Легирование сталей, как способ повышения коррозионной стойкости
Влияние на коррозионную стойкость и свойства сталей сталей и сплавов основных легирующих элементов
/ Содержание легирования
Для придания сталям определенных механических свойств или коррозионной стойкости в их состав вводят легирующие элементы. Легирующие элементы образуют с железом твердые растворы, а взаимодействуя друг с другом или с примесными элементами — неметаллические включения или избыточные фазы. Химический состав сталей соответствует стандартам, обозначаемым для различных стран-производителей следующим образом: ГОСТ — Россия или СССР ; AISI — США; В. Для обозначения химического марочного состава сталей согласно отечественной классификации используется цифровое и буквенное обозначение. Каждому из легирующих элементов присвоена определенная буква русского алфавита: Первая цифра аббревиатуры, обозначающей марку стали, соответствует концентрации углерода в сотых долях масс. Согласно стандартам, содержание легирующих и примесных элементов в стали каждой определенной марки колеблется в некоторых допустимых пределах. Низколегированные стали содержат в своем составе легирующие элементы в количестве нескольких процентов, вводимых, в основном, для придания сталям определенных механических или технологических свойств. В особую группу следует выделить коррозионностойкие стали, в состав которых обязательно входит хром в количестве 12 и более до 30 масс. Стали указанной группы разработаны специально для эксплуатации в особо агрессивных условиях, что характерно для химической промышленности, где углеродистые и низколегированные стали нестойки. Классификация, номенклатура и химический состав отечественных коррозионностойких сталей представлены ГОСТ Хром обладает высокой склонностью к пассивации в средах различной кислотности и анионного состава. Он устойчив также к пит-тинговой коррозии. Поляризационная кривая растворения хрома в серной кислоте приведена на рис. Область пассивации наступает при более отрицательном потенциале, чем у железа, а. Это означает, что хром обладает более высокой склонностью к пассивности, чем железо. При указанном содержании хрома происходит и резкое скачкообразное снижение критического тока пассивации, то есть уменьшения скорости растворения металла рис. Основным недостатком хромистых сталей является их высокая склонность к хрупкому разрушению. Для преодоления этого недостатка коррозионностойкие стали легируют никелем. Благодаря высокой прочности, пластичности и коррозионной стойкости никель используют и как основу для изготовления коррозионно стойких конструкционных материалов. Для большего повышения коррозионной стойкости в состав хромоникелевых нержавеющих сталей вводят молибден. Молибден улучшает пассивируемость сталей в неокислительных средах, сужая область активного растворения, и способствует существенному снижению их склонности к питтинговой и щелевой коррозии за счет затруднения питтингообразования, облегчения репассивации, снижения скорости растворения металла в очагах локальной коррозии и увеличения индукционного периода. Молибден и вольфрам имеют ОЦК кристаллическую решетку и обладают ограниченной растворимостью в железе. Увеличение устойчивости пассивного состояния хромоникельмолибденовых сталей объясняется вхождением молибдена в состав пассивирующих слоев. Предполагается, что при потенциалах пассивной области сталей, где молибден подвергается перепассивации, то есть растворяется с образованием молибдат-ионов, происходит образование смешанных оксидов хрома и молибдена, обладающих более высокими защитными свойствами, чем оксид хрома. Основным недостатком хромоникельмолибденовых сталей является их низкая стойкость в окислительных средах. Для придания хромистым и хромоникелевым сталям высоких прочностных характеристик их дополнительно легируют вольфрамом. Кроме улучшения механических свойств вольфрам, подобно молибдену, увеличивает коррозионную стойкость сталей, однако его действие оказывается не столь эффективным. Азот является сильным аустенитообразующим элементом. Он очень полезен в аустенитных и аустенито-ферритных сталях. Азот упрочняет твердый раствор сильнее, чем углерод, повышает стойкость против питтинговой коррозии, замедляет выделение карбидных и интерметаллидных фаз. Однако, присутствие азота в сталях ферритного класса нежелательно, так как он отрицательно влияет на их механические свойства. При их введении в сталь повышается стойкость сталей против локальных видов коррозии. Pb, Se вводят в сплавы для повышения механической обрабатываемости. А1 