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

Аустенитно-ферритная сталь

 
Аустенитно-ферритные стали предложены как заменители аустенитных сталей с целью экономии никеля. Они имеют прочность и твердость выше, но пластичность и ударную вязкость ниже, чем аустенитные стали. Эти стали не обладают стабильностью свойств: их свойства зависят от соотношения ферритной и аустенитной фаз.
Химический состав и назначение аустенитно. Аустенитно-ферритные стали являются более прочными ( чем аусте-нитные стали), но обладают пониженной пластичностью и резко выраженной анизотропией свойств.
Диаграммы истинного растяжения сталей 15Х2МФА ( I ( а и 15Х2НМФА. Аустенитно-ферритные стали ( 08Х16Н4БА, 08X17Н6Т) с повышенным содержанием никеля обладают повышенной коррозионной стойкостью.
Аустенитно-ферритные стали обладают повышенным сопротивлением всем видам коррозии.
Аустенитно-ферритные стали теряют ударную вязкость при нагреве в интервале температур 450 - 650 С. Это связано с тем, что в интервале указанных температур усиливается выделение карбидов, что и обусловливает повышенную хрупкость. Поэтому аустенитно-ф ерритные стали, как заменитель сталей типа 08Х18Н10Т, целесообразно применять в аппаратах, работающих при температурах до 350 С.
Аустенитно-ферритные стали относятся к группе хорошо свариваемых. Они стойки к образованию горячих трещин против межкри-сталлитной коррозии.
Длительная прочность сталей при 600 С. Аустенитно-ферритные стали обладают большей жаропрочностью по сравнению с высокохромистыми сталями. Основным требованием к этим сталям является стабильность их строения.
Аустенитно-ферритные стали являются более прочными ( чем аусте-нитные стали), но обладают пониженной пластичностью и рез ко выраженной анизотропией свойств.
Микроструктура хромоникелевой нержавеющей стали. Аустенитно-ферритные стали предложены как заменители хро-моникелевых сталей типа Х18Н8 с целью экономии никеля. Аустенитно-ферритные стали при комнатных температурах имеют прочность и твердость выше, чем стали типа 18 - 8, но пластичность и ударная вязкость у них ниже. Эти стали не обладают стабильностью свойств: их свойства зависят от соотношения ферритной и аустенитной фаз.
Микроструктура хромоникелсвой нержавеющей стала. Аустенитно-ферритные стали предложены как заменители хро-моникелевых сталей типа Х18Н8 с целью экономии никеля. Аустенитно-феррит - ные стали при комнатных температурах имеют прочность и твердость выше, чем стали типа 18 - 8, но пластичность и ударная вязкость у них ниже. Эти стали не обладают стабильностью свойств: их свойства зависят от соотношения ферритной и аустенитной фаз.

