lekcii (774103), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Примером являются Аи, Рt, Аg, Си,Sn, Pb, обладающие коррозионной стойкостью во многихсредах, включая кислоты, влажную атмосферу, морскую воду.Скоростиатмосфернойкоррозиинекоторых Ме показаны в табл. 17.1.Легирующие электроотрицательные Ме(например Zn ) в сплавах на основемеди(электроположительной)неснижаюткоррозионнуюстойкостьосновы. Латуни, например, стойки приравномерной атмосферной и морскойкоррозии.Однако,латунисклонныккоррозионномурастрескиваниювовлажной среде и в присутствиисернистых газов.При большом содержании Zn в латуняхпроисходит его избирательное поверхностное растворениеТабл. 17.1Скорость корр.FeZnSnмкм/год203,21,2 1,0СиAg0,04 0Аи• К оррозионно-стойкие пассивирующиеся Ме•••••Несмотря на большой отрицательный UАобр, вследствиезначительной поляризации РА устанавливается малый ток инизкая скорость коррозии.
Пассивное состояние определяетсяобразованием на поверхности защитных плѐнок.Для большинства промышленных Ме и сплавов пассивацияпроисходит в кислородосодержащих средах, в т. ч. на воздухе.Наибольшей склонностью к самопассивированию на воздухеобладают Ti, Al, Cr.Пассивное состояние в этих Ме исчезает в хлоросодержащихсредах (влажная плохо проветриваемая почва, морская вода,кислоты типа НСl).Ti в пассивированном состоянии по коррозионной стойкостиуступает только Аи и Рt. Сохраняет пассивированное состояниево влажной атмосфере, кислотах, щелочах, т.
ч. горячих.••••Сплавы Ti сохраняют высокую коррозионную стойкость основы.Аl поляризуется во влажной атмосфере и кислотах и напротив,корродирует с большой скоростью в щелочах.Примеси и ЛЭ в Аl сплавах уменьшающие поляризуемость,повышаютскоростькоррозии.Наиболееопасныэлектроположительные Ме. Fe, Си уже при содержании ~0,1%заметно снижают коррозионную стойкость. Сплавы с такими ЛЭуступают по коррозионной стойкости чистому Аl .Электроотрицательные ЛЭ – Si, Mn, Mg не устраняютполяризацию и коррозионная стойкость, например силуминовбез добавок Си, во влажной среде остаѐтся высокой. Mnсвязывает Fe, образует фазу (Mn Fe)Аl6, устраняя вредноевлияние.• Сплавы АМг также имеют высокую коррозионную стойкостьдаже в морской воде, т.
к. β фаза Mg2 Аl3 быстро растворяетсяи поверхность становится однофазной. Это справедливо приизолированных выделениях β фазы. Когда выделениянаходятся по границам зѐрен сплошными прослойкаминаблюдается сквозная интеркристаллитная коррозия.• Аl и его сплавы при контакте с более электроположительнымиМе (Fe, Си, Ni) являются анодом и быстро корродируют.• Стальные болты для работы в Аl сплавах необходимопокрывать Сd или Zn.• Для защиты от МКК Аl сплавов содержащих Си, их покрываютслоем чистого Аl (плакируют).••••2.1.
Коррозионно-стойкие стали (КСС)Коррозионнуюстойкостьстальприобретает при содержании Cr >13%,чтосвязанособразованиемнаповерхности пассивирующей защитнойплѐнки, рис.17.15.ПрисодержанииCr>17%,низкоуглеродистые стали приобретаютоднофазную ферритную структуру свысокой коррозионной стойкостью, но приэтом теряется возможность упрочнениястали т/о.Совместное легирование Cr, Ni, Mnпозволяетполучитьоднофазнуюаустенитную структуру с высокимикоррозионной стойкостью, прочностью,пластичностью.Рис.17.15.••••КСС классифицируют по структуре после охлаждения на воздухе,рис.
