Нержавейка жаропрочная марка: Марки нержавеющей стали и их характеристики

Содержание

Марки нержавеющей стали и их характеристики

Коррозионностойкими (нержавеющими) называют стали, которые, помимо железа, углерода и стандартных примесей, содержат легирующие элементы. Эти добавки придают устойчивость к коррозии – разрушению металла под влиянием негативных факторов (воздуха, воды, кислых и щелочных сред). Одна из опасностей коррозии – вероятность резкого ухудшения технических характеристик металла без внешних изменений. Основным компонентом в коррозионностойком сплаве является хром (содержание не менее 12%).

Для справки! Легирующие элементы служат для повышения устойчивости к появлению и развитию коррозии и улучшения других свойств:

  • хром – твердости;
  • титан и молибден – прочности;
  • никель – прочности, пластических свойств;
  • марганец – твердости, износостойкости, сопротивления ударным воздействиям.

Расшифровка марок

Маркировка легированных сталей состоит из букв и цифр. В начале ставится двузначное число, которое характеризует количество углерода в сотых долях %. Далее следуют буквы русского алфавита, обозначающие определенный элемент:

  • Х – хром;
  • Н – никель,
  • Т – титан;
  • В – вольфрам;
  • Г – марганец;
  • М – молибден;
  • Д – медь.

После буквенного обозначения легирующего элемента в расшифровке идет число, обозначающее его содержание в нержавеющей стали, округленное до целого процента. Если такой цифры нет, то добавка в сплаве находится в пределах – 1-1,5 %.

Марки жаростойких и жаропрочных нержавеющих сталей

Жаростойкость, иначе называемая «окалиностойкость», – свойство металла противостоять газовой коррозии при высоких температурах в ненагруженном или малонагруженном состоянии.

Определение! Для повышения этой характеристики в состав сталей нержавеющих марок вводят хром, кремний и алюминий. Эти элементы, соединяясь с кислородом, образуют плотные структуры, повышающие устойчивость стали к температуре выше +550°C. Никель сам по себе на жаростойкость не влияет, но в сочетании с Cr, Al и Si повышает их эффективность.

Жаропрочные – это стали, которые функционируют при высоких температурах и нагрузках без склонности к кратковременной и длительной ползучести.

Таблица областей применения окалиностойких и жаропрочных сталей

Тип Марка Температура, при которой начинается активная реакция с воздухом, °C Области применения
Хромистые, окалиностойкие Х18 +850…+900 Оборудование, изделия и конструкции, эксплуатируемые при T до +900°C без нагрузки
Высокохромистые, окалиностойкие Х25
Х25Т
Х28
+1100…+1150 Металлоизделия, предназначенные для функционирования без нагрузки до T +1150°C, Х25Т – для производства термопар
Сильхромовые, окалиностойкие Х25С3Н +1100 Для нагревательных агрегатов и нагревателей, работающих при температурах до +1100°C
Высоколегированные, окалиностойкие и жаропрочные Х23Н18 Нагружаемые изделия и конструкции, предназначенные для эксплуатации при T до +1000°C
Х20Н35 Металлопродукция, эксплуатируемая при T +1000°C

Марки нержавеющей стали для изготовления дымоходов

При покупке модульных дымоходных систем необходимо узнать, из какой стали они изготовлены. В продаже можно встретить дымоходы, которые примерно в полтора раза дешевле, чем остальные изделия этой категории. При их производстве используется сталь AISI 201 (12Х15Г9НД). По международным стандартам, необходимо применять сталь марки AISI 321 (08Х18Н12Т), стоимость которой примерно в 2 раза превышает стоимость AISI 201. Визуально отличить AISI 201 от AISI 321 невозможно, к тому же оба сплава немагнитны. Различить их можно только путем проведения химического анализа.

Различия по химическому составу

Марка С Mn P S Si Cr Ni Cu Ti
AISI 201 До 0,15% 7-9,5 До 0,1% До 0,03% До 1,0% 13-18 0,3-3,0 0,5-2,5
AISI 321 До 0,08% До 2,0 До 0,05% До 0,03% До 1,0% 17-19 9,0-12,0 Min 0,5%

 

Сталь марки AISI 201 имеет невысокие антикоррозионные характеристики, неустойчивость структуры, риск появления трещин при вытяжке. Ее применение приведет к скорому выходу дымохода из строя из-за быстро развивающейся коррозии. В основном эта сталь распространена в Китае и Индии.

Известные зарубежные и добросовестные российские производители, помимо стали AISI 321, используют высоколегированные сплавы, стабилизированные Ti. Они отличаются кислото- и жаростойкостью. Использование для газоотводящих труб более дешевых сталей (AISI 409, AISI 430), не отвечающих требованиям по кислотостойкости, приводит к их выходу из строя вскоре после начала отопительного сезона.

Нержавеющие стали для пищевой индустрии

Коррозионностойкие стали незаменимы для отраслей промышленности, производящих оборудование, инструменты и посуду, предназначенные для контакта с пищевой продукцией. Их преимущества:

  • Сопротивление различным видам коррозии – химической и электрохимической. В каждом конкретном случае необходимо подбирать марки, устойчивые к средам, с которыми они будут соприкасаться во время эксплуатации. Это – нормальные атмосферные условия, вода, соленая вода, кислые, щелочные, хлористые растворы.
  • Хорошая обрабатываемость. Современные инструменты позволяют сваривать, резать, формовать и обрабатывать на токарных, фрезерных и сверлильных станках коррозионностойкие сплавы так же, как и «черные» стали.
  • Соответствие санитарно-гигиеническим стандартам. Благодаря различным способам обработки – шлифованию, полировке до зеркального блеска – получают поверхность практически без пор и трещин, в которые могут проникать грязь и патогенные микроорганизмы.
  • Хорошие механические характеристики. Благодаря ним, можно изготавливать изделия и конструкции меньшей толщины и массы без ухудшения технических свойств. Аустенитные стали более устойчивы к низким температурам, по сравнению с металлами общего назначения.
  • Эстетика. Электрополировка, сатинирование и другие способы поверхностной обработки обеспечивают стильный вид продукции из «нержавейки».

Таблица свойств и областей применения нержавеющих сталей пищевых марок

Марка стали по ГОСТу AISI Характеристики Области применения
304 08Х18Н10 Хорошо сваривается, поддается электрополировке, сохраняет высокую прочность при нормальных и пониженных температурах, проявляет стойкость к интеркристаллитной коррозии Оборудование, инструмент, технологические трубопроводы предприятий пищевой, нефтехимической индустрии, фармацевтики и медицины, для посуды, предназначенной для высокотемпературной обработки продуктов, не используется
316 03Х17Н14М2 Присутствие молибдена повышает технические характеристики сплава при высоких температурах Установки, технологическое оборудование, емкости пищевой, химической промышленности
321 12Х18Н10Т Хорошая свариваемость, сохранение рабочих характеристик при температурах до +800°C Оборудование для химической и нефтеперерабатывающей индустрии
409 08Х13 Характеристики удовлетворительные Посуда и столовые приборы
410 12Х13 Жаропрочность, устойчивость только к средам слабой агрессивности Оборудование для виноделия, емкости для спирта
420 20Х13-40Х13 Универсальность, пластичность, износостойкость, повышенная устойчивость к коррозии Посуда, кухонные мойки
430 08Х17 Прочность, теплопроводность, хорошая обрабатываемость, устойчивость к коррозии Посуда для термической обработки продуктов, в том числе паровой
439 08Х13 Возможность применения в различных эксплуатационных условиях Сплав массового применения – производство холодильников, моек, стиральных машин

 

Таблица сталей нержавеющих марок, применяемых в пищевой индустрии

Отрасль Марки
Молочные продукты – стерилизация и хранение продукта, сыроварение, цистерны для перевозки, производство мороженого и порошкового молока Стали аустенитного класса – 304, 316, 321
Консервирование фруктов, производств

жаропрочная, полированная, виды и маркировка

Большой рывок в развитии металлургической промышленности сделали разработка и получение нержавейки. Нержавеющая сталь имеет высокий уровень антикоррозионной защиты. Легирующие элементы, входящие в состав, образуют поверхностную оксидную пленку, защищающую материал от воздействия агрессивных сред.

Сырьем для производства является чугун или отработанный металлопрокат. В полученный из него расплав добавляются хром, титан, молибден, никель. Содержание хрома в антикоррозионной стали от 10,5%. Сплав содержит также углерод, придающий материалу необходимую твердость и прочность. Количество данного вещества не должно превышать 1,2%.

Классификация

В металлургической промышленности различают более двухсот видов легированных сплавов. Они отличаются присутствием в составе разного количества дополнительных химических элементов.

Существует четыре основных типа нержавейки.

  • Ферритные. Это малоуглеродистые сплавы, содержащие более 20% хрома, менее 0,15% углерода. Они имеют объемную кристаллическую структуру. Прочные, пластичные. Сталь данного вида обладает магнитными свойствами.
  • Аустенитные. Коррозионностойкие сплавы, имеющие в составе 18% хрома, от 8 до 9% никеля. Они сохраняют пластичность в холодном и горячем состоянии, хорошо поддаются сварке, обладают высокой прочностью. Существуют нестабилизированные и стабилизированные марки. Для последних сортов характерно присутствие титана и ниобия.
  • Мартенситные. Стали данного вида содержат 17% хрома, 0,05% углерода. Металлы пластичны, обладают упругостью, не вступают в реакцию с агрессивными средами. Они не подвержены воздействию высоких температур, считаются износостойким материалом.
  • Комбинированные. Существуют аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные стали. Разработка и производство таких сплавов проводится под требования заказчика.

Маркировка нержавеющей стали

В России легирующие сплавы производятся в соответствии ГОСТ 5632-2014. Маркировка — сочетание цифр и буквенного обозначения. Число, стоящее в начале, говорит о содержании углерода в сплаве. Цифры, расположенные после букв, указывают среднюю массовую долю легирующего элемента, который указывается в виде букв русского алфавита.

Состав зарубежных марок нормируется стандартами, существующими в стране производителя. В Российской Федерации популярны стали AISI, получившие название от американского научно-исследовательского института «The American Iron and Steel Institute». Первая цифра указывает на тип сплава, две последующих говорят о порядковом номере во всей группе данного класса. Сниженное количество углерода в системе AISI обозначается дополнительной буквой L.

Таблица соответствия популярных зарубежных марок с российскими аналогами

Марка сталиГОСТ 5632-2014AISI
Ферритная08Х13; 12Х13; 12Х17409; 410; 430
Аустенитная12Х18Н10Т; 08Х18Н10; 08Х17Н13М2321; 304; 316
Мартенситная20Х13; 30Х13; 40 Х13420

Достоинства нержавеющих сталей

С развитием экономического и научно-технического прогресса растут требования к качеству материалов, используемых в областях народного хозяйства.

Преимущества легированных металлов:

  • Высокий уровень антикоррозионных свойств.
  • Соответствие нормам, предусмотренным правилами пожарной безопасности.
  • Надежность, долгий срок службы без изменения технических характеристик.
  • Идеально сочетание с любыми строительными материалами.
  • Многообразие поверхностей: шлифованная, полированная, матовая, декоративная.
  • Широкий выбор металлопрокатной продукции.
  • Простота в обработке, формовании, сборке деталей, выполненных из данного вида стали.
  • Большой ассортимент марок, обладающих уникальными свойствами.
  • Экологическая безопасность, гигиена.

Применение

Перечисленные преимущества способствуют удержанию лидирующих позиций на рынке металлопроката. Антикоррозионные сплавы являются незаменимым материалом в тяжелом машиностроении, энергетической, нефтегазовой и сельскохозяйственной сферах.

Материал востребован в следующих областях народного хозяйства:

  • Строительство, архитектура;
  • производство оборудования, инструментов медицинского назначения;
  • целлюлозно-бумажное производство;
  • пищевая промышленность;
  • транспортное машиностроение;
  • химическая промышленность;
  • электроэнергетика и электроника;
  • производство бытовой техники и предметов домашнего хозяйства.

Декоративные качества нержавеющих металлов и высокий уровень антикоррозионных свойств дают возможность использовать изготовленные из них детали и элементы для фасадов, рекламных установок, витрин, фонтанов. Из легированного материала изготавливают перила, двери, лестницы, лифты.