Аустенитно-ферритные стали при комнатных температурах имеют прочность и твердость выше, чем у стали типа 18 - 8, но пластичность и ударная вязкость у них ниже. Эти стали не обладают стабильностью свойств: их свойства зависят от соотношения ферритной и аустенитной фаз, которое в свою очередь зависит от суммарного влияния ферритообразующих ( Сг, Ti, Mo, Si) и аустенитообразующих ( Ni, N2, С) элементов.
Аустенитно-ферритные стали не подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением: трещины могут возникнуть только на аустенитных участках, но ферритные участки задерживают их развитие.
Последовательность ( / - 3 сварки двухслойной стали с разделительным слоем. Аустенитно-ферритные стали, содержащие менее 8 % Ni ( OX21H6M2T и др.), и стали типа 13 - 13 ( ОХ20Н14С2) и другие при расплавлении образуют двухфазный аустенитно-ферритный металл. Поэтому при их сварке кристаллизационные трещины не образуются ни в шве, ни в околошовной зоне. При сварке отливок крупного сечения и толстого катаного металла иногда требуется подогрев до температуры 100 - 150 С во избежание трещин, обусловленных пониженной пластичностью стали.
Аустенитно-ферритные стали имеют более высокие прочностные свойства, чем аустенитные стали ( ЭИ810 и ЭИ811), но пониженную пластичность и более резко выраженную анизотропию свойств в деформированном и особенно прокатанном материале.
Аустенитно-ферритные стали обладают промежуточными свойствами в отношении теплопроводности и объемных изменений между ферритными и аустенитныхи. Их поведение зависит от количественного соотношения фаз.
Аустенитно-ферритные стали обладают большей жаропрочностью по сравнению с высокохромистыми ферритными и полуферритными сталями. Основным требованием к аустенитно-ферритным сталям является стабильность их строения. Изменение свойств некоторых аустенитно-ферритных сталей при комнатной температуре в зависимости от их структуры представлено на фиг. С приведена на фиг.
Длительная проч ность сталей при 600 С. Аустенитно-ферритные стали обладают большей жаропрочностью по сравнению с высокохромистыми сталями. Основным требованием к этим сталям является стабильность их строения.
К аустенитно-ферритным сталям относят высоколегированные стали, основу структуры которых составляют две фазы: аустенит и феррит. В связи с этим признаком за рубежом такие стали называют дуплексными. Аусте-нитно-ферритные стали были разработаны как заменители хромоникелевых сталей аустенит-ного класса.
В аустенитно-ферритных сталях при нагреве на 450 - 500 С развивается значительная хрупкость, исключающая их применение для изготовления нагруженных деталей.
В аустенитно-ферритных сталях содержание ст-фазы всегда выше, чем в стали с чисто аустенитной структурой, и прямо пропорционально количеству феррита. В литых аустенитных сталях феррит содержится в большем количестве, чем в сталях, подвергшихся горячей деформации, поэтому и появление ст-фазы в литых сталях бывает чаще.
В аустенитно-ферритных сталях, особенно при значительных количествах ферритной составляющей, длительная выдержка при температурах - - 350 - 500 С приводит к появлению хрупкости, подобной так называемой 475 -хрупкости хромистых сталей.
В аустенитно-ферритных сталях при нагреве на 450 - 500 С развивается значительная хрупкость, исключающая их применение для изготовления нагруженных деталей.

