Як вибрати нержавіючу сталь необхідної корозійної стійкості та жароміцності?
2006-11-13 18:00:36
Нержавіючі стали відносяться до найбільш перспективним конструкційних матеріалів. Вони незамінні в сучасному житті і застосовуються усе ширше – від столових приладів і каструль до складного обладнання в харчовій, хімічній промисловості, медицині і т.д. Гігієнічні переваги нержавіючої сталі засновані на тому, що вплив її на питну воду виключено, при концентрації у воді хлориду або броміду до 200 мг / л рекомендують використовувати нержавіючу сталь із вмістом молібдену. В електрохімічному ряді напруг нержавіюча сталь має більш високий потенціал, ніж мідь і оцинкована сталь. Широке застосування в харчовій промисловості пов'язане з її нейтральними смаковими показниками і, завдяки високоякісної поверхні, нержавіюча сталь поводиться нейтрально щодо мікробіологічного впливу. Це означає, що зростання мікроорганізмів не переміщується на поверхню з нержавіючої сталі (у порівнянні з поверхнями з органічних матеріалів), а бактерії, грибки і т.п. не мають шансів розвинутися на її поверхні, що визначає високу популярність «харчового» застосування нержавіючої сталі. Однак при використанні чудових властивостей нержавіючих сталей треба мати на увазі, що при технологічній обробці їх «поведінку» дуже відрізняється від простих вуглецевих сталей. Це пояснюється особливостями їх метастабільної аустенітної структури, використання властивостей якої вимагає врахування ряду особливостей. Деякі характеристики цих сталей на ознайомлювальному рівні для споживача описує ця стаття з метою підкреслити те відмінність, що в вуглецевих (звичайних, «чорних») сталях в основному використовуються властивості стабільних структур сплаву, а в нержавіючих сталях – властивості метастабільних (немагнітних) структур. Перенесення технологічних стереотипів від «чорних» на нержавіючі сталі можуть перетворити останні в «іржавіють». Пропонуємо наступні рекомендації по властивостях і призначенню нержавіючих і кислотостійких сталей, вибрані з нормативної і технічної літератури і застосовуваних фахівцями київського підприємства ТОВ «Агродизель». Жароміцність і хімічна стійкість нержавіючих сталей досягається за рахунок введення в сталь хрому. Чим більше в сталі хрому, тим вище її опірність окислення. При 13% і вище хром утворює суцільну тонку міцну плівку окислів, що захищає сталь від корозії. Найбільш типова сталь Х18Н9 (ЕЯ1), що містить 0,005-0,15% С, 8-11% Ni і 18% Cr, в кованому вигляді має аустенітну або аустенитно-карбідним структуру і володіє межею міцності близько до 80 кг/мм2, подовженням близько 20% і опором удару близько 10 кгм/см2. Після гарту 1050-11500 з охолодженням на повітрі або в воді? В падає до 60 кг/мм2, зате подовження зростає до 45-50% і опором удару значно збільшується. Загартування дає чисто аустенітну немагнітних структуру (метал ставати «м'якше», на противагу вуглецевих сталей, які стають «твердіше»). Подальший нагрів стали Х18Н9 до температури понад 6000, а також холодна механічна обробка аустенітної стали призводить до часткового розпаду аустеніту, сталь набуває магнітного. Зазначений нагрів викликає виділення хромових карбідів, вони роблять довколишні зони металу малохромістимі і тому корозійно малостійких. Так як виділення карбідів йде в основному по кордону зерен, то сталь набуває схильність до інтеркрісталліческой корозії. Сильно прокорродірованная сталь робиться зовсім крихкою, ламається при згині і втрачає звичайний металевий звук при ударі. Цим пояснюється і «ножова» корозія поблизу зварювальних швів. Для попередження схильності до інтеркрісталліческой корозії до нержавіючої сталі додають невелику кількість титану, ніобію. Ці елементи, утворюючи більш міцні карбіди TiC, NbC, ніж хром і залізо, пов'язують вуглець і залишають весь хром в розчині і тим самим усувають інтеркрісталліческую корозію. Нержавіючі стали добре пручаються дії органічних кислот, слабких мінеральних кислот, а також азотної кислоти. Сірчана і соляна кислоти розчиняють ці сталі. З усіх нержавіючих сталей найбільш стійкими є хромонікелеєві чисто аустенітні сталі, які традиційно випускаються у вигляді прокату наступних марок: 08Х18Н10 (аналог – AISI 304 за стандартом США), 12Х18Н10Т (AISI 321), 12Х17 (AISI 430). У «Довіднику металіста» (т.3 з посиланням на ГОСТ 5632) зазначено наступне призначення сталей. 