Жаропрочная нержавеющая сталь

К категории жаропрочных материалов относятся сплавы, способные под воздействием температур свыше 550º С сохранять свою структуру и не менять качественных характеристик. Химический состав и маркировка данного вида регламентирует ГОСТ 5632 — 2014. По способу производства такая нержавейка бывает литейной и деформируемой.

Металлы различаются по способности выдерживать определенные нагрузки при высоких температурах. В соответствии с этими показателями выделяют три вида нержавейки.

  • Теплоустойчивая нержавеющая сталь. Не поддается коррозии при 600°С.
  • Жаростойкая. Проявляет инертность к агрессивным средам при температурах свыше 550°С.
  • Жаропрочная. Противостоит механическим нагрузкам при 400 — 850°С.

По составу материалы с повышенной жаропрочностью бывают:

  • Мартенситные. Марки, произведенные с применением перлитных добавок. Смесь металлов подвергается закалке при 950 — 1100 ºС. Полученные сплавы содержат более 0,15 % углерода, 11-17 % хрома и небольшое количество никеля, вольфрама, молибдена, ванадия. Они не вступают в реакцию со щелочами и кислотами. Продолжительное нахождение во влажной среде не отражается на их технических характеристиках.
  • Аустенитные. Стали имеют гомогенную или гетерогенную структуру. В гомогенном составе, не подвергаемом закалке, содержится повышенное количество углерода и максимум легирующих элементов: Ni, Сг, Мп, Mo, V, Nb. Такие сплавы устойчивы к температурам до 500°С. К данному классу относятся: 06Х14Н6Б, 08Х18Н12Т, 20Х23Н18, 07XI6H9M2. Гетерогенные марки в процессе производства проходят закалку и старение. Это необходимо для образования карбидных, карбидно-нитридных и интерметаллидных соединений. Они упрочняют границы матрицы и придают необходимую жаростойкость сплаву при температурах от 700 до 750°С. Представителями данного вида являются стали: 08Х17Н13М2Т, 20Х25Н20С2, 45Х14Н14В2М.
  • Никелевые и кобальтовые. Это одни из лучших жаропрочных материалов, способных сохранять в неизменном виде все технические параметры при температурных режимах до 900°С. Эти марки делятся на гомогенные и гетерогенные сплавы. К ним относятся: ХН77ТЮ, ХН55ВМТФКЮ, ХН70МВТЮБ.

Применение жаропрочных сталей

Легированные металлы, устойчивые к высоким термическим нагрузкам, используются для производства труб, изготовления деталей, составных частей машин, агрегатов, промышленного оборудования. В этот список входят:

  • детали термических печей;
  • детали конвейерных лент транспортеров печей;
  • установки для термообработки;
  • камеры сжигания топлива;
  • моторы, газовые турбины;
  • аппараты для конверсии метана;
  • печные экраны;
  • выхлопные системы; нагревательные элементы.

Жаропрочный нержавеющий металл – лучший материал для производства деталей и механизмов, эксплуатация которых будет проходить в агрессивных средах, при повышенных температурах.

Таблица соответствия зарубежных и российских марок

Класс сталиAISIГОСТ 5632-2014
Аустенитные30312Х18Н9

12Х18Н10Е

30408Х18Н10

12X18h20

304 L03Х18Н11
31608X17h23M2
316 L03X17h23M2
316 Ti08X17h23M2T
32112Х18Н10Т

08Х18Н10

Ферритные40908Х13
43012X17
43908X17T
Мартенситные42020Х13
43120Х17Н2

Полированная нержавеющая сталь

Данный вид нержавейки представляет собой материал с абсолютно гладкой поверхностью и высоким отражающим эффектом. Технологический процесс ее производства отличается от остальных видов нержавейки способом обработки поверхности. Она проводится на специальном оборудовании с использованием контрольно-измерительных приборов.

Этапы шлифовки листового проката.

  1. Обработка абразивными материалами с помощью специальной ленты.
  2. Шлифование мелкозернистыми шкурками или щетками.
  3. Финишная отделка шлифовальными кругами до зеркального состояния.

Сферы применения полированного нержавеющего металлопроката:

  • Трубы со шлифованной поверхностью используются для транспортировки нефти, газа, жидких пищевых продуктов и спирта.
  • Полированный металлопрокат востребован у дизайнеров. Он позволяет создавать креативные архитектурные проекты.
  • Материал широко используется для изготовления бытовой техники, медицинского оборудования и инструмента, приборов для пищевой промышленности.

Полированные легированные металлы применяют во всех областях народного хозяйства, где требуется абсолютно гладкий и прочный материал, отвечающий нормам экологической безопасности.

Пищевая нержавеющая сталь

Данный вид металлопроката относится к шлифованным и отличается от остальных сортов особым способом обработки его поверхности. Финишный слой материала пищевого назначения шлифуется до появления блеска. Данный вид нержавейки экологически безопасен, не вступает в реакцию с кислотами, щелочами, моющими средствами.

Популярные марки и их применение:

  • 08Х18Н10 – широко используется для выпуска пищевого оборудования.
  • 08Х13 – металл, подходящий для изготовления кухонной посуды, столовых принадлежностей.
  • 20Х13, 40Х13 – идеальный материал для производства моек и емкостей, в которых проводят тепловую и гигиеническую обработку продуктов. Его используют для выпуска оборудования, предназначенного для производства вина, спирта, продуктов питания.
  • 08Х17 – востребованный материал для посуды, подвергающейся воздействию высоких температур.

Оптимальное количество легирующих элементов, входящих в состав нержавейки, образует защитную пленку на поверхности металла. Использование данного вида стали необходимо для производства изделий, которые подвергаются долгому воздействию паров воды, нагреванию и кипячению жидких пищевых продуктов. Благодаря свойствам пищевой стали при  приготовлении еды не происходит химического взаимодействия между продуктами и емкостью, в которой они находятся.

Заключение

Развитие научно-технического прогресса и появление современных синтетических материалов не оказали влияние на востребованность нержавеющей стали. Залогом ее популярности являются уникальные свойства. Повышенная стойкость к коррозии и высоким температурным нагрузкам, надежность, сохранение технических характеристик в процессе длительной эксплуатации, соответствие нормам экологической безопасности.

Используемая литература и источники:

  • Л. Н. Паль-Валь, Ю. А. Семеренко, П. П. Паль-Валь, Л. В. Скибина, Г. Н. Грикуров. Исследование акустических и резистивных свойств перспективных хромо-марганцевых аустенитных сталей в области температур 5—300 К
  • Скороходов В. Н., Одесский П. Д., Рудченко А. В. «Строительная сталь»
  • The Discovery of Stainless Steel(англ.). British Stainless Steel Association
  • Статья на Википедии

Характеристики жаропрочной нержавеющей стали (нержавейки) | Справочник

Современная промышленность предъявляет строгие требования к используемым на производстве материалам. Многие изготовленные из них детали и конструкции должны надежно работать в агрессивных средах при температуре более 500 °С. Химический состав и маркировка коррозионностойких жаростойких и жаропрочных сталей регламентируется ГОСТ 5632-72. В металлургии они разделяются на две крупные категории — никельсодержащие и безникелевые.

 

круг теплоустойчивый

Свойства жаропрочки

Жаропрочные стали отличаются:

  • повышенной термостойкостью;
  • высокой механической и коррозионной стойкостью;
  • продолжительной износостойкостью;
  • медленной ползучестью.

Полезные свойства материала обеспечены наличием и правильным соотношением легирующих элементом, основными из которых являются хром, никель и титан.

При помощи легирования стали различными металлами добиваются усиления ее термической стойкости, прочности и свариваемости. В зависимости от химического состава существует несколько подгрупп жаропрочной стали. Каждый вид жаропрочки имеет свои технические и потребительские характеристики. Важность данного направления подчеркивает постоянно растущий спрос на такой металлопрокат.

Область применения жаропрочной нержавейки

Основной областью применения жаропрочных нержавеющих сталей является машиностроение. В тоже время, они широко востребованы в строительстве, электроэнергетике, деревообрабатывающей, пищевой и химической промышленности. Жаропрочные стали используются для изготовления подшипников, выпускных клапанов, электродов, деталей турбин и компрессоров, печной аппаратуры, теплообменников, муфелей, камер сгорания, крепежа.

Жаропрочная нержавеющая сталь представлена широким выбором марок: 12Х18Н10Т (AISI 321), 14Х17Н2, 20Х13, 20Х23Н18 (AISI 310S), 30Х13 и 40Х13, 08Х13, 12Х13, 14Х17Н2.

Сравнение жаростойких и коррозионностойких сталей и сплавов. Статья

ПРОДУКЦИЯ


 

Внимание! Если Вы обнаружили ошибку на сайте, то выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

 

8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

(800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
e-mail: [email protected]

Нихром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Фехраль

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нихром в изоляции

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Титан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Вольфрам

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Молибден

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Кобальт

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Термопарная проволока

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Провода термопарные

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Никель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Монель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Константан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Мельхиор

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Твердые сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Порошки металлов

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нержавеющая сталь

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Жаропрочные сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ферросплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Олово

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Тантал

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ниобий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ванадий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Хром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Рений

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Прецизионные сплавы

Продукция

Описание

Магнитомягкие

Магнитотвердые

С заданным ТКЛР

С заданной упругостью

С высоким эл. сопротивлением

Сверхпроводники

Термобиметаллы

В статье сравниваются коррозионностойкие (нержавеющие) стали и жаростойкие сплавы. Приведена классификация сталей и сплавов, описаны химический состав, свойства, области применения.

Коррозионностойкие и жаростойкие сплавы и стали используются при производстве ответственных деталей машин, аппаратов, приборов и технологического оборудования практически для всех отраслей промышленности. Главное общее свойство, присущее этим материалам – стойкость к разным видам коррозии в агрессивных средах и стабильность параметров при высоких температурах. Различаются они физико-механическими характеристиками, а также химическим составом, точнее, типом и объемом дополнительных химических элементов (легирующих добавок), введенных в базовую основу – железо или никель, которые и придают конечному материалу определенные качества.

Классификация

Жаростойкие и коррозионностойкие стали и сплавы классифицируют по ГОСТ 5632-72 исходя из их ключевых физико-механических свойств.

Коррозионностойкие стали и сплавы отличаются способностью противостоять коррозионным процессам под воздействием широкого спектра естественных и искусственных коррозионных сред: атмосферной (в атмосфере воздуха, в условиях любого влажного газа), подводной, подземной (почвенной), щелочной, кислотной, солевой, под воздействием блуждающего тока и т.д. Окалиностойкие жаростойкие сплавы обладают долговременной стойкостью к химическому и электрохимическому разрушению (окислению) поверхности в агрессивных газообразных средах при температурах свыше 500-550°С, при работе без высоких нагрузок.

Легирование

Формирование специальных свойств коррозионно — и жаростойких сплавов и сталей производится способом легирования. Осуществляется легирование путем введения определенного количества хрома (Cr) и/или никеля (Ni) в расплав базового металла. У некоторых типов сталей и сплавов допускается наличие дополнительных легирующих, а также незначительного количества случайно попавших элементов, но никель и хром в их составе всегда имеет наибольшую массовую долю в соотношении к остальным примесям и добавкам.

Химический состав коррозионностойких сталей и сплавов

Наиболее распространенные коррозионностойкие стали и сплавы делятся на хромистые и хромоникелевые, в которых основным легирующим элементом выступает хром в соотношении не менее 10,5-13% от общей массы сплава, предназначенный для образования на его поверхности защитной оксидной пленки Cr2O3. Для стабилизации аустенитной структуры стали в нее добавляется никель (8-25%), для повышения прочности – углерод (0,1-2%), для увеличения стойкости к перепадам температур – титан (0,6-0,8%). В роли дополнительных легирующих элементов используют молибден, медь, ниобий, кремний, марганец и др. Аустенит – это одна из фаз состояния структуры кристаллической решетки стали и сплавов на основе железа с концентрацией углерода до 2%, обеспечивающая им максимальную стойкость к коррозии при высоких температурах. В большинстве сталей и сплавов кристаллическая решетка приобретает устойчивую (стабильную) аустенитную структуру только при нагреве до 727°С и выше. Формируется аустенитная структура путем введения в сплав определенных легирующих элементов (добавок), которые называют аустенизаторами. К числу аустенизаторов относят никель, кобальт, углерод, азот, медь и пр.