В России аустенитно-ферритные стали применяют в основном в качестве заменителей хромоникелевых аустенитных сталей. В связи с этим для сварки сталей-заменителей используют аустенитные присадочные материалы. Зарубежные марки дуплексных сталей сваривают, как правило, с применением сварочных материалов с химическим составом, близким к основному металлу.
Исследование слитка аустенитно-ферритной стали, полученного ЭШП, показало, что феррит в нем по всему сечению распределен практически равномерно. Такой характер распределения второй фазы в электрошлаковом слитке придает ему способность лучше переносить горячую механическую обработку. Повышение технологичности двухфазных аустенитных сталей имеет большое значение и для сварочной техники, позволяя сварщикам рассчитывать на более широкое применение сталей этого типа, отличающихся хорошей свариваемостью.
Микроструктура ферритной стали Х17. При нагреве аустенитно-ферритных сталей до 760 - 800 С выравнивается концентрация Сг в твердом растворе и улучшается коррозионная стойкость.
Ферритная составляющая в аустенитно-ферритной стали должна быть в пределах 3 - 5 % феррита. Для предупреждения межкристаллитной коррозии, кроме того, необходимо применять сварку на низких режимах ( на уменьшенных токах, малой погонной энергии и электродами диаметром не более 4 - 5 мм), особенно для многослойных швов.
Одним из дефектов аустенитно-мартенситных и аустенитно-ферритных сталей является склонность их при сварке к перегреву и охрупчиванию зоны влияния. Это вызывается ростом зерна в связи с перегревом ферритпой фазы, образующейся вблизи зоны сплавления. Охрупчиванию способствует также превращение обогащенного углеродом аустенита ( при высокой температуре аустенит переобогащается углеродом) в мартенсит с охлаждением шва. Снижение аустенитной фазы ниже 20 % повышает склонность их к межкристаллитной коррозии. Для предупреждения этого дефекта стремятся снизить содержание углерода в швах. Иногда назначают полную термообработку для восстановления коррозионных свойств.
В двухфазных нестабилизированных аустенитно-ферритных сталях типа 20 Cr-5 Ni появление склонности к коррозии зависит от соотношения фаз. Если преобладает ферритная фаза и создаются замкнутые цепочки а-зерен, то коррозия протекает со скоростями, характерными для феррита, а если преобладают аустенитные зерна, то со скоростями, характерными для аустенита. В связи с этим в двухфазных нестабилизированных сталях феррит способствует появлению склонности к коррозии после высокотемпературной обработки и уменьшает склонность к коррозии при температурах сенсибилизации, а аусте-нит действует противоположным образом.
Тепловая хрупкость ряда аустенитных и особенно аустенитно-ферритных сталей проявляется как после температурных выдержек при 600 - 800 С ( в связи с образованием новых структурных фаз), так иногда и после выдержек при температурах около 500 С и замедленном охлаждении с этих температур. Особенностью теплового воздействия температур 600 - 800 С на аустенитные стали является то, что кроме снижения ударной вязкости при этом наблюдается также снижение относительных удлинения и сужения при испытаниях на растяжение и повышение прочностных свойств.
Микроструктура аустенитно-ферритного шва типа 18 - 8 на жаростойкой аустенитной стали ЭИ417 ( я, X 150, и аустенит-ного шва типа Х20Н15 на стали 1Х18Н10Т ( б, X150. Первый кристаллизационный слой имеет структуру основного металла ( а - аустенит и б - аустенит феррит. При сварке ( с разделкой кромок) аустенитно-ферритной стали типа 18 - 8 электродной проволокой марки Св - 13Х25Н18 шов имеет чистоаустенитную структуру.
Изменение содержания кремния, ниобия и хрома в наплавленном металле в зависимости от активности кремнезема в флюсе.| Зависимость содержания кислорода в наплавленном металле от активности кремнезема в флюсе. Таким образом, воздействие кислорода на первичную структуру аустенитно-ферритных сталей связано, в первую очередь, с окислением ферритообразующих элементов и присутствием в металле швов определенного количества неметаллических оксидных включений.
Механизм межкристаллитной коррозии и термические способы восстановления свойств аустенитно-ферритных сталей и аустенитных анологичны.
К числу основных проблем, возникающих при сварке аустенитно-ферритных сталей, относятся пониженные пластичность, ударная вязкость и склонность к коррозии сварных соединений.
В ряде работ было показано, что в аустенитно-ферритных сталях, находящихся в щелочных средах, преимущественному коррозионному разрушению подвергается ферритная структура. Отмеченное подтверждается результатами работы [9], в которой показано влияние погонной энергии на коррозионную стойкость сварных соединений стали типа 10X21Н5Т, выполненных дуговой сваркой под флюсом. С увеличением погонной энергии от 320 до 3700 кДж / м скорость коррозии сварных соединений при аустенитном варианте в 40 % - ном водном растворе едкого натра возрастает в 6 раз. Это объясняется, с одной стороны, увеличением содержания ферритной фазы в металле околошовного участка ЗТВ, склонной к растворению в коррозион-но-активной среде, а с другой - возрастанием тока коррозии в макросистеме аустенитный шов - аустенитно-ферритный основной металл из-за наличия разности потенциалов между ними.