17.16.КСС являются высоколегированными, основные ЛЭ – Cr, Ni, атакже ряд других, влияние которых учитывают по эффективнымкоэффициентам• Crэф = Cr+2Si+1,5Мо+5V+5,5Аl+1,75Nb+1,5Ti+0,75W;• Niэф = Ni +0,5Mn+30С+30N+0,3Си.Перспективным направлением является создание КСС сталей,легированных N.
Применение N сдерживается технологическойтрудностью введения его в сталь из-за малой массы, летучести.Разработаны способы введения под давлением до 10МПагазообразного N2, при наличии в стали нитридообразующих ЛЭ –Мn, V, Nb, Ti, W, Cr. Содержание N достигает 1,3%.•••••Cr-NiCr-МnА устенитные сталиНаиболее масштабный и универсальный класс КСС. Разделяютна Cr-Ni и Cr-Мn, табл.17.2.Преимущество – пластичность, вязкость, прокатывается втонкую фольгу. Литейные свойства, свариваемость.Недостатки- плохо обрабатывается резанием (ОР).
Дляулучшения ОР – добавка 0,18-0,36% Sе, сталь 12Х18Н10Е.Низкий предел текучести, склонность к МКК, коррозионномурастрескиванию, точечной коррозии.Табл.17.2••••••Оптимальная т/о – закалка в воде(на воздухе для δ<10мм) с 10501150°С, табл.29.2.При холодном деформированиистали интенсивно наклѐпываются,рис.17.17.ДеформированиеприNi<15%вызывает фазовые превращения.Cr-Ni:γ→α‘(мартенситдеформации, ОЦК);Cr-Мn: γ→α‘ +ε (ГП).Мартенсит деформации до 50% при-196°С.Защитнаяпассивнаяплѐнкаразрушается в средах Сl-; SО4-.Рис.17.17•2.2.Межкристаллитная коррозия• Нагрев в интервале 450-700°С вызываетсвязывание карбидо-образующими ЛЭизбыточногосодержанияСиобразование карбида Cr23С6 по границамзѐрен. При этом прилегающие участкиобедняются Cr ниже 17% и теряют КС,рис.17.18, 17.19• ДляпредупрежденияМККдополнительнолегируютболеесильными карбидообразующими Э - Nb,Ti до 1% (стабилизация). Добавкисвязывают С в прочный карбид МеС иисключаютобеднениеграницуглеродом.• Склонность к МКК устраняют повторнойзакалкой и стабилизирующим отжигомпри 850 °С , н/м 3ч.• Содержание Cr выравнивается.рис.17.18.а— без коррозии;б— наличие коррозии:1 — аустенитное зерно;2 — карбиды хрома награницах зерен;3 — обеднѐнные хромомпограничные участки;4 — распределение хрома поаустенитному зерну.При С<0,03% стали невосприимчивы к МКК.
Опасным является содержаниеР>0,01%; Si>0,1%; В>0,001%.Разновидность МКК – ножевая коррозия, рис. 17.20 в сварных соединениях наузких полосках шириной ~0,1мм.Рис. 17.20.Рис. 17.19.Карбид МеС растворяется в зоне самых высоких температур основного Ме ипри охлаждении образуется Cr23С6, что вызывает снижение содержания Cr втвѐрдом растворе ниже 13%, как в МКК. Меры – снижение С, добавки стойкихкарбидо-образующих, например, Nb – 08Х18Н12Б.В Cr-Мn сталях, содержащих N, Тi, Nb, неэффективны, так как имея большеесродство с N, образуют нитриды. Меры - С<0,03%• К оррозионное растрескивание под напряжением (КРН) проявляетсяпри одновременном действии активной среды и растягивающихнапряжений,ζ >ζкр ≈ 0,5ζ0,2.Среда будет активна, если содержит элемент, разрушающийпассивную плѐнку, для Cr – сталей это Cl-.