Свойства коррозионностойких сталей и сплавов

Когда сплав обогащается хромом в объеме свыше 13%, то в сочетании с другими легирующими компонентами получается прочная нержавеющая сталь с повышенными коррозионно — и жаростойкими свойствами, а также с высокой устойчивостью к воздействию кислот и т.п. Например, коррозионностойкая сталь марки 08Х18Н10 может эксплуатироваться в средах средней агрессивности при температурах до 600°С. Жаростойкость сталей марки 36Х18Н25С2 и 15Х6СЮ достигает 800°С, марки 12Х17 – 900°С, а нержавеющая сталь марки 15Х25Т способна сохранять устойчивость к коррозии (окалиностойкость) при температуре в 1100°С (кратковременно).

Химический состав жаростойких сплавов

В отличие от коррозионностойких сталей, изготавливаемых на основе железа с легированием хромом и никелем, жаростойкие сплавы производятся на основе никеля. Именно большая массовая доля никеля (не менее 55%), температура плавления которого равна 1455°С, обеспечивает сплавам защиту от коррозии и физическую стабильность при работе в различных средах при очень высоких температурах. Чтобы увеличить и без того высокую жаропрочность сплава, никель легируется хромом (15-23%) и в незначительном объеме (1-5%) обогащается тугоплавкими металлами (кремний, молибден, титан, марганец, вольфрам, тантал, ниобий и др.) с температурой плавления выше 1700°С. Для экономии дорогостоящего никеля в состав некоторых марок сплава вводят железо (до 25%).

Свойства жаростойких сплавов

Одним из наиболее распространенных жаростойких сплавов на основе никеля является нихром, который по своим свойствам превосходит лучшие жаропрочные стали. В данном случае речь идет именно о жаростойкости (жаростойкость характеризует сопротивление металлов и сплавов газовой коррозии при высоких температурах) нихрома, которую не следует путать с жаропрочностью (жаропрочность — способность сталей и сплавов выдерживать механические нагрузки при высоких температурах в течение определенного времени). В отличие от коррозионностойкой нержавеющей стали, нихромы не имеют достаточной механической прочности, чтобы в течение продолжительного времени работать в нагруженном состоянии, из них нельзя штамповать или точить детали, зато они чрезвычайно жаростойки и пластичны, поэтому отлично подходят для производства большого спектра высокоэффективных нагревательных элементов.

К примеру, 60-процентная массовая доля никеля в составе нихрома марки ХН60Ю обеспечивает ему возможность длительной работы в агрессивной окислительной среде (в азоте, аммиаке и др.) при рабочей температуре до 1150°С, а температура плавления этого материала составляет 1390°С. В свою очередь рабочая температура нихрома марки Х20Н80 достигает 1250°С. Здесь следует заострить внимание на том, что никелевые жаростойкие сплавы чаще всего производят в виде полуфабрикатов — проволоки и ленты, поэтому рабочая температура детали из нихрома будет зависеть еще и от диаметра проволоки или сечения ленты.

Стоимость жаро- и коррозионностойких сталей и сплавов

Поскольку коррозионностойкие стали и жаростойкие сплавы в плане их применения имеют мало точек пересечения, т.к. каждый материал обладает своей специфической нишей, сравнивать стоимость материалов было бы не совсем корректно. И, тем не менее, для полноты и объективности данного обзора отметим, что килограмм обыкновенной коррозионностойкой стали аустенитного класса стоит в 20 раз дешевле килограмма жаростойкого сплава. Такое положение дел обусловлено дефицитом и высокой стоимостью никеля. Несмотря на это жаростойкие сплавы пользуются неизменным и стабильным спросом на рынке, оставаясь незаменимыми во многих сферах, тем более, что их ближайшие аналоги, например, кобальтовые сплавы, стоят еще дороже, причем настолько, что их используют только в исключительных случаях.

Области применения

Количество жаростойких изделий, для производства которых применяется коррозионностойкая нержавеющая сталь сложно перечислить в рамках одной статьи. В их числе элементы аппаратов и сосудов для кислот, щелочей и солевых растворов различной концентрации, арматура, теплообменники и трубы, предназначенные для работы в условиях слабоагрессивных сред, детали и корпуса пищевого и химического оборудования, печей, турбин, двигателей машин, самолетов. Разумеется, нержавеющая сталь незаменима при изготовлении посуды и медицинских биксов (стерилизационных емкостей).

Сфера использования сплавов на основе никеля (нихромов) обусловлена не только их уникальной коррозионной и жаростойкостью, устойчивостью к большому спектру химических воздействий (окислению), но и высокой пластичностью. Из нихромовой проволоки изготавливают нагревательные элементы для лабораторных и промышленных печей, реостатов, сушильных аппаратов, электротермического и кухонного оборудования (в том числе бытового), резисторы, нити электронных сигарет и многое другое.

Нержавеющие стали и их применение в химической и пищевой промышленности. Статья

ПРОДУКЦИЯ


 

Внимание! Если Вы обнаружили ошибку на сайте, то выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

 

8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

(800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
e-mail: [email protected]

Нихром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Фехраль

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нихром в изоляции

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Титан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Вольфрам

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Молибден

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Кобальт

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Термопарная проволока

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Провода термопарные

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Никель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Монель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Константан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Мельхиор

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Твердые сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Порошки металлов

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нержавеющая сталь

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Жаропрочные сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ферросплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Олово

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Тантал

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ниобий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ванадий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Хром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Рений

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Прецизионные сплавы

Продукция

Описание

Магнитомягкие

Магнитотвердые

С заданным ТКЛР

С заданной упругостью

С высоким эл. сопротивлением

Сверхпроводники

Термобиметаллы

В статье рассматривается нержавеющая сталь с точки зрения ее применения в пищевой и химической промышленности. Приведены характерные свойства, особенности и марки.

В 1913 году английский металлург Гарри Брирли (Harry Brearley) экспериментировал со сплавами, изучая их свойства. Соединив железо, хром и углерод, он обнаружил, что полученный сплав чрезвычайно устойчив к коррозии. Так появилась нержавеющая сталь, и этот момент стал важнейшей вехой в истории металлургии и многих других областей деятельности.

Нержавеющая сталь — это сплав на основе железа, в который для придания ему стойкости к коррозии добавлены другие элементы. Основной из них — хром: в разных марках нержавейки его содержится до 27%. Кроме того, в сплаве обязательно присутствует углерод, придающий ему прочность и твёрдость, и некоторые другие элементы, определяющие физико-механическое свойства нержавеющей стали — кремний, фосфор, сера, марганец, никель, молибден, кобальт, титан.

Предмет особого внимания — хром, содержащийся в нержавеющей стали. Благодаря его наличию на поверхности материала образуется тонкая, но прочная оксидная плёнка. Именно она защищает сплав от коррозии и позволяет нержавейке называться именно так.

Хром придает нержавеющей стали не только антикоррозионные свойства, но и:

  • высокую прочность;
  • свариваемость;
  • обрабатываемость методом холодной формовки;
  • долговечность даже при интенсивной эксплуатации;
  • характерный привлекательный блеск.

Классификация

За время, прошедшее с момента изобретения Гарри Брирли нержавеющей стали, металлурги создали огромное количество её марок — оно исчисляется сотнями. Такое многообразие нуждалось в строгой классификации, и специалисты разработали её.

Один из критериев деления нержавейки на виды — ее структура. Выделяют:

  • ферритные стали. Отличаются не только исключительной стойкостью к коррозии, но и хорошей намагничиваемостью, необходимой в ряде случаев, имеют невысокую стоимость. Пример — сталь 02Х18М2БТ;
  • аустенитные марки. Характеризуются особой прочностью и пластичностью, благодаря которым получили широчайшее распространение. Пример — сталь 08Х18Н9;
  • мартенситные стали. Имеют игольчатую углеродную структуру. Отличаются повышенной износостойкостью. Изделия из них могут использоваться при высоких температурах. Пример — сталь 10Х13;
  • материалы с комбинированной структурой — аустенитно-ферритные (например, 03Х23Н6), аустенитно-мартенситные (например, 07X16Н6) и ферритно-мартенситные (например, 12X13). Объединяют свойства и достоинства перечисленных выше видов нержавеющей стали.

Ещу один критерий классификации — физико-механические свойства материала. Выделяют:

  • коррозионностойкие стали. Основное их достоинство, как можно понять по названию этой группы — максимальная устойчивость к коррозии;
  • жаростойкие марки. Эти материалы сохраняют коррозионную стойкость даже при очень высоких температурах и активном воздействии агрессивных соединений;
  • жаропрочные разновидности. Нержавеющие стали этой группы сохраняют механическую прочность при высоких температурах.

Маркировка

В нашей стране применяется буквенно-цифровая система маркировки нержавеющих сталей, зафиксированная в ГОСТ 4543-71. Первое число в обозначении любой марки материала — содержание в нем углерода, выраженное в сотых долях процента. Далее используются буквы, указывающие на легирующие добавки (Х — на хром, М — на молибден, Н — на никель и так далее), и числа, обозначающие процентное содержание этих добавок в сплаве.

Для наглядности рассмотрим конкретный пример — нержавеющую сталь марки 12Х13. По этому обозначению мы можем понять, что в сплаве содержится 0,12% углерода и 13% хрома.

Зная о видах нержавеющей стали и понимая принципы их маркировки, можно правильно подобрать марки материала для использования в конкретных отраслях. Нержавейка используется в очень многих из них, и особое место занимают химическая и пищевая промышленность.

Использование нержавеющей стали в химической промышленности

Оборудование, инструменты и другие изделия, используемые на предприятиях химической промышленности, регулярно подвергаются воздействию агрессивных сред, нередко — высоких температуры и давления. Для таких условий эксплуатации оптимально подходит аустенитная нержавеющая сталь — например, марки 08X18h20. Её отличительная особенность — устойчивость к воздействию окисляющих сред. Из этого материала изготавливают химические сосуды высокого давления, детали, контактирующие с пищевыми кислотами и водяным паром, элементы морозильных и охлаждающих устройств, другие изделия.

Химическая аппаратура для работы с соляной и серной кислотой требует использования более коррозионностойких, чем аустенитные, нержавеющих сталей. Ее изготавливают из сплавов на железноникелевой и некоторых других основах — например, из стали марки 04ХН40МТДТЮ.

Цилиндры из нержавейки для химической промышленности

Детали химического оборудования, работающие на износ, но не подверженные воздействию агрессивных сред — например, режущие инструменты — выпускаются из мартенситных и мартенсито-ферритных сталей. Речь идет о 30Х13, 40Х13, некоторых других марках нержавейки.

Свои марки используются для изготовления многих других изделий, востребованных в химической промышленности — моечных ванн, лабораторной посуды и мебели, измерительного оборудования, производственных столов, стеллажей, вытяжек и прочего.

Использование нержавеющей стали в пищевой промышленности

Предметы, используемые в производстве, транспортировке и хранении продуктов питания, эксплуатируются в сложных условиях — на них воздействуют жидкости, высокие температуры, агрессивные среды. Нержавеющая сталь с её коррозионной стойкостью и жаропрочностью хорошо подходит для пищевой промышленности, но с оговоркой — далеко не все ее виды.

Кастрюля из пищевой нержавеющей стали

Специалисты разработали особые марки пищевой нержавейки, которые отвечают сразу нескольким требованиям:

  • безопасны в гигиеническом и токсикологическом отношении;
  • не боятся регулярного воздействия высоких температур;
  • отличаются прочностью и устойчивостью к износу;
  • с легкостью очищаются от загрязнений;
  • нечувствительны к воздействию агрессивных сред;
  • имеют привлекательный внешний вид.

Группа марок, подходящих для пищевой промышленности — нержавеющие стали 20Х13–40Х13. Эти материалы отлично противостоят коррозии, включая высокотемпературную. Из них изготавливают емкости и посуду для термической и гигиенической обработки продуктов питания, производственные и бытовые мойки, другие изделия.

Большое распространение получил сплав 08Х17. Эта нержавеющая сталь устойчива к коррозии даже при воздействии серосодержащих сред, в ней оптимально сочетаются пластичность и прочность, она имеет высокую теплопроводность. Эти качества позволяют использовать сплав для изготовления посуды и других емкостей для термической обработки пищевых продуктов.

Весьма популярна нержавеющая сталь 08Х13. Металлическая кухонная посуда — красивая, практичная и долговечная — чаще всего изготавливается именно из неё.

Стол из нержавеющей стали

В спиртовом производстве и виноделии используется нержавейка марки 12Х13. Её достоинства — исключительно высокие жаропрочность и коррозионная стойкость, сохраняющиеся даже при воздействии слабоагрессивных сред. Из этой стали изготавливают резервуары, детали коммуникаций пищевых производств, арматуру и другие изделия.