Какие способы сварки предпочтительны при изготовлении сварных конструкций из аустенитно-ферритных сталей.
Блок-схема ферритометра МФ-10Ф. Новый прибор позволяет определять содержание магнитной фазы не только в аустенитных, но и в аустенитно-ферритных сталях. Прибор - двухканальный, один для измерения содержания магнитной фазы от 0 5 до 25 %, а другой - от 20 до 70 %; погрешность измерения тока отрыва 5 %; масса 7 5 кг; габаритные размеры 340x330x180 мм; питание от сети переменного тока напряжением 110 / 127 / 220 В или аккумулятора.
Исследование стойкости против межкристаллитной коррозии, распространяющейся по границам зерен, в сварных швах труб из нержавеющих аустенитных или аустенитно-ферритных сталей, производится по ГОСТ 6032 - 58 на специальных образцах.
Кроме того, вследствие большей скорости диффузии хрома в феррите склонность к межкристаллитной коррозии, вызванная неравномерным распределением хрома, для аустенитно-ферритных сталей устраняется при меньшей продолжительности нагрева, чем для аустенитных.
Результаты испытаний на стойкость к коррозионному разрушению. Высокая стойкость к КРН МСС типа ОЗХ11Н10М2Т - ВД и достаточный уровень механических свойств в двухфазном состоянии позволяют рекомендовать их для дальнейшей разработки в качестве нержавеющей аустенитно-ферритной стали для использования в агрессивных средах.
Стали аустеншпно-ферритного класса содержат 18 - 22 % Сг, 2 - 6 % № и некоторое количество Мо и Ti ( 08X22H6T, 08Х21Н6М2Т и др.) - Аустенитно-ферритные стали по сравнению с аустенитными обладают более высокой прочностью ( см. табл. 10) при удовлетворительной пластичности и лучшей сопротивляемостью интеркристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию. При нагреве до 400 - - 750 С стали охрупчиваются.
Следует особо отметить, что в связи с легированием высокохромистых сталей различными элементами, в том числе и такими аустенитообразующими элементами, как никель, получили применение многие марки аустенитно-ферритных сталей.
Сталь номинально относится к аустенитноыу классу, но при недостаточно благоприятном соотношении между ферритообразую-щими и аустенитообразующими элементами может содержать те или другие количества дельта-феррита и, таким образом, переходить в группу аустенитно-ферритных сталей. Способность к охрупчи-ванию при длительных тепловых выдержках связана с двухфазной структурой п склонностью к образованию сигма-фазы.
Хромистые стали плохо свариваются и потому имеют низкую ударную вязкость сварных швов. Аустенитно-ферритные стали ОХ21Н5Т и ОХ21Н6М2Т при температуре 400 - 420 С подвержены хрупкому разрушению.
Аустенитно-ферритные стали предложены как заменители хро-моникелевых сталей типа Х18Н8 с целью экономии никеля. Аустенитно-ферритные стали при комнатных температурах имеют прочность и твердость выше, чем стали типа 18 - 8, но пластичность и ударная вязкость у них ниже. Эти стали не обладают стабильностью свойств: их свойства зависят от соотношения ферритной и аустенитной фаз.
Аустенитно-ферритные стали типа 08Х21Н5Т, Х21Н5Т, 08Х21Н6М2Ти другие обладают высокой сопротивляемостью МКК - Ферритная составляющая в этих сталях образует своего рода барьер с повышенным содержанием хрома, протяженность же ферритной составляющей достаточно большая, что и препятствует развитию процесса МКК-Следует учесть, что в некоторых условиях аустенитно-ферритные стали подвергаются структурно-избирательной коррозии: преимущественному растворению аустенитной фазы, содержащей меньше хрома, чем феррит.
Во избежание МКК эти стали стабилизируют титаном. Изделия из аустенитно-ферритных сталей рекомендуется эксплуатировать при температурах не выше 350 С во избежание охрупчивания из-за структурных изменений.
Значения г для ферритных, аустенитно-мартенситных и аустенитно-ферритных сталей, а также для отливок из аустенитных сталей должны быть равны: г - 3 мм при б к 1 мм; г Зб при б 1ч - 3 мм; г - 10 мм при б 3 мм.

Аустенитно-ферритные стали обладают большей жаропрочностью по сравнению с высокохромистыми ферритными и полуферритными сталями. Основным требованием к аустенитно-ферритным сталям является стабильность их строения. Изменение свойств некоторых аустенитно-ферритных сталей при комнатной температуре в зависимости от их структуры представлено на фиг. С приведена на фиг.
Сталь Х16Н9М2 с меньшими прочностными свойствами, чем сплав ХН35ВТ, значительно превосходит его по запасу пластичности, имеющему существенное значение для возникновения и развития термоусталостного разрушения. Важно отметить, что аустенитно-ферритная сталь Х16Н9М2 более простая по составу менее склонна к упрочнению дисперсионными частицами карбидов или интерметаллидов, в то время как в сплаве ХН35ВТ, несмотря на повышенное содержание никеля, такие элементы как титан и вольфрам интенсивно образуют частицы вторичных фаз, что приводит к понижению длительной пластичности.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

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