и 81 повышают жаростойкость, микродобавки редких металлов бор и цирконий улучшают механические свойства. Таким образом, важнейшим направлением повышения коррозионной стойкости конструкционных материалов является противокоррозионное легирование. Регулирование фазового состава сталей. Реальные стали являются гетерогенными системами, содержащими в твердом растворе — металлической матрице — посторонние фазы так называемые избыточные фазы и неметаллические включения. Избыточные фазы к ним относят карбиды, нитриды, силициды, бориды и неметаллические включения оксиды и сульфиды образуются в результате взаимодействия примесных и легирующих элементов сталей и отличаются от металлической матрицы химическим составом, кристаллической структурой и электрохимическими характеристиками. Несмотря на относительно небольшое количество от сотых до десятитысячных долей масс. Таким образом, добиться повышения коррозионной стойкости нержавеющих сталей, сравнимого с достигаемым при дополнительном легировании достаточно большим количеством дорогостоящих и дефицитных легирующих элементов, можно регулированием их фазового состава. Для нержавеющих сталей это достигается предотвращением образования в их структуре карбидов хрома и марга-нецсодержащих сульфидов, осуществляемым различными способами — рафинированием металла или модифицированием его элементами, обладающими более высоким, чем Сг и Мп, сродством к углероду или сере, и образующими с ними более стойкие соединения. Оба способа реализуются на стадиях выплавки и переплавов металла. Нефть и газ Сварка Турбины Материалы Приборостроение Электротехника. Область пассивации наступает при более отрицательном потенциале, чем у железа, а критический ток пассивации примерно на два порядка меньше. Пассивность хрома обеспечивается образованием на его поверхности слоя оксида СГ2О3. В системе Ре-Сг реализуется правило Таммана. Никель снижает скорость диффузии углерода в кристаллической решетке сплавов на основе железа, тем самым препятствуя выделению карбидной фазы. Медъ введенная в стали, повышает их стойкость в минеральных кислотах.
Агрессивность водных сред и коррозионная стойкость конструкционных сталей. Филимонова Метод испытания коррозионной стойкости нержавеющих сталей, работающих в условиях нагрева и действия влаги. Влияние водорода на коррозионную стойкость сталей и сварных соединений. Влияние гальванических и лакокрасочных покрытий на коррозионно-механическую стойкость сталей. Влияние некоторых видов холодной обработки и новых методов выплавки на коррозионную стойкость нержавеющих сталей и сплавов. Влияние некоторых видов холодной обработки на коррозионную стойкость нержавеющих сталей. Влияние скорости нагружения на стойкость к коррозионному растрескиванию хромоникелевых аустенитных сталей. Коррозионная стойкость сталей с пониженным содержанием никеля в химически активных средах. Испытания на стойкость сталей и сплавов к коррозионному растрескиванию. Коррозионная стойкость арматурных сталей в различных агрессивных средах. Коррозионная стойкость и свойства нержавеющих сталей. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей и сплавов. Коррозионная стойкость сталей в ультрафосфорной кислоте. Методы коррозионных испытаний и стойкость трубных сталей к различным видам коррозии. Определение влияния легирующих элементов на коррозионную стойкость сталей. Определение влияния механических напряжений на коррозионную стойкость аустенитных хромоникелевых сталей. Повышение коррозионной стойкости нержавеющих сталей, титана, циркония, хрома при легировании их катодными присадками. Повышение коррозионной стойкости сталей изменением структурно-напряженного состояния поверхности. Способы испытаний коррозионной стойкости сталей и сплавов. Сталь хромомарганцовистая коррозионная стойкость в различных средах. Условия повышения коррозионной стойкости, виды коррозии и области применения нержавеющих сталей и сплавов. Электрохимические свойства некоторых карбидов переходных металлов и коррозионная стойкость нержавеющих сталей. Справочник химика 21 Химия и химическая технология Статьи Рисунки Таблицы О сайте Реклама. Высоколегированные хромистые и хромоникелевые стали подвержены в морской воде местной щелевой и язвенной коррозии. Для получения максимальной коррозионной стойкости стали этого типа закаливают при — С с быстрым охлаждением в воду. Как легирующий металл хром применяют для создания аустенитных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов на основе меди , никеля и кобальта. Нержавеющие стали содержат часто кроме хрома и