Заканчивая обзор, можно с уверенностью сделать вывод: представить себе современную химическую и пищевую промышленность без нержавеющей стали разных марок уже невозможно.

Выбор нержавеющей стали | Гид по выбору коррозионностойкой стали

Общие характеристики коррозионностойкой стали

К коррозионностойким сталям относят металлические сплавы, обладающие высокой стойкостью к коррозийным процессам в разных атмосферных и климатических условиях, воде, агрессивных газовых и химических средах. Антикоррозийные свойства обеспечиваются обогащением углеродистой стали специальными элементами, важнейший из них – это хром. Его минимальное содержание в структуре сплавов составляет 10,5%.

В данный момент существует около 250 марок нержавейки. Самые используемые легирующие элементы – это никель, кобальт, титан, молибден, ниобий. Углерод, в обязательном порядке входящий в состав, придает готовым изделиям нужную прочность и твердость. Изменение пропорций химических элементов дает металл с различными свойствами, предназначенный для определенных сфер использования.

Характеристики нержавеющих сталей и области их применения

Все виды нержавеющих составов можно условно разделить на несколько групп. Каждая объединяет материалы с определенными химическими свойствами и внутренней структурой.

  1. Аустенитные (высоколегированные хромоникелевые металлы, маркировка А)
  2. Один из самых распространенных и востребованных видов. Высокое содержание никеля и хрома (до 33%) обеспечивает исключительную стойкость к коррозии и непревзойденную прочность изделиям. Важное преимущество – технологичность. Материал хорошо сваривается, более вязок и пластичен, чем ферритный, не магнитен.
    К маркам аустенитного класса относятся: 04Х18Н10, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н9, 08Х18Н10, AISI 304, AISI 316 и др.
    Сфера их использования широка. Аустенитные типы сплавов используются в качестве конструкционного материала, из которого изготавливаются изделия методом холодной штамповки и сварки. Это могут быть различные емкости, обшивка, трубопроводы, оборудование для переработки и хранения продуктов питания, фармакологическое, медицинское, лабораторное оборудование, детали для машиностроительной, автомобилестроительной, самолетостроительной отрасли, технологические агрегаты для химической отрасли.

  3. Ферритные (хромистые, маркировка F)
  4. Марки: 15Х28, 08Х18Т и др.
    В данной группе металлов повышенное содержание хрома (до 20%). Он обеспечивает устойчивость изделий к чрезвычайно агрессивным химическим средам, высокие магнитные свойства. Антикоррозийная стойкость ниже, чем у металлов аустенитной группы, поэтому ферритные виды используются в тех сферах, где требования по данному параметру не так значительны.
    Основные потребители хромистых ферритных сталей – производственные предприятия химической отрасли, тяжелого машиностроения, энергетической сферы. Их используют для производства оборудования и деталей, работающих в кислотных и щелочных растворах, бытовом приборостроении, пищевой промышленности.

  5. Мартенситные (углеродистые, маркировка C)
  6. Марки: 20Х13, 40Х13, 30Х13 и др.
    Благодаря высокому содержанию углерода, это наиболее прочные сплавы среди нержавеющей стали. Металлические изделия этой группы чрезвычайно износостойки, хорошо эксплуатируются в условиях высоких температур, но больше подвержены коррозийным процессам. Данный вид металла может быть подвержен термической закалке, именно к этому типу относится коррозионностойкая жаропрочная сталь, успешно противостоящая окислению и пригодная для использования при высоких температурах. Металлопродукция сохраняет свои первоначальные свойства даже при постоянном термическом воздействии, материал характеризуется минимальным содержанием вредных примесей.

  7. Комбинированные
  8. Примеры марок: 08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т и др.
    Комбинированные марки могут обладать аустенитно-мартенситной или аустенитно-ферритной структурой и органично сочетают положительные свойства сплавов данных типов.

Основные марки нержавеющих сталей

Для лучшего понимания состава и основных свойств нержавеющих сплавов важно знать принцип их маркировки. Принцип расшифровки марки следующий:

  • первый числовой показатель обозначает количество углерода в сотых долях процентов;
  • обозначения Х – хром, М – молибден, Н – никель показывают содержание данных элементов, исчисляемых в процентах.

Наиболее популярные марки:

ГОСТ 20Х13 (AISI 420, DIN 1.4021) – нержавейка с мартенситной структурой, не поддается свариванию, не склонна к отпускной хрупкости, в процессе производства не образует внутренних дефектов. Используется для изготовления измерительного, режущего инструмента, пружин, рессор.

ГОСТ 12Х17 (AISI 430, DIN 1.4016) – ферритная нержавеющая жаропрочная марка, не содержит в составе никеля. Характеризуется хорошей антикоррозийной сопротивляемостью в средне-агрессивных химических средах и высоких температурах.

ГОСТ 12Х18Н9 (AISI 304, DIN 1.4301) – жаропрочный коррозионностойкий сплав, используемый в сварных конструкциях, контактирующих с агрессивными средами. Применяется для листовых деталей, сварной аппаратуры, теплообменников, аппаратов, работающих под давлением.

ГОСТ 08Х18h20 (AISI 304H, DIN 1.4948) – аустенитный тип жаропрочного коррозионноустойчивого сплава, применяемый для производства трубного проката, узлов и агрегатов для химической и машиностроительной сферы, теплообменников, промышленных емкостей.

ГОСТ 03Х18h21 (AISI 304L, DIN 1.4306) – хромоникелевая марка используется для производства оборудования, емкостей и трубопроводов для химической промышленности, в производстве азотной кислоты и других агрессивных веществ.

ГОСТ 08Х18h20Т (AISI 321, DIN 1.4541) – нержавеющий жаростойкий и жаропрочный сплав, немагнитный, устойчивый к окислению и обладающий хорошей свариваемостью без предварительного нагрева. Используется в качестве пищевой и технической нержавейки для производства листового и трубного проката, сварной аппаратуры, изготовления емкостей, цистерн, резервуаров и оборудования в химической и нефтегазовой промышленности.

ГОСТ 03Х17h24М2, 03Х17h24М3, (AISI 316, 316S, 316L) – незакаливаемая аустенитная марка, области применения – сварные детали, оборудование для целлюлозно-бумажной и химической промышленности, корпусы котлов, емкости и установки для угольной промышленности.

ГОСТ 08Х17h23М2Т (AISI 316Ti, DIN 1.4571) – конструкционный жаростойкий жаропрочный нержавеющий сплав применяется для крепежных деталей и сварных конструкций в разных отраслях промышленности.

ГОСТ 20Х23h28 (AISI 310S, DIN 1.4845) – жаропрочная и жароустойчивая аустенитная стальная нержавейка, применяемая для изготовления поковок, хомутов, камер сгорания, крепежных деталей и элементов котлов, б/ш труб, муфтелей.

При выборе нержавеющей стали следует учитывать условия эксплуатации металла, предполагаемую нагрузку, необходимые дополнительные свойства изделия. Если вы сомневаетесь, как правильно выбрать нержавеющую сталь, лучше обратиться к специалистам. Оставляйте заявку на сайте, и наши менеджеры дадут рекомендации по подбору оптимальных марок нержавеющих сплавов для заданных условий эксплуатации.

321 Нержавеющая сталь (1.4541) Лист данных

Нержавеющая сталь марки 321 (1.4541) — жаропрочная сталь, которая используется во многих отраслях промышленности. Материал поставляется в виде пластин, листов, круглых стержней, шестигранных стержней, проволоки, труб и труб.

Обзор

Нержавеющая сталь марки 321 (1.4541) — жаропрочная сталь, поставляемая во многие отрасли промышленности. Ключевым свойством этой марки является добавленное содержание титана (5 x C%), которое стабилизирует материал и делает его устойчивость к выделению карбидов при воздействии высоких температур и устойчивость к окислению его основными характеристиками.Сохраняя хорошую прочность и коррозионную стойкость при воздействии высоких температур, этот сорт нержавеющей стали, как и большинство аустенитных марок, также сохранит свою прочность и ударную вязкость при минусовых температурах, что делает его отличным выбором для различных применений, начиная от нефтеперерабатывающего оборудования и заканчивая автомобилем. выхлопные системы. Этот термостойкий сорт нержавеющей стали имеет максимальную рабочую температуру сухого воздуха 850 ° C.

Форма поставки

* Лист * Пластина * Круглый пруток * Провод * Труба и труба

Nationwide Stainless — один из крупнейших в Великобритании независимых акционеров и переработчиков нержавеющей стали 321 (1.4541). Благодаря большому ассортименту на складе и отличным возможностям обработки мы можем поставлять продукцию для большинства проектов, будь то складские товары или изделия, изготовленные на заказ. Мы можем предложить; Пластина и лист стандартного размера, круглый пруток стандартной длины, разрезанный по размеру лист и лист, разрезанный по длине круглый пруток, холодная формовка листа и листа и круглого прутка, И любые другие дополнительные требования к механической обработке, которые могут потребоваться. Пожалуйста, присылайте любые запросы по адресу [email protected]

Приложения

* Выхлопные системы * Коллекторы * Химический завод
* Теплообменники * Трубопровод * Детали печи
* Вкладыши дымохода и дымохода * Емкости для хранения * Сильфон

Коррозионная стойкость

321 нержавеющая сталь (1.4541) имеет отличную коррозионную стойкость при нормальных температурах, но в первую очередь рассчитан на работу при повышенных температурах. Содержание добавленного титана, как минимум в пять раз превышающее процентное содержание углерода (максимум 0,7%), означает, что сорт 321 также обладает хорошей прочностью на ползучесть, хорошей стойкостью к осаждению карбида хрома и очень устойчив к окислению и межкристаллитной коррозии до 850 ° C в условиях эксплуатации в сухом воздухе. . Другие коррозионные соединения в горячей атмосфере, такие как вода и соединения серы, значительно снизят максимальную рабочую температуру.Общие характеристики этого материала делают его отличным и относительно недорогим выбором для многих областей применения.

Типичный анализ

321 Кр% Ni% Мо% Ti% C% Cu% млн% Si% ​​ Нет%
МИН 17.0 9,0 (5xC + N) 0,25
МАКС 19,0 12,0 0,75 0,7 0,08 0,75 2,0 1,0 0,1

Механические свойства

Свойства, указанные ниже, являются приблизительными и не должны использоваться для каких-либо целей проектирования.

0,2% Проба (Нмм²) UTS (Нмм²) Относительное удлинение (%)
321 (1.4541) 200–300 500–700 40

Соответствующие спецификации и торговые наименования

1.4541, марка 321, сплав 321, AISI 321, тип 321, UNS S32100, X6CrNiTi18-10, ASTM A240, 321H, 321 нержавеющая сталь, T.321, SS321, 321SS, 321

Лист из нержавеющей стали

Материал листа из нержавеющей стали:
410, 420, 430, 201, 202, 304A, 301, 321, 317, 309, 316, 316L, 310S, 904L.

Обработка поверхности листа нержавеющей стали:
№ 1, № 4, 2B, травление, зеркало 8K, зеркало 6K, покрытие титановым золотом, титан, гальванизация, полировка, тонкая обработка, нескользящая поверхность.

По способу обработки лист из нержавеющей стали можно разделить на два типа: горячекатаный и холоднокатаный.Листы включают тонкую пластину толщиной 0,5-4 мм и толстую пластину толщиной 4,5-35 мм.

Параметры продукта

0 60 мм

6
Таблица толщины тонкого листа нержавеющей стали с тонким листом (его можно разрезать на более мелкие части как по длине, так и по ширине) толщина / мм
0,3 мм 0,4 мм 0,5 мм 0,6 мм 0,8 мм 1 мм
1,5 мм 2 мм 2.5 мм 3 мм
Стол из нержавеющей стали толщиной толстого листа (его можно разрезать на более мелкие части как по длине, так и по ширине) толщина / мм
4 мм 5 мм 6 мм 8 мм 10 мм 12 мм
15 мм 18 мм 20 мм 22 мм 25 мм 20 мм
35 мм 40 мм 45 мм 50 мм 55 мм
Рекомендуемое приложение
1.Лист из нержавеющей стали можно использовать для производства кухонной посуды, такой как раковина, полка для товаров, шкаф и некоторые другие общие объекты.
2. Может также применяться в транспортных областях в железнодорожных транспортных средствах и автомобильных выхлопных системах, бамперах и внешней отделке. Только по этому аспекту потребление в мире может составлять 2 миллиона тонн.
3. В строительной отрасли также довольно велик потребление листа нержавеющей стали. Его можно использовать для внутренней и внешней отделки крыши и здания, домашних лестниц, перил, ограждений и т. Д.И тогда эта сталь может быть заменой углеродистой стали, и она будет красивее.
4. Лист из нержавеющей стали обладает многими превосходными свойствами, которых нет у других металлов. Устойчивость к коррозии и способность к переработке достаточно хорошие. Нержавеющая сталь может применяться как в авиастроении, так и в судостроении. Его можно увидеть дома и на заводе. Область применения может постоянно расширяться по мере углубления понимания материала нержавеющей стали.

