Главная страница Случайная лекция Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика Мы поможем в написании ваших работ! |
Современные коррозионностойкие сплавы и стали
В зависимости от структуры коррозионностойкие стали подразделяются на: • мартенситные и мартенсито-ферритные, к которым относятся конструкционные (08X13,12X13,20X13), высокоуглеродистые инструментальные (30X13, 40X13, 95X18) и хромоникелевые мартенсито-ферритные (14Х17Н2Д2Х17) стали; • ферритные (08Х17Т, 08Х17Т1); к ним относятся и суперферриты, содержащие пониженное количество С, N и О (например, 015Х18М2Б); • аустенитные, к которым относятся хромоникелевые стали типа ΧΙ8Η1 ОТ, хромоникельмолибденовые стали с содержанием 2-4% Мо (например, 03Х17Н14М2, 10Х17Н13МЗТ, 08Х17Н13М2Т), хромоникельмарганцевые и хромомарганцевые стали (например 20Х13Н4Г9,10Х14АГ15,07Х21Г7АН5), высоколегированные коррозионностойкие сплавы на основе железа (например, 03ХН28МДТ); • аустенито-ферритные (например, 08Х22Н6Т, 03Х25Н5АМ2, 06Х225Н7М2Б); • аустенито-мартенситные (содержащие 12-17 % Сг) и мартенсито-стареющие (например, 08Х15Н5Д2Т, 09X15Н8Ю, 0Х13Н8-Д2ТМ). В последние годы большое внимание уделяется разработке суперсталей с повышенным содержанием Сг (22-28 %), Ni (24-28 %), Mo (4-8 %), N (до 1 %) и др. В зависимости от назначения коррозионностойкие стали подразделяются на стойкие против различных видов локальной коррозии— межкристаллитной, питтинговой и коррозионно-механического износа. Стали аустенитного класса. Стали этого класса имеют ГЦК решетку твердого (7) раствора. Они немагнитны, обладают высокой пластичностью в интервале от 196 до 800 °С; отличаются высокой жаростойкостью и сопротивлением коррозии в растворах электролитов. Условно стали разделяют на три группы по содержанию углерода: • С≤(0,08-0,12)% — стали типа Х18Н10, Х18Н10Т(Б), Х17Н-13М2(3)Т; • С≤ (0,02-0,03)% —стали типа Х18Н11,Х17Н14М2(3); • С ≤ (0,02-0,03)% (при S ≤ 0,015-0,020%, Ρ ≤ 0,02-0,030%) — стали типа Х20Н25 и Х25Н21 с 2-6 % Мо. До недавнего времени свыше 70 % от общего объема производства коррозионностойких сталей приходилось на группу с повышенным содержанием углерода (0,08-0,12%). В ГОСТ 5632-72 и в стандарте США AISI эта группа представлена марками: 12X18Н9Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10 (AISI 321), 12Х18Н9 (AISI 302), 08Х18Н10 (AISI 304), 08Х18Н12Б (AISI 347), 08Х17Н13М2Т и др. Начиная с 70-х годов наметилась устойчивая тенденция роста объема производства второй группы сталей — низкоуглеродистых типа 06Х18Н10, 02-03Х18Н11 (AISI 304 L), 02-03X17H14M2-3. В отечественной практике получили распространение стали 03Х18Н17 и 03Х17Н14МЗ. Сталь 03X18Н11 применяется для изготовления оборудования и трубопроводов в производстве азотной кислоты и аммиачной селитры. Для изготовления сварного оборудования этих производств в настоящее время применяют сталь марки 03Х19АГЗН10 взамен 03Х18Н11, что обеспечило снижение металлоемкости оборудования на 20 %. Сталь 03Х17Н14МЗ используется для изготовления аппаратуры в производстве карбамида и капралактама, фосфорной кислоты и минеральных удобрений. Разработаны и внедрены в производство новые марки 03X18Н16-МЗ-ВД и 02Х25Н22АМ2-ПТ. Первая марка применяется в производстве медицинского инструмента и имплантантов. Она соответствует требованиям международного стандарта ИСО 5832/1-87. Вторая марка стали заменила импортные стали 2RE69 и 25USFEP для изготовления оборудования, работающего в наиболее жестких условиях синтеза карбамида, а также в сернокислых, азотнокислых и серо-водородосодержащих средах. Эффективным способом повышения коррозионной стойкости хро-моникелевых сплавов в сильноокислительных средах является легирование их кремнием. Стали 03Х8Н22С6 и 02Х14Н19С6Б применяются для сварного оборудования, работающего в атмосфере концентрированной HNO3 при температурах до 110 °С. Разработанная в последние годы азотсодержащая сталь 03Х20Н-16АГ6 применяется в криогенном машиностроении для изготовления сварных крупногабаритных аппаратов, работающих под давлением и при периодической смене температур от 20 °С до —269 °С. Стали ферритного класса. Это — хромсодержащие (от 11 % до 30% Сг) сплавы