молибден, который увеличивает жаропрочность сталей и улучшает свариваемость. Большие количества хрома расходуются в процессах хромирования главным образом стальных изделий. Антикоррозионные и декоративные покрытия получают при нанесении хрома на подслой из никеля и меди. В качестве легирующих элементов применяют хром, никель, молибден, титан и т. Наличие их в стали в различных сочетаниях и количествах позволяет придать ей требуемые физи-ко- механические свойства , в том числе высокую сопротивляемость коррозии в агрессивных средах при различных температурах. Для улучшения свойств металлов, в том числе для обеспечения их коррозионной стойкости , в состав сплавов вводят различные вещества легирующие добавки. Так, коррозионная стойкость стали может быть повышена введением хрома, никеля, молибдена. Коррозионная стойкость меди возрастает при добавлении к ней бериллия и алюминия. Легирование с целью повышения коррозионной стойкости применяется также для алюминия, к которому добавляют молибден, хром или никель. Повышение коррозионной стойкости при увеличении содержания хрома в стали происходит скачкообразно. Для обеспечения коррозионной стойкости стали это количество хрома должно находиться в твердом растворе железа и не образовывать карбидов. Однако увеличение содержания хрома приводит к понижению механических свойств стали , особенно ударной вязкости, а также затрудняет сварку, вызывая хрупкость сварного шва. Поэтому стали с высоким содержанием хрома после сварки требуют термической обработки. Интенсивность коррозии возрастает также под воздействием знакопеременных нагрузок коррозионная усталость металла. Белые слои, повышая перенапряжение катодной и анодной сопряженных реакций , заметно увеличивают тафелевскую константу и уменьшают ток коррозии в связи с увеличением степени локализации валентных электронов и усилением ковалентности связи железо—углерод , которое наступает в итоге импульсного воздействия высоких температур и давлений при формировании структур в поверхностном слое. При этом рост содержания углерода в белом слое из-за улучшения его качества приводит к понижению емкости двойного электрического слоя и увеличению коррозионной стойкости стали. Влияние хрома на коррозионную стойкость объясняется способностью образовывать на поверхности стали устойчивую защитную пассивирующую пленку окислов. Эта пленка, несмотря на очень незначительную толщину, предохраняет металл от коррозии. Образование защитной пленки па поверхности стали сопровождается повышением электродного потенциала. Изменение электродного потенциала и, следовательно, коррозионной стойкости стали происходит с увеличением содержания хрома не постепенно, а скачкообразно. Это объясняется тем, что коррозионная стойкость стали определяется количеством хрома , находящимся в твердом растворе. Для ввода охлаждающего газа предусмотрены штуцеры Для изготовления трубчатых змеевиков печей , а также для коммуникационных трубопроводов и пучков трубчатых теплообменников в США и некоторых других странах на установках гидроочисткн нефтепродуктов используют в промышленном или опытном масштабе алитированные трубы из стали 15Х5М взамен труб из дорогой стали типа 18—8. Опыт подтверждает целесообразность такой замены материала. Никель в небольших количествах почти не влияет на коррозионную стойкость стали. Из низколегированных конструкционных сталей , по данным С. Поэтому они нашли широкое применение в виде литейных сплавов. Коррозионная стойкость сталей этого класса несколько ниже стали 1Х18Н9Т, однако выше, чем у стали 2X13, при одинаковых механических свойствах. Обычно коррозионная стойкость сталей этого класса тем лучше, чем выше содержание никеля. Аустенитные сплавы , содержащие молибден , L, , обладают повышенной коррозионной стойкостью к щелевой коррозии. Обеднение границ зерен хромом приводит к потере коррозионной стойкости стали и к ухудшению ее механических свойств. Особенно сильно подвержена межкристаллитной коррозии сталь марки 1Х18Н9Т, широко применяемая для изготовления аппаратов нефтеперерабатывающих заводов , поэтому если аппараты работают при высоких температурах , то сталь необходимо подвергнуть стабилизирующему отжигу. Сопротивление стали межкристаллитной коррозии еще больше увеличивается при добавлении титана. Алюминий применяется , кроме того, как легирующая добавка к сплавам для придания им жаростойкости. Алюминий и его сплавы занимают одно из главных мест как конструкционные материалы в самолетостроении, ракетостроении, машиностроении и т. Коррозионная стойкость алюминия особенно анодированного