Технические характеристики нержавеющей стали марки 316

Технические характеристики нержавеющей стали

марки 316 / 316L

Сводка

Оценка 316 — это улучшенная версия CS 304 с добавка молибдена и немного более высокое содержание никеля.Полученный в результате состав CS 316 придает стали много повышенная коррозионная стойкость во многих агрессивных средах. Молибден делает сталь более устойчивой к питтингу. и щелевая коррозия в средах, загрязненных хлоридом, морская вода и пары уксусной кислоты. Нижний скорость общей коррозии в умеренно агрессивных средах придает стали хорошую стойкость к атмосферной коррозии в загрязненной морской атмосфере.
CS 316 обеспечивает более высокую прочность и лучшее сопротивление ползучести при более высоких температурах, чем CS 304. CS 316 также обладает отличными механическими характеристиками. и коррозионные свойства при минусовых температурах. Когда существует опасность коррозии в зоне термического воздействия зоны сварных соединений низкоуглеродистая разновидность CS 316L должна использоваться.CS 316 Ti, версия, стабилизированная титаном, используется для его устойчивости к сенсибилизации при длительном выдержка при температуре 550 o C-800 o C спектр.

Типичный Приложения

Потому что превосходной стойкости к коррозии и окислению, хорошей механические свойства и технологичность, CS 316 находит применение во многих отраслях промышленности.Некоторые из них включают:
Резервуары и емкости для хранения для агрессивных жидкостей.
Специализированное технологическое оборудование в химической, пищевой, бумажной, горнодобывающей, фармацевтической и нефтяная промышленность.
Архитектурные приложения в высококоррозионных средах.

Химическая промышленность Состав (ASTM A 240)

  • С
  • 0,08 макс
    0,03 макс
    0,08 макс

Типичный свойства в отожженном состоянии
Свойства, указанные в Данная публикация типична для продуктов прокатного производства, и если указанные не должны рассматриваться как гарантированные минимальные значения в целях спецификации.

1. Механические свойства при комнатной температуре

  • Предел прочности при растяжении, МПа
  • Испытательная прочность (отклонение 0,2%), МПа
  • Удлинение (в процентах L = 5.65 ю.ш. 0 )
  • Твердость (по Бринеллю)
  • Значение теста чашки Эриксена мм
  • Предел выносливости (усталости), МПа
  • SX316
  • Типичный минимум
  • 580515
  • 310205
  • 5540
  • 165-
  • 8-10-
  • 260-
  • SX316L
  • Типичный минимум
  • 5
  • 310170
  • 6040
  • 170-
  • 240-
  • 260-
  • SX316Ti
  • Типичный минимум
  • 600515
  • 320205
  • 5040
  • 165-
  • 260-

2.Свойства при повышенных температурах
Приведенные значения относятся к CS 316 и CS 316 Ti только в качестве значений прочности для CS 316L быстро падают выше 425 o C.

Короткий Предел прочности при повышенных температурах

  • Температура, ° С
  • Прочность, МПа

Ползучесть данные
Напряжение для скорости ползучести 1% через 10 000 ч

  • Температура, ° С
  • Напряжение, МПа

рекомендуется Максимальная рабочая температура
(Условия окисления)

непрерывный обслуживание 925 o C
Прерывистое обслуживание 870 или С

3.Свойства при отрицательных температурах
(CS 316)

  • Температура
  • Proof Strength (смещение 0,2%)
  • Предел прочности
  • Ударная вязкость (V-образный вырез по Шарпи)

4.Коррозионная стойкость

4,1 Водный
По поводу особых условий проконсультируйтесь с техническим персоналом VRN. В качестве приблизительного руководства приведены следующие примеры.
для чистых кислотно-водных смесей.

  • Температура ° C
  • Концентрация, (-% по массе)
  • Серная кислота
  • Азотная кислота
  • фосфорная кислота
  • Муравьиная кислота
  • 20
  • 10 20 40 60 80 100
  • 0 1 2 2 1 0
  • 0 0 0 0 0 1
  • 0 0 0 0 1 2
  • 0 0 0 1 1 0
  • 80
  • 10 20 40 60 80 100
  • 2 2 2 2 2 2
  • 0 0 0 1 1 2
  • 0 0 2 2 1 1
  • 0 2 2 2 2 0

Ключ: 0 = стойкий — коррозия скорость менее 100> мм / год
1 = частично устойчивый — скорость коррозии от 100 мкм до 1000> мм / год
2 = неустойчивый — скорость коррозии больше более 1000 мм / год

4.2 Атмосфера
Характеристики CS 316 по сравнению с другими металлами в различные среды показаны в
следующая таблица. Скорость коррозии основывается на 5 год выдержки.

  • Окружающая среда
  • село
  • Морской
  • Морское Промышленное
  • Скорость коррозии (мкм / год)
  • SX 314 Алюминий-3S Мягкая сталь
  • 0.00250.025 5,8
  • 0,00760,424 34,0
  • 0,00510686 46.2

Примечание: Для коррозионной стойкости CS 316 по сравнению с другими типами, см. раздел «Сравнительные данные».

http://askzn.co.za/draft2/tech/tech_grade_316.htm

4.3.1 Отжиг. Нагрев от 1010 o C до 1120 o C и быстро остыть на воздухе или в воде. Лучшая коррозия
сопротивление получается, когда конечная температура отжига выше 1070 o C.

4.3.2 Снятие напряжения.Теплота 200-400 o C и воздух прохладный.

4.3.3 Горячая обработка
Первичная ковка и прессование: 1150-1200 o С
Температура отделки: выше 900 o C
Для высадочных работ поковки
должно быть закончено между: 930 и 980 o C
За всеми операциями горячей обработки следует проводить отжиг.

Примечание: Время выдержки для обеспечения равномерности температуры составляет до 12 раз больше, чем требуется для такой же толщины мягкого стали.

Холодный Рабочий

CS 316 / 316L, будучи чрезвычайно прочными и пластичными, могут быть легко изготавливается методом холодной обработки.Типичные операции включая гибку, формовку, глубокую вытяжку и высадку.

верхний

Сплав 321 / 321H Термостойкая пластина из нержавеющей стали

Sandmeyer Steel Company располагает листом из нержавеющей стали сплава 321 толщиной от 3/16 дюйма до 4 дюймов. Версия с высоким содержанием углерода, пластина из нержавеющей стали Alloy 321H (UNS S32109), также может быть заказана в том же диапазоне толщины.

Доступная толщина для сплава 321 / 321H:

3/16 дюйма 1/4 « 5/16 « 3/8 дюйма 1/2 « 5/8 « 3/4 « 7/8 « 1 « 1 1/8 дюйма
4.8 мм 6.3 мм 7,9 мм 9,5 мм 12,7 мм 15,9 мм 19 мм 22,2 мм 25,4 мм 28,6 мм
1 1/4 дюйма 1 1/2 « 1 3/4 дюйма 2 « 2 1/4 дюйма 2 1/2 « 2 3/4 дюйма 3 « 3 1/2 « 4 «
31.8 мм 38,1 мм 44,5 мм 50,8 мм 57,2 мм 63,5 мм 69,9 мм 76,2 мм 88,9 мм 101,6 мм

Сплав 321 (UNS S32100) — это стабилизированная пластина из нержавеющей стали, которая предлагает своим главным преимуществом отличную стойкость к межкристаллитной коррозии после воздействия температур в диапазоне осаждения карбида хрома от 800 до 1500 ° F (427-816 ° C).Пластина из нержавеющей стали из сплава 321 стабилизирована от образования карбида хрома за счет добавления титана.

Пластина из нержавеющей стали

из сплава 321 также подходит для работы при высоких температурах из-за своих хороших механических свойств. Пластина из нержавеющей стали из сплава 321 обладает более высокими характеристиками ползучести и разрыва под напряжением, чем сплав 304 и, в частности, сплав 304L, что также может быть рассмотрено при воздействии, когда возникает проблема сенсибилизации и межкристаллитной коррозии.

Обзор спецификаций

для сплава 321 / 321H (UNS S32100, S32109, S32109)
W.№ 1.4541:

Сплав 321 (UNS S32100) представляет собой пластину из стабилизированной титаном аустенитной нержавеющей стали с хорошей общей коррозионной стойкостью. Он обладает превосходной стойкостью к межкристаллитной коррозии после воздействия температур в диапазоне выделения карбида хрома 800–1500 ° F (427–816 ° C). Сплав устойчив к окислению до 1500 ° F (816 ° C) и имеет более высокие характеристики ползучести и разрушения под напряжением, чем сплавы 304 и 304L.Он также обладает хорошей вязкостью при низких температурах.

Пластина из нержавеющей стали из сплава 321H (UNS S 32109) представляет собой версию сплава с более высоким содержанием углерода (0,04–0,10). Он был разработан для повышения сопротивления ползучести и прочности при температурах выше 1000 ° F (537 ° C). В большинстве случаев содержание углерода в пластине позволяет проводить двойную сертификацию.

Лист из нержавеющей стали из сплава 321 нельзя упрочнить термической обработкой, только холодной обработкой. Его можно легко сваривать и обрабатывать стандартными производственными методами.


Стандарты

ASTM …….. A 240
ASME …….. SA 240
АПП ……….. 5510

Пластина из нержавеющей стали

из сплава 321 демонстрирует хорошую общую коррозионную стойкость, сравнимую с 304.Он был разработан для использования в диапазоне осаждения карбида хрома от 1800 до 1500 ° F (427-816 ° C), где нестабилизированные сплавы, такие как 304, подвержены межкристаллитному разрушению.

Сплав может использоваться в большинстве разбавленных органических кислот при умеренных температурах и в чистой фосфорной кислоте при более низких температурах и в разбавленных растворах до 10% при повышенных температурах. Сплав 321 устойчив к коррозионному растрескиванию под напряжением на основе политионовой кислоты при работе с углеводородами. Его также можно использовать в щелочных растворах, не содержащих хлоридов или фторидов, при умеренных температурах.

Пластина из нержавеющей стали из сплава 321 плохо работает в растворах хлоридов даже в малых концентрациях или в серной кислоте.

Вес% (все значения являются максимальными, если не указан иной диапазон)

Элемент 321 321H
Хром 17.00 мин. -19.00 макс. 17.00 мин.-19.00 макс.
Никель 9.00 мин. -12.00 макс. 9.00 мин. -12.00 макс.
Углерод 0,08 0,04 мин. -0,14 макс.
Марганец 2.00 2,00
Фосфор 0,045 0,045
Сера 0,03 0,03
Кремний 0.75 0,75
Титан 5 x (C + N) мин. -0,70 макс. 4 x (C + N) мин. -0,70 макс.
Азот 0,10 0,10
Утюг Весы Весы

Физические свойства

Плотность
0.286 фунтов / дюйм 3
7,920 г / см 3
Удельная теплоемкость
0,12 БТЕ / фунт- ° F (32 — 212 ° F)
444 Дж / кг- ° K (0 — 100 ° C)
Модуль упругости
28,0 x 10 6 фунтов на кв. Дюйм
193 ГПа

Теплопроводность 200 ° F (100 ° C)
9.3 БТЕ / ч / фут 2 / фут / ° F
16,0 Вт / м- ° К
Диапазон плавления
2550 — 2635 ° F
1398–1446 ° С
Удельное электрическое сопротивление
72 мкОм-см при 20 ° F

Средний коэффициент теплового расширения
Диапазон температур
° F ° С дюйм / дюйм ° F см / см ° C
68-212 20–100 9.2 х 10 -6 16,0 x 10 -6
68-1112 20-600 10,5 x 10 -6 18,9 x 10 -6
68-1832 20–1000 11,4 x 10 -6 20.5 х 10 -6

Типичные значения при 20 ° C (68 ° F)

Предел текучести
Смещение 0,2%
Предел прочности на растяжение
Прочность
Относительное удлинение
дюймов 2 дюйма
Твердость
фунтов на квадратный дюйм (мин.) (МПа) фунтов на квадратный дюйм (мин.) (МПа) % (мин.) (макс.)
30 000 205 75 000 515 40 217 по Бринеллю

Данные изготовления

Лист из нержавеющей стали

из сплава 321 можно легко сваривать и обрабатывать стандартными производственными методами.

