старения питтинг увеличивается в основном в диаметре, глубина изменяется мало.
Разрушение аустенито-ферритных сталей при КР начинается транскристаллитно, перпендикулярно направлению растягивающих напряжений. В стали с преобладанием аусте-нитной структуры ( рис. 1.050, д, е) наличие феррита в аустенитной матрице может затормозить или изменить направление развития трещины. Трещины КР на образцах, модифицированных 0 3 % Ypac4 локализуются непосредственно вблизи разрыва образца ( рис. 1.050, г), остальная поверхность - без разрушения.
Анодная потенциоегатическая кривая и области применения методов испытания на МКК., Е - критические ток и потенциал пассивации. DTI пп - ток и потенциал полной запасснвирован-ности. Для аустенито-ферритных сталей практически сохраняются те же закономерности возникновения МКК, которые указаны для сталей аустенитного класса.
Особенность аустенито-ферритных сталей состоит и в том, что в результате старения по оптимальным режимам они приобретают повышенную твердость и прочность и, как следствие этого, высокую сопротивляемость гидроэрозии. Дисперсионное твердение в этих сталях происходит одновременно и в аустенитной, и в ферритнои фазах.
Свойства аустенито-ферритных сталей определяются соотношением количеств ферритнои и аустенитной составляющих. С увеличением количества ферритнои фазы временное сопротивление ов и особенно предел текучести ат увеличиваются, а относительное удлинение уменьшается. В отличие от ферритных аустенито-фер-ритные стали обладают более высокой пластичностью.
Влияние времени отпуска при 450 С на порог хладноломкости ( Гх аустснито-фер-ритной стали OSX22II5T ( Э. Г. Фельдгаидлер. Нагрев аустенито-ферритных сталей выше 1100 С приводит к постепенному увеличению количества б-феррита, в результате чего сталь может приобрести полностью ферритную структуру.
Из ферритных и аустенито-ферритных сталей изготовляют аппаратуру для химической промышленности, а также оборудование для гальванических и термических цехов.
Жаропрочные свойства аустенито-ферритных сталей с увеличением количества ферритной фазы уменьшаются. Если феррит-ная сталь при 600 С имеет предел ЮОО-ч длительной прочности 4 кГ / мм2, то для аустенитной стали с тем же количеством хрома и 12 % Ni ад.
Соединения из высокохромистых аустенито-ферритных сталей, паянные свинцовым припоем, по данным Р. Е. Есепберлина, показали высокую стойкость к контактной коррозии в агрессивной среде, например серной кислоте любой концентрации, при следующем составе припоя, %: Sn 1 0 - 1 4; Ni 1 - 1 4; Al 0 08 - 0 12; Na 0 51 - 0 55; Ca 0 61 - 0 65, Pb - остальное; температура пайки 380 С. Повышение стойкости свинцовых припоев в кислотных травителях может быть достигнуто при легировании их германием и серебром.

Структурные превращения в аустенито-ферритных сталях достаточно ложны, что определяется наличием двух составляющих с разным ти-юм кристаллических решеток и разной скоростью диффузии в них тегирующих элементов.
Структурные превращения в аустенито-ферритных сталях достаточно сложны, что определяется наличием двух составляющих с разным типом кристаллических решеток и разной скоростью диффузии в них легирующих элементов.
Склонность к МКК при испытании по методу AM ГОСТ 6032 - 84 сталей типа 06Х18Н10 и 08Х22Н6.| Влияние режима отпуска и содержания титана на склонность к МКК ( сплошные линии и охрупчиванию ( штриховые стали типа 06Х22Н6.., /, 4 - без титана. 2, 2, 3 - 0 3 % Ti. МКК возникает в аустенито-ферритных сталях при более низких температурах и более длительных выдержках, практически не наблюдаемых при технологических операциях.
Рассмотренные выше особенности МКК аустенито-ферритных сталей относятся к испытанию в растворе типа АМУ, ГОСТ 6032 - 84 - основного метода контроля, рекомендуемого для сталей этого класса. При испытании по методам типа ВУ и АМУ основные закономерности идентичны. Однако, поскольку потенциал метода ВУ близок к области перепассивации молибдена, в процессе испытания по методу ВУ возможно избирательное вытравливание фаз, обогащенных молибденом. При испытании по методу ДУ, ГОСТ 6032 - 84 сталь ОЗХ23Н6 не склонна к МКК после отпуска при 550 С, 1 ч [1.14], аустенито-ферритные стали ОЗХ22Н6М2 и ОЗХ24Н6АМЗ, испытываемые по этому методу так же, как аустенитная сталь ОЗХ17Н14МЗ, без провоцирующего нагрева не склонны к МКК и их скорость коррозии менее 0 5 мм / год.