железа, имеющие ОЦК решетку α-твердого раствора. Они не уступают в ряде сред по коррозионной стойкости аустенитным сталям, но имеют более низкие механические характеристики, ферромагнитны и склонны к межкристаллитной коррозии (МКК). Наибольшее влияние на склонность к МКК оказывают углерод и азот. По содержанию углерода ферритные стали делят на три группы: • с высоким содержанием С (0,08-0,15 %); • с содержанием С (0,02-0,04 %) и Ni (0,02-0,04 %); • с низким содержанием С (≤ 0,01-0,02 %) и Ni (≤0,01-0,02 %). В последнее десятилетие созданы стали марок 04X15СТ, 04X17Т, 04Х19МАФТ с пониженным содержанием углерода, которые по комплексу механических и коррозионных свойств вплотную приближаются к хромо-никелевым сталям аустенитного типа. Внедрение метода вакуумно-индукционной выплавки, снижение содержания углерода и азота, оптимизация содержания хрома и молибдена позволили создать уникальные коррозионностойкие ферритные стали при минимальных затратах. В России созданы стали 015Х18М2Б и 01Х18М2Т-В4 с повышенной стойкостью к растрескиванию, питтинговой и щелевой коррозии. Сталь 01Х18М2Т-В4 применяют для изготовления сварного теплообменного оборудования, работающего при температурах 20-300 °С и давлении до 1,6 МПа в среде каустической соды, хлорорганических продуктов, в нефтеперерабатывающей промышленности. Суперферриты типа 25Cr-2Mo (E-Brite), 25Cr-4Mo-4Ni (MONIT), 28-30Cr-3Mo (A129-X) и 28-30Cr-4Mo-2Ni (A129-4-2) обладают исключительной стойкостью против всех видов локальной коррозии. Их используют при изготовлении теплообменников для работы в концентрированных хлоридных растворах и в морской воде. Ферритные стали с пониженным (марки 04X15СТ, 04Х19МАФТ) и низким содержанием углерода и азота (марки 01Х18М2Т, 01X25-М2Т), являются перспективными коррозионностойкими сталями. Стали аустенитно-ферритного класса (ГОСТ 5632-72) по сравнению с аустенитными характеризуются более высокой прочностью (в 1,5-2 раза), стойкостью к МКК и к растрескиванию в хлоридных и щелочных средах. Существуют три поколения аустенитно-ферритных сталей, содержащих: • С ≤ 0,12 %, стабилизированных титаном (марки 08Х22Н6 (ЭП53) и 08Х21Н6М2Т (ЭП54)); • С ≤ 0,03 % (марки 03Х23Н6 и 03Х22Н6М2); • С ≤ 0,03 %, дополнительно легированные азотом. Наилучшим комплексом свойств обладают низкоуглеродистые стали третьего поколения. Наиболее перспективна среди них сталь марки 03Х24Н6АМЗ (ЗИ130). После закалки при температуре 1070— 1120 °С в стали формируется двухфазная аустенитно-ферритная структура с соотношением аустенита и феррита в пределах 40-50 %. Эта сталь является высокоэффективной технологичной коррозионностойкой сталью. Вследствие повышенной прочности ее целесообразно применять при эксплуатации в условиях коррозионно-эрозионного изнашивания. Из этой стали изготовлено оборудование для производства экстракционной фосфорной кислоты, минеральных удобрений, карбамида и капралактама. Современные аустенитно-ферритные стали благодаря своим особым коррозионным и механическим свойствам являются наиболее перспективными для использования во многих областях химической, нефтехимической, нефтегазодобывающей промышленности, в морском строительстве и при опреснении морской воды. Промышленное применение высоколегированных сплавов на основе системы Fe-Cr-Ni обусловлено особыми физико-механическими свойствами, стойкостью в сильно агрессивных средах, окалино-стойкостью и способностью к упрочнению. Сплавы 06ХН28МДТ и 03ХН28МДТ предназначены для работы в условиях производства H2SO4 различных концентраций до 80°С, сложных минеральных удобрений, экстракционной фосфорной кислоты. Сплав ХН30МДТ (ЭК 77) предназначен для работы в фосфорной кислоте с содержанием фтора до 1,8 % при температуре до 120 °С. В зарубежной практике для аналогичных целей используются сплавы Cromfer 2328 и Саникро-28 (Швеция). Для изготовления различной химической аппаратуры, подвергающейся одновременному воздействию агрессивной среды и механическим напряжениям, применяется высокопрочный дисперсионно-твердеющий сплав ХН40МДТЮ (ЭП543).
Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 367; Нарушение авторских прав Мы поможем в написании ваших работ! |