Холодное формование

Сплав довольно пластичный и легко формируется.

Горячее формование

Высокое содержание серы в сплаве 303 также отрицательно сказывается на обрабатываемости в горячем состоянии. Если требуется горячая штамповка, еще раз, 304 следует рассматривать как альтернативный вариант.

Механическая обработка

Степень упрочнения пластины из нержавеющей стали 321 в холодном состоянии делает ее менее поддающейся обработке, чем нержавеющую сталь 410, но схожую с пластиной 304.В таблице ниже представлены соответствующие данные по обработке.

Эксплуатация Инструмент Смазка УСЛОВИЯ
Глубина, мм Глубина Подача, мм / т Подача / т Скорость, м / мин Скорость-фут / мин
Токарная обработка Быстрорежущая сталь Режущее масло 6 .23 0,5 .019 12–16 39-52
Токарная обработка Быстрорежущая сталь Режущее масло 3 .11 0.4 .016 18–23 59-75
Токарная обработка Быстрорежущая сталь Режущее масло 1 .04 0,2 .008 23–28 75-92
Токарная обработка Карбид Сухое или режущее масло 6 ,23 0,5 .019 67-76 220-249
Токарная обработка Карбид Сухое или режущее масло 3 .11 0,4 .016 81-90 226-295
Токарная обработка Карбид Сухое или режущее масло 1 .04 0.2 .008 99-108 325-354
Глубина реза-мм Глубина врезки Подача, мм / т Подача / т Скорость, м / мин Скорость-фут / мин
Резка Быстрорежущая сталь Режущее масло 1.5 .06 0,03-0,05 .0012-.0020 16–21 52-69
Резка Быстрорежущая сталь Режущее масло 3 .11 0,04-0,06 .0016-.0024 17-22 56-72
Резка Быстрорежущая сталь Режущее масло 6 ,23 0.05-0.07 .0020-.0027 18–23 59-75
Сверло ø мм ø сверла Подача, мм / т Подача / т Скорость, м / мин Скорость-фут / мин
Бурение Быстрорежущая сталь Режущее масло 1.5 .06 0,02-0,03 .0007-.0012 9-13 29-42
Бурение Быстрорежущая сталь Режущее масло 3 .11 0,05-0,06 .0020-.0024 11-15 36-49
Бурение Быстрорежущая сталь Режущее масло 6 ,23 0.08-0.09 .0031-.0035 11-15 36-49
Бурение Быстрорежущая сталь Режущее масло 12 .48 0,09-0.10 .0035-.0039 11-15 36-49
Подача, мм / т Подача / т Скорость, м / мин Скорость-фут / мин
Фрезерование Профилирование Быстрорежущая сталь Режущее масло 0.05-0.10 .002-.004 11–21 36-69
Сварка
Лист из нержавеющей стали

из сплава 321 легко сваривается с помощью большинства стандартных процессов. Послесварочная термообработка не требуется.

ПРИМЕЧАНИЕ. Информация и данные в этом техническом паспорте продукта точны, насколько нам известно, но предназначены только для информационных целей и могут быть изменены в любое время без предварительного уведомления.Приложения, предлагаемые для материалов, описаны только для того, чтобы помочь читателям сделать свои собственные оценки и решения, и не являются ни гарантиями, ни толкованием как явных или подразумеваемых гарантий пригодности для этих или других приложений.

Сплав 347 / 347H Термостойкая пластина из нержавеющей стали

Sandmeyer Steel Company располагает листом из нержавеющей стали сплава 347 толщиной от 3/16 дюйма до 4 дюймов. Версия с высоким содержанием углерода, пластина из нержавеющей стали Alloy 347H (UNS S34709), также может быть заказана в том же диапазоне толщины.

Доступные толщины для сплава 347 / 347H:

3/16 дюйма 1/4 « 5/16 « 3/8 дюйма 1/2 « 5/8 « 3/4 « 7/8 « 1 « 1 1/8 дюйма
4.8 мм 6.3 мм 7,9 мм 9,5 мм 12,7 мм 15,9 мм 19 мм 22,2 мм 25,4 мм 28,6 мм
1 1/4 дюйма 1 1/2 « 1 3/4 дюйма 2 « 2 1/4 дюйма 2 1/2 « 2 3/4 дюйма 3 « 3 1/2 « 4 «
31.8 мм 38,1 мм 44,5 мм 50,8 мм 57,2 мм 63,5 мм 69,9 мм 76,2 мм 88,9 мм 101,6 мм

Сплав 347 (S34700) — это стабилизированная пластина из нержавеющей стали, которая предлагает своим главным преимуществом отличную стойкость к межкристаллитной коррозии после воздействия температур в диапазоне осаждения карбида хрома от 800 до 1500 ° F (427-816 ° C).Пластина из нержавеющей стали из сплава 347 стабилизирована добавлением колумбия и тантала.

Пластина из нержавеющей стали

из сплава 347 также подходит для работы при высоких температурах из-за своих хороших механических свойств. Пластина из нержавеющей стали из сплава 347 обладает более высокими характеристиками ползучести и разрушения под напряжением, чем сплав 304 и, в частности, сплав 304L, что также может быть рассмотрено при воздействии, когда возникает проблема сенсибилизации и межкристаллитной коррозии.

Обзор спецификаций

для сплава 347 / 347H (UNS S34700, S34709):

Сплав 347 (UNS S34700) представляет собой пластину из стабилизированной колумбием аустенитной нержавеющей стали с хорошей общей коррозионной стойкостью и несколько лучшей стойкостью в сильных окислительных условиях, чем 321 (UNS S32100).Он обладает превосходной стойкостью к межкристаллитной коррозии после воздействия температур в диапазоне выделения карбида хрома 800–1500 ° F (427–816 ° C). Сплав обладает хорошей стойкостью к окислению и пределом текучести до 1500 ° F (816 ° C). Он также обладает хорошей вязкостью при низких температурах.

Пластина из нержавеющей стали из сплава 347H (UNS S3409) является версией сплава с более высоким содержанием углерода (0,04–0,10). Он был разработан для повышения сопротивления ползучести и прочности при температурах выше 1000 ° F (537 ° C).В большинстве случаев содержание углерода в пластине позволяет проводить двойную сертификацию.

Лист из нержавеющей стали из сплава 347 нельзя упрочнять термической обработкой, только холодной обработкой. Его можно легко сваривать и обрабатывать стандартными производственными методами.


Стандарты

ASTM …….. A 240
КАК Я…….. SA 240
AMS ………. 5512

Пластина из нержавеющей стали

из сплава 347 демонстрирует хорошую общую коррозионную стойкость, сравнимую с 304. Она была разработана для использования в диапазоне выделения карбида хрома 800–1500 ° F (427–816 ° C), где нестабилизированные сплавы, такие как 304, являются подвержены межгранулярной атаке. В этом температурном диапазоне общая коррозионная стойкость листа из нержавеющей стали из сплава 347 превосходит пластину из нержавеющей стали из сплава 321.Сплав 347 также работает несколько лучше, чем сплав 321, в сильно окисляющих средах до 1500 ° F (816 ° C).

Сплав может использоваться в азотных растворах, большинстве разбавленных органических кислот при умеренных температурах и в чистой фосфорной кислоте при более низких температурах и в разбавленных растворах до 10% при повышенных температурах. Пластина из нержавеющей стали из сплава 347 противостоит коррозионному растрескиванию под напряжением на основе политионовой кислоты при работе с углеводородами. Его также можно использовать в щелочных растворах, не содержащих хлоридов или фторидов, при умеренных температурах.

Пластина из нержавеющей стали из сплава 347 плохо работает в растворах хлоридов даже в малых концентрациях или в серной кислоте.

Вес% (все значения являются максимальными, если не указан иной диапазон)

Элемент 347 347H
Хром 17.00 мин. -19.00 макс. 17.00 мин.-19.00 макс.
Никель 9.00 мин.-13.00 макс. 9.00 мин.-13.00 макс.
Углерод 0,08 0,04 мин. -0,10 макс.
Марганец 2.00 2,00
Фосфор 0,045 0,045
Сера 0,03 0,03
Кремний 0.75 0,75
Колумбий и тантал 10 x (C + N) мин. -1,00 макс. 8 x (C + N) мин. -1,00 макс.
Утюг Весы Весы

Физические свойства

Плотность
0.288 фунтов / дюйм 3
7,96 г / см 3
Удельная теплоемкость
0,12 БТЕ / фунт- ° F (32 — 212 ° F)
500 Дж / кг- ° K (0 — 100 ° C)
Модуль упругости
28,0 x 10 6 фунтов на кв. Дюйм
193 ГПа

Теплопроводность 200 ° F (100 ° C)
133 БТЕ / ч / фут 2 / фут / ° F
16.3 Вт / м- ° К
Диапазон плавления
2550 — 2635 ° F
1398–1446 ° С
Удельное электрическое сопротивление
72 мкОм-см при 20 ° F

Средний коэффициент теплового расширения
Диапазон температур
° F ° С дюйм / дюйм ° F см / см ° C
68-212 20–100 9.2 х 10 -6 16,0 x 10 -6
68-1112 20-600 10,5 x 10 -6 18,9 x 10 -6
68-1832 20–1000 11,4 x 10 -6 20.5 х 10 -6

Типичные значения при 20 ° C (68 ° F)

Предел текучести
Смещение 0,2%
Предел прочности на растяжение
Прочность
Относительное удлинение
дюймов 2 дюйма
Твердость
фунтов на квадратный дюйм (мин.) (МПа) фунтов на квадратный дюйм (мин.) (МПа) % (мин.) (макс.)
30 000 205 75 000 515 40 201 Бринелл

Данные изготовления

Лист из нержавеющей стали

из сплава 347 легко сваривается и обрабатывается стандартными производственными методами.

Холодное формование

Сплав довольно пластичный и легко формируется.

Горячее формование

Высокое содержание серы в сплаве 303 также отрицательно сказывается на обрабатываемости в горячем состоянии. Если требуется горячая штамповка, еще раз, 304 следует рассматривать как альтернативный вариант.

Механическая обработка

Степень упрочнения пластины из нержавеющей стали 347 в холодном состоянии делает ее менее поддающейся обработке, чем нержавеющую сталь 410, но схожую с пластиной 304.В таблице ниже представлены соответствующие данные по обработке.

Эксплуатация Инструмент Смазка УСЛОВИЯ
Глубина, мм Глубина Подача, мм / т Подача / т Скорость, м / мин Скорость-фут / мин
Токарная обработка Быстрорежущая сталь Режущее масло 6 .23 0,5 .019 12–16 39-52
Токарная обработка Быстрорежущая сталь Режущее масло 3 .11 0.4 .016 18–23 59-75
Токарная обработка Быстрорежущая сталь Режущее масло 1 .04 0,2 .008 23–28 75-92
Токарная обработка Карбид Сухое или режущее масло 6 ,23 0,5 .019 67-76 220-249
Токарная обработка Карбид Сухое или режущее масло 3 .11 0,4 .016 81-90 266-295
Токарная обработка Карбид Сухое или режущее масло 1 .04 0.2 .008 99-108 325-354
Глубина реза-мм Глубина врезки Подача, мм / т Подача / т Скорость, м / мин Скорость-фут / мин
Резка Быстрорежущая сталь Режущее масло 1.5 .06 0,03-0,05 .0012-.0020 16–21 52-69
Резка Быстрорежущая сталь Режущее масло 3 .11 0,04-0,06 .0016-.0024 17-22 56-72
Резка Быстрорежущая сталь Режущее масло 6 ,23 0.05-0.07 .0020-.0027 18–23 59-75
Сверло ø мм ø сверла Подача, мм / т Подача / т Скорость, м / мин Скорость-фут / мин
Бурение Быстрорежущая сталь Режущее масло 1.5 .06 0,02-0,03 .0007-.0012 9-13 29-42
Бурение Быстрорежущая сталь Режущее масло 3 .11 0,05-0,06 .0020-.0024 11-15 36-49
Бурение Быстрорежущая сталь Режущее масло 6 ,23 0.08-0.09 .0031-.0035 11-15 36-49
Бурение Быстрорежущая сталь Режущее масло 12 .48 0,09-0.10 .0035-.0039 11-15 36-49
Подача, мм / т Подача / т Скорость, м / мин Скорость-фут / мин
Фрезерование Профилирование Быстрорежущая сталь Режущее масло 0.05-0.10 .002-.004 11–21 36-69
Сварка
Лист из нержавеющей стали

из сплава 347 легко сваривается большинством стандартных процессов. Послесварочная термообработка не требуется.