В результате изучения стойкости аустенитных и аустенито-ферритных сталей в азотной кислоте выявилось, что режимы термической обработки и равномерность распределения хрома в стали оказывают большое влияние. Когда хром в аустенитной и ферритной фазах находится в твердом растворе и в одинаковых количествах, то стали обоих типов практически имеют одинаковую коррозионную стойкость в окислительных средах. При закалке с 1000 - 1100 С в воде в аустенитных и аустенитно-ферритных сталях хром остается в твердых растворах аустенита и феррита, поэтому эти стали, если они близки по своему химическому составу, обладают практически одинаковой коррозионной стойкостью.
Результаты испытаний показывают, что аустенито-ферритные стали по стойкости к микроударному воздействию уступают хро-момарганцевым аустенитным сталям. Это объясняется двухфазной структурой аустенито-ферритных сталей и различной способностью к упрочнению отдельных структурных составляющих. Избирательный характер разрушения этих сталей способствует развитию процесса гидроэрозии.
Влияние температуры нагрева на фазовый состав аустенито-ферритных сталей проявляется и в сварных соединениях.
Установлено [518], что ферритная фаза в аустенито-ферритных сталях обогащена хромом, что также способствует меньшей степени обеднения пограничных слоев твердого раствора хромом при образовании карбидов хрома.
Закономерности возникновения, развития и предотвращения склонности к МКК в аустенитных и аустенито-ферритных сталях в основном аналогичны. Особенности МКК в аустенито-ферритных сталях определяются наличием в них по крайней мере двух структурных составляющих и зависимостью соотношения этих структурных составляющих от температуры нагрева.
Как показали исследования, оптимальные вязкие свойства и максимальную эрозионную стойкость аустенито-ферритные стали приобретают в результате аустенизации с последующим отпуском ( старением) при температуре 550 - 600 С. При более высоком отпуске по границам ферритных зерен образуются значительные скопления коагулированных карбидов хрома, что приводит к резкому увеличению твердости ( примерно с 207 до 302 единиц НВ) и такому же снижению пластичности и вязкости. В таком состоянии сталь обладает невысокой эрозионной стойкостью. Разрушение металла начинается около коагулированных карбидов хрома и развивается в сторону ферритного зерна.
В указанных растворах кинетика развития питтинга для аустенитной стали 10Х17Н13М2Т и аустенито-ферритной стали 04Х25Н5М2 существенно различается ( рис. 1.29): в аустенитной стали образуется относительно небольшое количество глубоких питтингов.
Общий вид трещины, образовавшейся в месте приварки штуцера DylOO к верхнему днищу колонны К-7. При осмотре верхнего сварного ( с хордовым швом) днища десорбера К-7 из аустенито-ферритной стали 08Х22Н6Т обнаружили восемь трещин. Две ( длиной 300 и 400 мм с максимальным раскрытием 0 5 мм) были выявлены в зоне термического влияния сварного шва штуцера диаметром 350 мм, они уходили в основной металл; трещина в зоне термического влияния Dy 100 на наружной поверхности днища имела длину 120 мм с максимальным раскрытием 0 5 мм и глубину 2 - 3 мм ( рис. 5.83); трещина в зоне термического влияния штуцера диаметром 50 мм была длиной 60 мм с максимальным раскрытием 0 4 мм. Еще четыре трещины были обнаружены в околошовной зоне кольцевого шва приварки днища к обечайке. По виду излома все трещины имели кристаллическое строение, следы пластической деформации вдоль их траектории трещины отсутствовали.
С более высоким содержанием углерода ( более 0 08 - 0 10 %) аустенито-ферритные стали показывали склонность к межкристаллитной коррозии, но в значительно меньшей степени, чем чисто аустенитные.

Представленные данные показывают, что в средах, вызывающих коррозионное растрескивание, целесообразно использовать либо фер-ритные и аустенито-ферритные стали, либо формировать состав ау-стенитных или других сталей так, чтобы в их структуре присутствовала ферритная составляющая.
В связи с этим представляло интерес изучить влияние основных элементов-ферритизаторов ( хрома, молибдена, ниобия) на коррозионную стойкость сварных соединений аустенито-ферритных сталей в целях выбора оптимального содержания этих элементов в металле шва.
Влияние длительности старения при 500 и 600 С на. Из сопоставления данных по влиянию структуры на жаропрочность следует, что лучшие результаты показывают полностью аустенитные стали или аустенито-карбидные дисперсионно твердеющие стали и хуже - аустенито-ферритные стали.