12Х17 – кислотостійкі, окалиностійкі. Обладнання азотнокіслотних заводів (вежі, теплообмінники для гарячих газів та гарячої кислоти, баки, трубопроводи ии ін.) Обладнання кухонь, їдалень, консервних заводів. Предмети домашнього вжитку. 08Х18Н9 – кислотостійка. Конструкційний матеріал для літаків; поплавці гідролітаків. В архітектурі – матеріал для оздоблення будівель. Немагнітні частини апаратури управління. 04-12Х18Н10Т – кислотостійка, не схильна інтеркрісталлітной корозії, жароміцний до 600 град. С. В азотної промисловості – башти, баки, трубопроводи. Автоклави, мішалки в лакофарбової промисловості. Апаратура для переробки молока, бідони, фляги. Бродильні баки, бочки чани пивоварних заводів. Посуд для їжі, обладнання для кухонь та консервних заводів. Насоси та апаратура для роботи в кислотних шахтних водах. Патрубки і колектори вихлопної системи авіамоторів. Х18Н12М2Т і Х18Н12М3Т – кислотостойкий, не схильні інтеркрісталлітной корозії, жароміцні до 800 град. С. Апарати й деталі, стійкі проти сірчистої, киплячій фосфорної, мурашиної та оцтової кислот, проти гарячих розчинів белільной вапна і сульфатного лугу, випускні клапани моторів. Для багатьох цілей достатньої жаропрочностью володіє сталь Х18Н9Т. Така сталь (яка має при кімнатній температурі? В = 60 кг/мм2) при 6500 витримує тисячечасовую навантаження близько 10 кг/мм2 і при 7000 – сточасовую навантаження 10 кг/мм2. При 8000 ця сталь витримує 100 год. під напругою в 5 кг/мм2. Аустенітна сталь Х14Н14В з 2% W, 0.4% Мо і 0,4% С ще більш жароміцних і витримує при 7000 100 год. під напругою в 12 кг/мм2 і при 8000 100 год. під напругою в 6-7 кг/мм2. Дуже високими значеннями міцності при високих температурах має аустенітна сталь Х16Н25М6 (при 0,1% З і 0,4% N), що витримує при 7000 100 год. при 20 кг/мм2 і при 8000 100 год. при 8 кг/мм2. У всіх жароміцних аустенітних сталях, крім аустеніту, є якась упрочняющая фаза – карбіди титану, хрому, вольфраму або вольфраміди і молібденіди заліза і т. п. Помітно підвищує міцність сталі молібден в кількості декількох десятих часток відсотка внаслідок загального подрібнення структури і виділення дисперсних частинок карбіду молібдену. Ці стали застосовуються для котелень труб. Можливість розпаду аустеніту, з одного боку, і випадання карбідів, з іншого, – роблять процеси термообробки нержавіючої сталі досить складними. В сталях, що містять більше 18% Сr, крім карбідів, може виділятися багата хромом?-Фаза, що викликає крихкість сталі. Не забудемо відзначити унікальні властивості нержавіючих сталей, як покрівельного матеріалу. З нержавіючої сталі практично вічна покрівля, гарантія стійкості – не менше 50 – 100 років. Особливо вражає покриття під золото нітридом титану на полірований нержавіючий лист, яке все ширше застосовують для покрівлі "золотих" куполів (одна з нових церков м. Києва зведена на воді у річкового вокзалу), хрестів, перил і т.д. Нітрид титану підвищує корозійну стійкість і зносостійкість сталі. Якщо раніше технічно можливо було виконати іонно-плазмове покриття лише дрібних деталей (зубні коронки, корпуси годинників), то зараз успішно покривають покрівельні листи з габаритами 1х2м до (500 кв. М. листа на місяць) і хрести заввишки 1,6 м
Прокат нержавійки і оцинковки в Києві
ДЖЕРЕЛО: Будівельний світ