ПРИМЕЧАНИЕ. Информация и данные в этом техническом паспорте продукта точны, насколько нам известно, но предназначены только для информационных целей и могут быть изменены в любое время без предварительного уведомления.Приложения, предлагаемые для материалов, описаны только для того, чтобы помочь читателям сделать свои собственные оценки и решения, и не являются ни гарантиями, ни толкованием как явных или подразумеваемых гарантий пригодности для этих или других приложений.

Гомогенизационная термообработка для уменьшения разрушения жаропрочных стальных отливок

1. Введение

В этой главе исследуется влияние гомогенизационной термообработки на разрушение жаропрочных стальных отливок.Сначала описываются литые нержавеющие стали и факторы, влияющие на разрушение этих сталей. Одним из наиболее важных факторов является охрупчивание в сигма-фазе, которое подробно изучено. Наконец, обсуждается влияние термообработки гомогенизацией на растворение карбидов и уменьшение сигма-фазы и разрушения. Настоящая глава представляет собой сборник моего опыта в промышленности и других исследований разрушения роликов печи непрерывного отжига, подготовленный для использования практиками и исследователями.Глава также может быть полезна аспирантам, исследующим неудачи.

2. Классификация и обозначение литых нержавеющих сталей

Литые нержавеющие стали обычно подразделяются на отливки из коррозионно-стойкой стали (которые используются в водной среде ниже 650 ° C) или жаропрочные стальные отливки (которые подходят для рабочих температур выше 650 ° С). Литые нержавеющие стали чаще всего определяются на основе химического состава с использованием системы обозначений Группы высоколегированных продуктов Американского общества основателей стали [1].

2.1. Отливки из коррозионно-стойкой стали

Коррозионно-стойкие стальные отливки широко используются в химических процессах и в электрическом оборудовании, где требуется устойчивость к коррозии в водной или парожидкостной среде при температурах ниже 315 ° C. Эксплуатационная способность литых коррозионно-стойких сталей во многом зависит от отсутствия в микроструктуре сплава углерода, особенно выделившихся карбидов. Следовательно, литые коррозионно-стойкие сплавы обычно имеют низкое содержание углерода (обычно ниже 0.20%, а иногда и ниже 0,03%). Все литые коррозионно-стойкие стали содержат более 11% хрома [1].

Рис. 1.

Содержание хрома и никеля в отливках из жаропрочной и коррозионно-стойкой стали стандартных марок ACI [1].

2.2. Отливки из жаропрочной стали

Отливки из нержавеющей стали классифицируются как жаропрочные, если они способны выдерживать длительную работу при постоянном или периодическом воздействии рабочих температур, в результате которых температура металла превышает 650 ° C.Отливки из жаропрочной стали напоминают высоколегированные коррозионно-стойкие стали за исключением более высокого содержания углерода, что придает большую прочность при повышенных температурах [1]. Три основные категории литых сталей H-типа, основанные на составе, следующие [1–4]:

  1. Железо-хромовые сплавы, содержащие от 10 до 30% Cr и мало или совсем не содержащие никеля. Эти сплавы имеют низкую прочность при повышенных температурах и полезны в основном из-за их устойчивости к окислению. Использование этих сплавов ограничено условиями, окислительными или восстановительными, которые предполагают низкие статические нагрузки и равномерный нагрев.Содержание хрома зависит от предполагаемой рабочей температуры [1].

  2. Сплавы железо-хром-никель содержат более 13% Cr и 7% Ni (всегда больше хрома, чем никеля) [1]. Эти аустенитные сплавы обычно используются в окислительных или восстановительных условиях, аналогичных тем, которые выдерживают ферритные железо-хромовые сплавы, но при эксплуатации они обладают большей прочностью и пластичностью, чем прямые хромовые сплавы. Поэтому они используются, чтобы выдерживать большие нагрузки и умеренные перепады температуры.Эти сплавы также используются в присутствии окислительных и восстановительных газов с высоким содержанием серы.

  3. Сплавы железо-никель-хром содержат более 25% Ni и более 10% Cr (всегда больше никеля, чем хрома) [1]. Эти аустенитные сплавы используются для выдерживания как в восстановительной, так и в окислительной атмосфере, за исключением случаев, когда содержание серы значительно. (В атмосфере, содержащей 0,05% или более сероводорода, например, рекомендуются сплавы железо-хром-никель [1].) В отличие от сплавов железо-хром-никель, сплавы железо-никель-хром не науглероживаются быстро, не становятся хрупкими и не поглощают азот в атмосфере азотирования. Эти характеристики улучшаются по мере увеличения содержания никеля, а при науглероживании и азотировании срок службы отливок увеличивается с увеличением содержания никеля [1]. Аустенитные сплавы железа, никеля и хрома широко используются в условиях сильных температурных колебаний, таких как те, с которыми сталкиваются приспособления, используемые при закалке, и детали, которые нагреваются неравномерно или которые нагреваются и охлаждаются с перерывами.Кроме того, эти сплавы обладают характеристиками, которые делают их пригодными для использования в нагревательных элементах электрического сопротивления.

3. Микроструктура жаропрочных сталей

Микроструктура той или иной марки в первую очередь определяется составом. Хром, молибден и кремний способствуют образованию феррита (магнитного), а углерод, никель, азот и марганец способствуют образованию аустенита (немагнитного). Хром (промотор феррита и мартенсита), никель и углерод (промоторы аустенита) особенно важны для определения микроструктуры [1].Жаропрочные литейные сплавы (кроме типа НА) содержат большое количество хрома и никеля, которые обычно являются аустенитными и немагнитными. Аустенит в матрице обеспечивает полезную жаропрочность, если он надлежащим образом усилен частицами карбида и нитрида. Для достижения максимальной прочности аустенит не должен содержать феррита [5]. Микроструктура отливок из аустенитной нержавеющей стали типа HH (25Cr-12Ni), используемых в роликах печи непрерывного отжига в необработанном состоянии, представлена ​​на рис.2. Идеальная микроструктура сплава HH —

Рисунок 2.

Микроструктура ролика в необработанном состоянии (2% ниталла).

аустенитный, тогда как на рис. 2 исходная микроструктура состояла из аустенита, феррита, а также частиц черного карбида. Присутствие феррита объясняли неконтролируемым затвердеванием и, следовательно, явлением возникновения сегрегации в образце.

Присутствие феррита в микроструктуре может быть полезным или вредным (особенно при высоких температурах) в зависимости от области применения.Феррит может быть полезен с точки зрения свариваемости, потому что полностью аустенитные нержавеющие стали подвержены проблеме свариваемости, известной как горячее растрескивание или микротрещина. Но при 540 ° C и выше ферритная фаза может превращаться в сложное интерметаллическое соединение железо-хром-никель-молибден, известное как σ-фаза, которое снижает ударную вязкость, коррозионную стойкость и пластичность при ползучести [1]. Степень снижения прочности увеличивается со временем и температурой примерно до 815 ° C и может сохраняться до 925 ° C [1].

4. Сигма-фазовое охрупчивание

Разрушение жаропрочных стальных отливок вызывают несколько факторов, таких как окисление, сульфидирование, науглероживание, ползучесть, термическая усталость и сигма-фазовое охрупчивание. Интерметаллиды, такие как сигма-фаза, являются важными источниками разрушения высокотемпературных материалов.

Существование σ-фазы в сплавах железо-хром было впервые обнаружено в 1907 году при наблюдении термической остановки на кривых охлаждения [6]. Первое фактическое наблюдение σ в сплавах железо-хром было сообщено в 1927 г. [7].Σ-фаза была идентифицирована методом рентгеновской дифракции в 1927 г. [8] и в 1931 г. [9]. После того, как существование σ было твердо установлено, были проведены многочисленные исследования для определения состава и температуры, при которых может образовываться σ. Как правило, σ формируется при длительной выдержке в диапазоне от 565 до 980 ° C, хотя этот диапазон несколько меняется в зависимости от состава и обработки [1]. Сигма-фаза имеет тетрагональную кристаллическую структуру с 30 атомами на элементарную ячейку и отношением c / a , равным приблизительно 0.52 [10]. Сигма также образуется в аустенитных сплавах. В полностью аустенитных сплавах σ формируется из аустенита по границам зерен. Если в аустенитном сплаве присутствует δ-феррит, образование σ происходит быстрее и происходит в δ-феррите [1].

Эта фаза представляет собой уникальное сочетание железа и хрома, которое дает твердую и хрупкую вторую фазу. Присутствие сигма-фазы не только оказывает вредное влияние на механические свойства материала, но и снижает его коррозионную стойкость за счет удаления хрома и молибдена из аустенитной матрицы.Относительно небольшое количество сигма-фазы, когда она почти непрерывна на границе зерен, может привести к очень раннему выходу деталей из строя [11]. На рис. 3 (а) показан вышедший из строя валок (типа HH), который использовался для переноса металлической полосы в печах непрерывного отжига. Аустенитная матрица и сеть выделений сигма-фазы на границах аустенитных зерен в вышедшем из строя валке показаны на рис. 3 (б). Образование сигма-фазы при длительном нагреве при температурах, превышающих 650 ° C, приводит к нежелательному снижению ударной вязкости валков при более низких температурах и во время периодов простоя.Следовательно, во время останова, правки или нагрева распространение трещины вдоль сигма-фазы на границах зерен приводит к выходу из строя роликов [12,13].

Рисунок 3.

a) Вид вышедшего из строя ролика печи, (b) микроструктура аустенитной матрицы и сеть выделения сигма-фазы на границе зерен (электролитическое травление) [13].

Все ферритные стабилизирующие элементы способствуют образованию σизг [1]. В промышленных сплавах кремний даже в небольших количествах заметно ускоряет образование σ.В целом, все элементы, стабилизирующие феррит, способствуют образованию σизг. Молибден имеет действие, подобное кремнию, в то время как алюминий имеет меньшее влияние. Увеличение содержания хрома также способствует образованию σ. Небольшие количества никеля и марганца увеличивают скорость образования σизг, хотя большие количества, которые стабилизируют аустенит, замедляют образование σизг. Добавки углерода уменьшают образование σизг за счет образования карбидов хрома, тем самым уменьшая количество хрома в твердом растворе [14,15].Добавки вольфрама, ванадия, титана и ниобия также способствуют образованию σ. Как и следовало ожидать, в ферритных сталях σ образуется легче, чем в аустенитных нержавеющих сталях [14-17].

4.1. Механизм образования сигма-фазы в жаропрочных сталях

На рис. 4 показан механизм образования сигма-фазы в вышедшем из строя валке. Присутствие дельта-феррита в аустенитной матрице приводит к ускоренному образованию сигма-фазы. Обычно эта фаза зарождается внутри дельта-феррита. Превращение дельта-феррита можно описать двумя эвтектоидными реакциями [1]:

δ → M23C6 + γ2E1

δ → σ + γ2E2

Рисунок 4.

Образование перлитоподобной структуры в поперечном сечении вышедшего из строя ролика. Стрелками показаны крупные перлитоподобные колонии.

По реакции (1) образовались карбиды M 23 C 6 пластинчатой ​​морфологии, а также вторичный аустенит (рис. 4). Механизм этой реакции можно резюмировать следующим образом: во-первых, рост выделений карбида внутри дельта-феррита приводит к образованию вторичного аустенита [18]. Содержание хрома рядом с выделениями высокое, что приводит к увеличению содержания хрома вблизи соседнего дельта-феррита.Следовательно, рост карбидов происходит внутри дельта-феррита, и образуется пластинчатая структура, включающая карбиды и вторичный аустенит [19]. Наконец, после завершения ламеллярного осаждения, сигма-фаза формируется на передней стороне выделений [19].

Рис. 5.

Различные морфологии сигма-фазы в нержавеющей стали [20].