На основании этих результатов предложено обрабатывать нитрозные газы не растворами 10 - 45 % H2SO4, a смесью H2SO4 HNO3, содержащей HNO3 не менее минимальной концентрации, снижающей скорость коррозии, что позволит применить для аппаратов этого процесса эконом-нолегированные аустенито-ферритные стали.
Аустенито-ферритные стали по сравнению с аустенитными обладают более, высокими механическими свойствами ( тв 600 - 700 МПа, а0 2 450 - 550 МПа, б 30 % и Мр 50 %), хорошей стойкостью в окислительных и окислительно-восстановительных средах, более высокой сопротивляемостью интеркристал-литной коррозии и коррозионному растрескиванию и содержит меньше дорогостоящего никеля. При гагреве до 450 - 500 С в феррите протекают процессы, приводящие к 475-град хрупкости. При 650 - 800 С из феррита выделяется ст-фаза ( FeG), а из аустенита карбиды М23Се, что влечет за собой снижение пластичности и вязкости стали.
Стойкость против коррозионного растрескивания в кипящем 42 % - ном растворе MgCl2 ( продолжительность испытания ЮО ч аустенитных сталей 10Х17ШЭМ2Т 1, 12Х18Н10Т ( 2 и аустенитно-феррит-ных сталей ОЗХ25Н5М2 ( 3 и 08Х22Н6Т ( 4.| Влияние чистоты металла, микролегирования и нагрузки на время до разрушения в кипящем 42 % - ном MffCla ( продолжительность испытания 100ч стали 03X25HSM2. Азот в исследованных пределах значительно снижает стойкость против КР, вследствие формирования структуры с преобладанием аустенита. Аустенито-ферритные стали обладают повышенной стойкостью против КР в щелочных средах.
Аустенито-ферритные стали по сравнению с аустенитными обладают более высокими механическими свойствами ( тв - 600 - 700 МПа, а0 2 450 - 550 МПа, 6 30 % и г э 50 %), хорошей стойкостью в окислительных и окислительно-вссстанови тельных средах, более высокой сопротивляемостью интеркристал литной коррозии и коррозионному растрескиванию и содержит меньше дорогостоящего никеля. При кагреве до 450 - 500 С в феррите протекают процессы, приводящие к 475-град хрупкости. При 650 - 800 С из феррита выделяется а-фаза ( FeCi), а из аустенита карбиды МгзСв, что влечет за собой снижение пластичности и вязкости стали.
Хромистый феррит обладает сравнительно невысокой эрозионной стойкостью. Поэтому присадка к аустенито-ферритным сталям молибдена, меди, титана и других элементов несколько повышает их сопротивляемость гидроэрозии. В ряде случаев эти стали дополнительно легируют с целью повышения их технологических свойств. Так, например, введение в эти стали кремния значительно улучшает их литейные свойства.
Закономерности возникновения, развития и предотвращения склонности к МКК в аустенитных и аустенито-ферритных сталях в основном аналогичны. Особенности МКК в аустенито-ферритных сталях определяются наличием в них по крайней мере двух структурных составляющих и зависимостью соотношения этих структурных составляющих от температуры нагрева.
Известно, что аустенит имеет более высокие механические показатели, чем феррит, следовательно, присутствие в структуре аустенитных сталей феррита снижает их стойкость. При микроударном воздействии разрушение аустенито-ферритных сталей начинается с ферритных зерен. Аустенит разрушается как по границам зерен, так и в теле зерна. Часто разрушение начинает развиваться с границ двойников, которые являются более слабыми участками в структуре аустенита. Ранее показано, что при сдвиговом механизме пластической деформации границы двойников могут служить концентраторами напряжений, около которых появляются участки, благоприятные для зарождения и развития микротрещин.
Результаты испытаний показывают, что аустенито-ферритные стали по стойкости к микроударному воздействию уступают хро-момарганцевым аустенитным сталям. Это объясняется двухфазной структурой аустенито-ферритных сталей и различной способностью к упрочнению отдельных структурных составляющих. Избирательный характер разрушения этих сталей способствует развитию процесса гидроэрозии.
Азот является сильным аустенитообразующим элементом. Он очень полезен в аустенитных и аустенито-ферритных сталях. Азот упрочняет твердый раствор сильнее, чем углерод, повышает стойкость против питтинговой коррозии, замедляет выделение карбидных и интерметаллидных фаз. Однако, присутствие азота в сталях ферритного класса нежелательно, так как он отрицательно влияет на их механические свойства.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11