Протекает без пластическойдеформации.КРН подвержены также мартенситные стали после (зак+ низк отпуск)и аустенитно-мартенситные после закалки на максимальнуюпрочность. Меры – Ni >30%.•Т очечная (питтинг) и щелевая коррозии, рис. 17.21, имеют сходныемеханизмы. В присутствии ионов Cl- >0,1% нарушается сплошностьпассивной плѐнки, недостаток О-2 не позволяет еѐ восстановить(морская вода). При 80°С скорость увеличивается более чем в 100 раз,против равномерной коррозии.• На поверхности образуются ямки глубиной идиаметром несколько мм, рис.17.21.• Структурная и химическая неоднородностьстали, наклѐп, шероховатость ускоряют ТЩК.• ЩК развивается в узких местах, зазорах, подотслоившимся покрытием, под незатянутымишайбами и др.
Меры – в аустенитных сталях ЛЭМо (2-3%), полировка, гомогенизация.• Б езникелевые аустенитные стали (18-24)% Cr,(1-1,3)%N- 05Х18А120, 05Х21А120,05Х24А120.• Твѐрдорастворное N упрочнение в 3-4 разапревышает ζ0,2 стали Х18Н10 (840-915МПапротив 150-240). Дополнительно наклѐп до 50%.• Прочность + коррозионная стойкость.Рис.17.21.1- исходнаяповерхность,2- точечнаякоррозияРис.17.22.1- щелеваякоррозия• А устенитно-ферритные стали содержат мало дефицитного Ni.• 50% А+50%Ф.
КС≈ Х18Н10.• Марки 07Х22Н6Т, 08Х21Н6М5Т, 08Х18Г8Н2Т и др. Рабочая t<350°С изза структурных изменений.• А устенитно-мартенситные стали 07Х16Н6, 09Х15Н9Ю, 08Х17Н5М3.• Сложная т/о, рис.17.23- закалка + обработка холодом (-70 °С) намартенсит + старение мартенсита при 350-500°С. Обработку холодомможно заменить пластическим деформированием, при этом А→М.Для упрочнения при старении М добавки Аl, Тi, Cи, Мо.
При такомуровне прочности, рис.17.24, стали склонны к КРН.t°Cη, минРис.17.23Рис.17.24• Меры – не достигать максимум прочности.• Аустенит стабилизируется при -20 ‚ +100°С, до 2-6 часов. Больше А→больше КСU.• Ф ерритные стали 08Х13, 12Х17, 08Х17Т, 15Х25Т, 15Х28, не имеютфазового превращения γ↔α , поэтому не упрочняются т/о.• Чем больше Сr, тем выше КС. При Сr >25% КС в кипящих 40% НNО3 игорячих щелочах, лучше, чем у Х18Н10Т.•По мех свойствам после отжигаферритные стали несколькоуступают аустенитным, рис. 17.25,но превосходят по сопротивлениюКРН.•Главный недостаток ФС –охрупчивание после нагрева выше1100°С. Это усложняет сварку ФС,необходим отжиг 800°С иускоренное охлаждение послесварки.•ФС склонны к МКК.
Проверка послепровоцирующего отжига 1120°С, 30мин.ФерритныеХ18Н10ТРис. 17.25Табл.17.3Мартенситные стали 20Х13, 30Х13, 40Х13, табл.17.3, и20Х17Н2, 95Х18, используют для деталей и инструментов,работающих в слабых агрессивных средах: вода,воздушная атмосфера, разбавленные растворы кислот,солей.• В отожжѐнном состоянии хорошая КС,но низкая прочность при структурелегированного феррита + карбиды Сr.Прочность выше после т/о зак1100°С+отп низкий (200-400°С) иливысокий (600-700°С), рис.17.26.• ПосленизкогоотпускаКСмаксимальная,послевысокогоуступает,ноприемлема.Положительносказываетсядополнительнаяшлифовкаиполировка поверхности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
