Коррозионно-стойкие стали

Состав нержавеющих сталей зависит от среды, где будет работать деталь. Эти стали можно разделить на 2 класса: хромистые и хромоникелевые.

При введении в сталь 12-14% Cr скачком изменяется ее электрохимический потенциал с минуса на плюс, т.е. она, находясь в гальванической паре, не отдает электроны, разрушаясь при этом, а, напротив, принимает их. Это приводит к тому, что сталь не растворяется в электролитах: слабых растворах кислот, щелочей, солей, а также в атмосфере и почве. Низкоуглеродистые стали 12Х13 и 20Х13 применяют для изготовления деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам (клапанов гидравлических прессов, предметов домашнего обихода). Стали 30Х13 и 40Х13 используют для карбюраторных игл, пружин, хирургических инструментов и т.д. Эти стали подвергают закалке (tзак.=1000-10500С) в масле и отпуску при 180-2000С.

Более высокой коррозионной стойкостью обладают низкоуглеродистые высокохромистые стали 12Х17, 15Х25Т и 15Х28. Из этих сталей изготавливают оборудование для заводов пищевой и легкой промышленности.

Хромоникелевые стали 12Х18Н9, 17Х18Н9 имеют (после закалки с температур 1100-11500С, которая дается для растворения карбидов) аустенитную структуру и обладают высокой пластичностью и вязкостью, хорошей коррозионной стойкостью в окислительных средах, низким пределом текучести и умеренной прочностью. В процессе холодной пластической деформации сталь легко наклепывается, при этом прочность сильно повышается, а пластичность падает до 4-5%. Упрочнение связано не только с наклепом, но и частичным протеканием мартенситного превращения (мартенсит деформации).

Эти стали хорошо свариваются точечной сваркой и штампуются, но очень плохо обрабатываются резанием. При нагреве до 550-7500С по границам зерен выделяются карбиды хрома, приграничные зоны обедняются хромом ниже 12%, границы зерен теряют коррозионную стойкость, происходит межкристаллитная коррозия: сталь при ударе рассыпается. Для уменьшения склонности к межкристаллитной коррозии в сталь вводят титан, реже ниобий, которые связывают углерод в карбиды TiC, NbC, а хром остается в растворе (стали 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т). Повышенное количество никеля нужно для стабилизации аустенита. Более высокие коррозионные свойства имеют стали, очищенные от углерода (04Х18Н10, 03Х18Н12), они устойчивы в азотной кислоте (даже нагретой) и других агрессивных средах и широко используются для изготовления химической аппаратуры.

Из хромоникелевых сталей изготавливают художественные изделия – скульптуры, отделку метро и т.д.

Хромоникелевые нержавеющие стали дороги, поэтому применяют более дешевые стали, где часть никеля заменена марганцем. Сталь 10Х14Г14Н4Т применяют для изделий, работающих в слабоагрессивных средах.

Для аппаратуры, работающей в соляной, серной, фосфорной кислотах, смесях кислот и других агрессивных средах, используются никелевые сплавы, содержащие молибден, хром и другие компоненты (Н70МФ, ХН65МВ).

Для экономии дефицитных металлов применяют двухслойные стали, которые состоят из обычной листовой стали и нержавеющего слоя толщиной 1-6 мм.