Реферат: Хромоникелевые стали Х18Н9

Реферат: Хромоникелевые стали Х18Н9

Федеральное агентство по образованию

Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет»

Кафедра ПАХТ

РЕФЕРАТ

по дисциплине "Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии"

Тема: «Хромоникелевые стали Х18Н9»

Нижнекамск. 2010 г.

Содержание

Введение

Анализ и структура хромоникелевых сталей

Коррозионные свойства хромоникелевых сталей

Хромоникелевые стали сложных систем

Литература

Введение

С целью придания обычным железоуглеродистым сплавам коррозионной стойкости в агрессивных средах и жаростойкости при высоких температурах железоуглеродистые стали легируют хромом, никелем, молибденом, кремнием, алюминием и другими элементами. Выбор легирующих элементов определяется эксплуатационными условиями конструкции, для которой предназначается сплав. Так, хром является наиболее часто применяемым легирующим элементом для создания как коррозионностойких, так и жаростойких сплавов на железной основе. Объясняется это тем, что хром обладает способностью передавать свое свойство пассивироваться железоуглеродистым сплавам, а также повышать защитные свойства высокотемпературной окалины.

Никель при значительных его добавках способствует образованию γ - фазы и ее стабильности в железных сплавах, обеспечивает высокие механические и технологические свойства сплавов (пластичность, вязкость, прокаливаемость и др.) и повышает также их коррозионную стойкость в депассивирующих средах, едких щелочах, расплавах солей и др.

Анализ и структура хромоникелевых сталей

Железо и никель, обладая взаимной растворимостью, дают непрерывный ряд твердых растворов. Никель способствует образованию сплавов с неограниченной γ - областью. Железоникелевые сплавы устойчивы в растворах серной кислоты, щелочей и ряда органических кислот. Однако железоникелевые сплавы не нашли широкого применения в качестве конструкционных материалов в химическом машиностроении, так как они не имеют особых преимуществ па сравнению с хромистыми сталями.

Особо большое распространение нашли стали системы Fe - Cr - Ni без дополнительных присадок и с присадками титана, ниобия, молибдена, меди и др. Введение никеля в систему Fe - Cr вносит значительные изменения в структуру сплава и расширяет область существования аустенита. В зависимости от содержания хрома и никеля в сплаве, хромоникелевые стали подразделяются на аустенитные, аустенито-ферритные и аустенито-мартенситные. С возрастанием содержания никеля увеличивается область существования γ-фазы, аустенитная структура делается устойчивой при достаточном содержании никеля уже при низких температурах. Повышение содержания хрома, наоборот, уменьшает, область существования γ-фазы. Для получения стали аустенитного класса в системе Fe - Сr - Ni, как это видно из диаграммы на рис.1, достаточно добавки 8 % Ni при содержании хрома 18%.

Рис. 1. Структурная диаграмма хромоникелевых сталей (по Мауеру и Шерреру)

На рис.2 приведена диаграмма, показывающая влияние хрома в железоникелевых сплавах с 8% Ni на положение фаз при различных температурах. Из диаграммы следует, что для получения однофазной γ-структуры при повышенных температурах нельзя увеличивать содержания хрома сверх 20%. Для сохранения аустенитной структуры при более высоком содержании хрома необходимо повысить содержание никеля. Так, для стали

Рис.2 Положение фаз в сплавах железа

хромоникелевая сталь коррозия

Как видно из диаграммы на рис. 2, σ-фаза появляется в системе Fe – Cr-Ni в широком интервале составов по хрому и никелю. Область образования чистой интерметаллической σ-фазы лежит приблизительно при 50 % Cr. σ-фаза обладает ограниченной растворимостью в α- и γ- твердых растворах и выделяется в хромоникелевых сталях при температурах приблизительно 900-950°С. Выделяясь в ряде случаев по границам зерен, она сообщает сплаву большую хрупкость. Присадка ферритообразующих элементов (Cr, Ti, Аl и др.) ускоряет образование σ-фазы, а присадка аустенитообразующих элементов (N, С и др.) замедляет ее выделение.

Коррозионные свойства хромоникелевых сталей

Наряду с высокими механическими и технологическими свойствами в хромоникелевых сталях может возникать склонность к межкристаллитной коррозии, в особенности после медленного охлаждения или длительного нагрева стали, а также после повторного нагрева (отпуска) закаленной стали в интервале температур500-850 °С вследствие выпадения по границам зерен карбидов. В связи с этим недостатком хромоникелевой стали ограничивается её применение для сварных конструкций, так как при сварке металл около шва нагревается до 500-850 °С. ' Опасными зонами при сварке аустенитных сталей являются зоны по линии сплавления, по которой в некоторых средах (азотная кислота ( возможно возникновение ножевой коррозии, а также зона, расположенная на некотором расстоянии от шва, где металл подвергается нагреву 500-850°С и возможно выпадение карбидов хрома.

Межкристаллитная коррозия вызывает большую потерю прочности конструкции, часто без изменения внешнего вида. Большинство исследователей считает, что межкристаллитная коррозия хромоникелевых сталей объясняется электрохимической неоднородностью поверхности стали, связанной с работой гальванической пары.

Анодами являются небольшие обедненные хромом зоны металла по границам зерен, а к