4.2. Морфология сигма-фазы

Морфология сигма-фазы может быть разделена на дендритные и глобулярные структуры [17,20,21].На рис. 5 показаны морфологии сигма-фазы в нержавеющей стали (19Cr-9Ni-2Mn). Сигма-фаза образовалась в результате превращения дельта-феррита в охрупчивающую сигма-фазу и вторичный аустенит из-за неподходящих рабочих условий. Lin et al. [20] указали, что дендритоподобная сигма-фаза нестабильна, а глобулярная сигма-фаза — стабильна. Кроме того, наблюдалась дендритоподобная морфология σ вокруг частиц δ-феррита, что означало, что фазовое превращение δ → σ происходило частично [20].Gill et al. [21] также предположили, что сфероидная σ-фаза является результатом нестабильности дендритной сигма-фазы к любому локализованному уменьшению ширины.

4.3. Участки осаждения сигма-фазы

Участки осаждения сигма-фазы состоят из границы раздела δ / γ, тройного сочленения, угла зерен и ячеек, которые показаны на рис. 6 [22]. Начальными местами выделения являются межфазная граница δ / γ, поскольку она имеет более высокую граничную энергию и здесь сосредоточено много дефектов.Следовательно, выделение сигма-фазы происходит преимущественно на границе δ / γ, а затем выделяется внутрь зерна дельта-феррита [19,22]. Другие участки осаждения были сконцентрированы на δ-феррите, потому что σ-фаза предпочитала осаждаться в области с более высоким содержанием Cr [20,22]. Осаждение на углу зерна означало, что сигма-фаза была сильно сконцентрирована и образовалась на углу дельта-феррита. Выделение при тройном соединении означает выделение σ-фазы, окружающей δ-феррит.Выделение ячеистой формы представляет собой разложение эвтектоида из дельта-феррита на сигма-фазы и фазы вторичного аустенита, которые можно четко наблюдать при 800 ° C [22].

4.4. Влияние сигма-фазы на механические свойства

Одним из наиболее подверженных влиянию механических свойств сталей образования сигма-фазы является энергия удара. Влияние сигма-фазы на энергию удара аустенитной стали Fe-25Cr-20Ni показано на рис. 8 [23]. При увеличении времени выдержки в диапазоне температур пласта сигма-фазы (760–870 ° C) значение ударной вязкости снижается на 85%.

Влияние высокотемпературного воздействия на ударную вязкость ферритной нержавеющей стали с низким содержанием внедрения 29Cr-4Mo было исследовано (рис. 9) Aggen et al. [24]. На этом рисунке C-кривая показывает время охрупчивания в зависимости от температуры старения. Для образования σ охрупчивание было наиболее быстрым при температуре около 775 ° C, тогда как охрупчивание при 475 ° C было медленнее с максимальной скоростью около 480 ° C. Обычно для этого сплава сигма-фаза образуется в диапазоне от 595 до 925 ° C. Охрупчивание наиболее выражено при образовании межзеренных σ-пленок, приводящих к межкристаллитным трещинам при растяжении и ударе [1].

Рис. 6.

Осаждение сигма-фазы на: (а) границе раздела δ / γ и (б) тройном стыке, углу зерна и ячейке [22].

Рис. 7.

Влияние времени и температуры обработки старением на энергию удара аустенитной стали Fe-25Cr-20Ni [23].

Рис. 8.

Зависимость времени от температуры для получения DBTT 25 и 100 ° C для ферритной нержавеющей стали 29Cr-4Mo в зависимости от времени старения, которые охватывают как диапазон охрупчивания при 475 ° C, так и диапазон охрупчивания σ-фазы [24 ].

Твердость сигма-фазы в сплавах Fe-Cr составляет примерно 68 HRC [1]. На рис. 10 показана микроструктура аустенитной матрицы и сеть выделений сигма-фазы на границе зерен, а также эффекты индентора на поверхности в нескольких местах. Видно, что из-за хрупкости и более высокой твердости сигма-фазы по отношению к аустенитной матрице эта фаза часто разрушается при вдавливании.

Рис. 9.

Микроструктура аустенитной матрицы и сеть выделения сигма-фазы на границе зерен.Видно, что из-за сигма-хрупкости фазы часто возникают трещины при вдавливании (обозначены стрелками) [12].

Следовательно, относительно небольшое количество σ-фазы, когда она почти непрерывна на границе зерен, может привести к очень раннему выходу из строя высокотемпературных деталей [12].

5. Термическая обработка гомогенизацией

Чтобы устранить сегрегацию в литой структуре, часто необходимо гомогенизировать деталь перед использованием, чтобы обеспечить однородность химического состава и микроструктуры.Эта обработка также может использоваться для полного растворения карбидов и хрупких и вредных фаз, таких как сигма, которые образуются в рабочих условиях. В этом методе сталь нагревается в течение достаточно длительного периода времени, чтобы завершить растворение карбидов, а затем начинается охлаждение с соответствующей скоростью, чтобы избежать образования вредных фаз [12].

86 86
Образец Температура гомогенизации (° C) Окружающая среда охлаждения Микроструктуры (электролитическое травление 10 М раствором КОН) Микроструктуры (протравленные реактивом Марбла)
Hh3 950 Air
HH8 1050 Air
12 922 922
12 922 922
Hh24 1100 Печь

Таблица 1.

Микроструктуры выбранной вышедшей из строя роликовой стали до и после гомогенизационной термообработки в течение 2 часов.

Микроструктуры выбранной вышедшей из строя роликовой стали до и после гомогенизационной термообработки при различных температурах в течение 2 ч показаны в таблице 1. Образование хрупкой сигма-фазы и выделение карбидов отчетливо видно на микроструктуре образца Hh24 по сравнению с микроструктурой образца Hh24. микроструктура образца Hh21. В результате медленного охлаждения в печи все желаемые изменения гомогенизированной структуры обращаются вспять.Другими словами, образование карбидных выделений в зернах, неоднородность аустенита как матричной фазы и образование интерметаллических хрупких фаз, таких как сигма-фаза, которые являются результатом медленного охлаждения при температурах между 650 и 950 ° C, вызывают ударную вязкость. стали сильно уменьшиться. Поскольку образование сигма-фазы является длительным процессом, образование этой фазы сводится к минимуму за счет охлаждения на воздухе. Наименьшее количество сигма-фазы и карбидов находится в образце Hh21, который демонстрирует однородность микроструктуры и уменьшение микроскопической сегрегации.Следовательно, для правки валков и получения хорошей ударной вязкости гомогенизационная термообработка должна проводиться при 1100 ° C в течение не менее 2 часов с последующим охлаждением на воздухе [12].

На рис. 11 показаны участки осаждения сигма-фазы в вышедшем из строя валке до и после гомогенизационной термообработки при 1100 ° C в течение 2 часов с последующим охлаждением на воздухе. На рис. 12 и в таблице 2 показан химический состав в трех точках сканирования, указанных на рис. 11 (а), (b) и (с). Как видно на рис.11 точки 1, 2 и 3 соответствуют аустенитной матрице, дельта-ферриту и сигма-фазе соответственно. Таблица 2 показывает, что содержание хрома, молибдена и кремния в сигма-фазе было выше, чем в аустенитной фазе. Обычно дельта-феррит и сигма-фаза богаты хромом. Но весовой процент кремния и молибдена в дельта-феррите выше, чем у других фаз (аустенита и сигма). Кремний и молибден играют важную роль в фазовом превращении δ → σ + γ2 и действуют как сильные стабилизаторы дельта-феррита [5,20].

Как видно на рис. 11, термообработка при 1100 ° C с последующим охлаждением на воздухе привела к изменению морфологии сигма-фазы с дендритной структуры (рис. 11 (а) и (б)) на глобулярную ( Рис. 11 (в)). Дендритная сигма-фаза указывает на нестабильную форму, а глобулярная сигма-фаза демонстрирует стабильную форму. Кроме того, дендритная структура является хрупкой, а глобулярная — пластичной. Таким образом, можно сделать вывод, что для завершения превращения дельта-феррита в сигма-фазу температуру гомогенизационной термообработки следует повысить до 1100 ° C и морфологию сигма-фазы преобразовать в стабильную глобулярную структуру.Такая структура приводит к значительному увеличению энергии удара и пластичности ролика печи непрерывного отжига. Напротив, образование сигма-фазы с дендритной морфологией приводит к снижению пластичности и разрушению ролика.

Рисунок 10.

Морфология сигма-фазы. (а) и (б) после разрушения и перед обработкой гомогенизацией, соответственно, и (в) после термообработки гомогенизацией при 1100 ° С в течение 2 ч с последующим охлаждением на воздухе.

Рисунок 11.

EDS-анализ: (а) аустенитной фазы (точка 1 на рис. 11 (а)), (б) ферритной фазы (точка 2 на рис. 11 (б)) и (в) сигма-фазы (точка 3 на рис. 11 (c)).

9236 2398 0,227 (дельта)
Point Элемент (мас.%)
Cr Si Mo
1 (гамма) 22,125 1,353
0,227
27,639 2,896 1.341
3 (сигма) 34,641 2,544 1,021

Таблица 2.

Элементный состав на Рис. 12.

Рис. 12.

Поверхности трещин: (а) разрушенных образец перед гомогенизацией, (b) образец после гомогенизационной термообработки при 1100 ° C в течение 2 часов с последующим охлаждением в печи и (c) с последующим охлаждением на воздухе.

На рис. 13 показаны поверхности излома разрушенного образца до гомогенизации (рис.13 (а)), образец после гомогенизационной термообработки при 1100 ° C в течение 2 часов с последующим охлаждением в печи (рис. 13 (b)), а образец после гомогенизационной термообработки при 1100 ° C в течение 2 часов с последующим охлаждением. путем охлаждения на воздухе (рис. 13 (c)). Анализ EDS точек 1 и 2 на рис. 13 (а) и 13 (б) соответственно указывают на наличие сигма-фазы в определенных кристаллографических плоскостях. Фактически, поверхность разрушения разрушенного образца (рис. 13 (а)) содержала случайное расположение плоских поверхностей и поверхностей со ступеньками, характерными для хрупкого разрушения.Поверхность излома образца после гомогенизационной термообработки при 1100 ° C в течение 2 часов с последующим охлаждением в печи (рис. 13 (b)) представляла собой смесь небольших впадин и слоистых поверхностей, которые указывали на хрупкие и вязкие изломы в этом образце. Анализ EDS точки 3 на рис. 13 (b) показал присутствие хрома в форме частиц карбида. Частицы карбида находились в центре небольших ямок. Согласно EDS-анализу точек 2 и 3, можно сказать, что из-за низкой скорости охлаждения в печи все желаемые изменения, которые происходят в гомогенизированных структурах, обращаются вспять, и в образце образуется новое образование сигма-фазы и выделений. при переходе от пластичного разрушения к почти хрупкому.Как видно на рис. 13 (c), образование глубоких ямок является основной характеристикой вязкого разрушения. Анализ EDS точки 4 был аналогичен анализу основного металла. Этот рисунок указывает на значительное уменьшение сигма-фазы и количества осадков после гомогенизации.

Следовательно, перед правкой валков следует провести гомогенизационную термообработку для растворения вредных фаз в аустените как матричной фазе и получения хорошей ударной вязкости. Во многих случаях микроструктурную неоднородность можно устранить, выдерживая образец при высоких температурах в течение достаточного времени и охлаждая с соответствующей скоростью.В противном случае очень высока вероятность образования мелких трещин при правке роликов. Эти трещины могут привести к поломке ролика во время процесса правки и / или в печи непрерывного отжига.

6. Выводы

Сигма-фаза имеет тенденцию к выделению в областях с высоким содержанием хрома, таких как карбиды хрома в зерне. Относительно небольшое количество σ-фазы, когда она почти непрерывна на границе зерен, может привести к очень раннему выходу из строя высокотемпературных деталей.Важно понимать, что сигма-фаза не может подвергаться значительной пластической деформации; вместо этого он разрушается даже при относительно низких уровнях деформации. Это верно при повышенных температурах, но тем более при температуре окружающей среды. Там, где ударная вязкость и пластичность являются важной частью конструкции системы, сигма-фаза недопустима. Образование сигма-фазы с дендритной морфологией приводит к снижению пластичности и разрушению жаропрочных сталей. Микроструктурную неоднородность (сигма-фазу и карбиды) можно устранить, выдерживая образец при высоких температурах в течение достаточного времени и охлаждая с соответствующей скоростью.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.