значительно превосходит коррозионную стойкость стали. Поэтому его сплавы используются как конструкционные материалы и в судостроении. С - элементами алюминий образует химические соединения — интерметаллиды алюми-ниды М1А1, Ы1зА1, СоА1 и др. Алюминий применяется в алюминотермии для получения ряда металлов и для сварки термитным методом. Алюминотермия основана на высоком сродстве алюминия к кислороду. Однако эти добавки способствуют стабилизации одних структурных составляющих и разрушению других. Так, легирование ванадием , хромом, вольфрамом стабилизирует структуру аустенита, что придает стали повышенную твердость и износоустойчиЕость. В то же время случайные включения цементита при этом подвергаются распаду за счет образования более прочных карбидов указанных легирующих металлов. Легирование белых чугунов переходными металлами с сильно дефектной -оболочкой Т], V, Сг приводит к разрушению цементита и образованию прослоек чешуйчатого графита между кристаллами сплава. Следствием этого является повышение ударной прочности. Добавки хрома и никеля, расширяющие область аустенита и стабилизирующие ее структуру, обеспечивают повышенную коррозионную стойкость сталей нержавеющие стали , поскольку в гомогенных системах процессы коррозионного разрушения протекают медленнее. При этом кремний, восстанавливая оксид металла , переходит в виде в шлак. Как легирующая добавка , кремний повышает прочность, упругость и коррозионную стойкость стали. Кремнистые стали применяют в производстве трансформаторов, рессор и пружин. Защитное действие легирующих элементов в атмосферостойких низколегированных сталях основано на том, что легирующие элементы либо их соединения тормозят обычные фазовые превращения в ржавчине см. Считается также, что наряду с усилением защитных свойств слоя продуктов коррозии основной причиной положительного влияния меди является возникновение анодной пассивности стали за счет усиления эффективности катодной реакщш. Действие меди как эффективного катода подтверждается тем, что ее положительное влияние наблюдается уже в начальных стадиях коррозии, когда на поверхности стали еще не образовался слой видимых продуктов коррозии. Теплообменники, изготовленные из стали 10, эксплуатировались в условиях воздействия конденсации паров серной кислоты , образующихся из продуктов сгорания сернистого топлива. Такое покрытие позволяет повысить в 10 раз коррозионную стойкость стали в наводороживающей сероводородсодержащей среде и одновременно повысить ее циклическую прочность. В слабокислых минерализованных растворах в условиях периодического Смачивания цинковые покрытия , полученные электрохимическим и горячим способом , менее устойчивы, чем диффузионные слои из порошковой смеси. Оцинкованные диффузионным способом трубы в 25 раз устойчивее труб с цинковыми покрытиями из расплава и в 15 раз - с покрытиями, полученными электролитическим осаждением. Основной легирующий элемент нержавеющих сталей — хром, который повышает механические свойства стали и способствует образованию на ее поверхности тонкого слоя окислов, облагораживающего электродный потенциал стали и повышающего ее коррозионную стойкость. Она повышается не монотонно, а скачкообразно. Однако повышение содержания хрома приводит к понижению механических свойств стали , особенно ударной вязкости, а также затрудняет сварку, вызывая хрупкость сварного шва. Стали с высоким содержанием хрома после сварки требуют термической обработки. Повышение содержания углерода в нержавеющих сталях понижает их коррозионную стойкость , что связано с уменьшением содержания хрома в твердом растворе вследствие образования карбидов. Поэтому повышение содержания углерода в стали вызывает сдвиг порога коррозионной стойкости в область более высокой концентрации хрома. При повышенных давлениях кислород выступает активным деполяризатором , увеличивая скорость коррозии. Присутствие катионов , обладающих высокими деполяризующими свойствами например, Са , значительно л-величивает скорость коррозии. Зависимость коррозионной стойкости стали Х17Н2 в растворах уксусной , муравьиной, азотной и фосфорной кислот различной концентрации от температуры. Зависимость коррозионной стойкости стали в нефтеочистительных установках от содержания хрома. Коррозионная стойкость сталей в атмосфере сероводорода при разных температурах в зависимости от содержания хрома по Науману.
Пеноплекс пол своими руками видео
Полуприцеп маз 938662 технические характеристики
Отозвать заявления о переводе
Гидравлическая схема манипулятора
Карта северного берега ладожского озера