Хромистые стали
Хром в воздушной среде имеет малый электрохимический потенциал, однако обладает высокой коррозионной стойкостью за счет возникновения на поверхности плотной и прочной пленки оксида хрома Сг203, которая препятствует проникновению в глубь металла кислорода, в результате чего процесс коррозии в атмосфере прекращается. Коррозионная стойкость сталей, легирование хромом, возрастает также за счет повышения их электрохимического потенциала. Однако это достигается лишь при определенных количествах хрома в стали. Возрастание коррозионной стойкости сталей происходит не постепенно, а скачкообразно, при введении его в количествах, пропорциональных примерно 12% (рис. 8.1). Таким образом, конструкционные хромистые стали, рассмотренные ранее — 40Х, 40ХФА, 40ХН, 40ХН2МА, 40Х2Н2МА и др., — в которых содержание хрома менее 12%, коррозионной стойкостью не обладают. В промышленности используют коррозионно-стойкие хромистые стали с содержанием хрома более 12 и 25 %. В первую группу входят стали 12X13, 20X13, 30X13, 40X13. Напомним, что легирование смещает точку S диаграммы состояния системы Fe — Fe3C (см. рис. 4.2) в область меньших значений углерода (см. рис. 6.3), т.е. стали, имеющие структуру перлита (эвтектоидные), содержат углерода меньше 0,8 %, причем тем меньше, чем более легирована сталь. Таким образом, стали 12X13 и 20X13 являются доэвтектоидными (их структура в отожженном состоянии феррит и перлит), сталь 30X13 — эвтектоид ной (структура перлит), а сталь 40X13 — заэвтектоидной (структура перлит, цементит и карбиды хрома). Стали этой группы устойчивы против коррозии в атмосфере, воде, ряде слабых растворов кислот и щелочей.
Низкоуглеродистые стали 12X13 и 20X13 имеют невысокую прочность и твердость, практически не упрочняются при термической обработке, их достоинство — высокая пластичность. Эти стали используют для изготовления лопаток турбин, клапанов гидравлических устройств, арматуры крекинг-установок. Повышение содержания углерода в сталях этой группы приводит к увеличению твердости и прочности, но уменьшению пластичности. В отожженном состоянии заметно снижается коррозионная стойкость. Это связано с тем, что часть хрома расходуется на образование карбида хрома (Сг23С6), поэтому концентрация хрома в твердом растворе не достигает 12%. Для сталей с содержанием углерода 0,3…0,4% необходима термическая обработка, обеспечивающая обогащение твердого раствора хромом за счет растворения в аустените карбида Сг23С6. Стали 30X13 и 40X13 подвергают закалке от температуры 1000… 1100 °С. Структура сталей после закалки — мартенсит. Закалка и низкий отпуск сталей (200 °С) позволяют получить стали 30X13 и 40X13 с достаточно высокой твердостью примерно 40 HRC и 50 HRC соответственно. Эти стали используют для изготовления хирургических инструментов, упругих элементов и т.п. Ко второй группе относятся стали, легированные 25…30% Сг (например, сталь 12X28), которые обладают более высоким электрохимическим потенциалом и, следовательно, большей коррозионной стойкостью. Эти стали устойчивы против коррозии в азотной кислоте, слабых растворах соляной кислоты и ряде других кислот; их используют для изготовления аппаратуры химической промышленности.
14.04.2011, 1959 просмотров.
