Хромистая сталь: виды и свойства
Углеродистые и низколегированные стали практически беззащитны против коррозии в атмосфере, в воде и большинстве других сред. Они покрываются пленкой окислов, которая не обладает достаточной плотностью и герметичностью для защиты металла от химического воздействия окружающей среды. Вместе с тем, известно, что некоторые легирующие элементы, как хром и никель в первую очередь, повышают устойчивость стали против коррозии. Хром взаимодействует с кислородом воздуха и образует вещество оксид хрома, которое создает защитный слой на поверхности металла и обеспечивает коррозионную стойкость.
При добавлении к стали хрома менее 12 % ее коррозионная стойкость не повышается: она остается на уровне обыкновенных углеродистых сталей. Однако введение хрома в количестве более 12 % делает ее стойкой к коррозии в атмосфере и в большинстве других промышленных сред. Стали с содержанием хрома более 12 % часто называют коррозионностойкими или также нержавеющими.
Типы хромистых сталей
Применяют три типа хромистых сталей: с номинальным содержанием хрома 13, 17 и 25-28 %. Стали с 13 % Cr (марки 08Х13, 12Х13, 20Х13, 30Х13 и 40Х13) являются наиболее распространенными и дешевыми. Их применяют и для кухонной утвари, и в технике. Нержавейка с низким содержанием углерода это 08Х13 и 12Х13. Такие сплавы имеют высокую пластичность и из них штампуют различные детали. Стали 20Х13, 30Х13 и 40Х13 имеют высокую твердость и повышенную прочность — из них изготавливают детали повышенной прочности и износоустойчивости при высокой коррозионной стойкости. Из них изготавливают различный инструмент, в том числе, хирургический, а также подшипники, пружины и другие детали для работы в активной коррозионной среде. Стали, содержащие 17 % хрома (12Х17, 08Х17Т и 14Х17Н2), обладают более высокой коррозионной стойкостью, устойчивостью к азотной кислоте, нагретой до 50 °C. Благодаря более высокому количеству хрома в их составе эти стали применяют и как жаростойкие (окалиностойкие). Они могут эксплуатироваться при высоких температурах до 900 °С. Стали марок 15Х25Т и 15Х28 применяют для деталей печей, например, муфелей и чехлов термопар, для работы при температурах от 1050 до 1150 °С. Содержание углерода в сталях влияет на их структуру и образование карбидов хрома. Виды хромистых нержавеющих сталей по структуре:| Ферритные | Основной компонент железо и хром (главный легирующий компонент) образуют вместе твердый раствор. Такие сплавы содержат низкие концентрации углерода, а хрома выше 12,5%. Они обладают хорошей сопротивляемостью к агрессивным веществам. Такие легирующие вещества, как алюминий и кремний придают сплаву жаростойкости. Сварке поддаются лучше, чем остальные виды хромистой нержавеющей стали. |
| Мартенситные | Сплавы с повышенным содержанием углерода. В состав входит никель, который придает им коррозионные свойства. Имеют высокую прочность в условиях эксплуатации при температуре до 500 °C. Повышение жаропрочности можно достичь с помощью добавления элементов вольфрам, ванадий, ниобий. Но, как правило, такие стали обладают плохой свариваемостью. |
| Мартенситно-ферритные | Обладают коррозионной стойкостью, которая повышается с увеличением содержания хрома в составе. Тоже плохо поддаются сварке. |
Предлагаем лучшие цены на нержавеющий металлопрокат:
Коррозионностойкость хромистых сталей
Главным элементом, который делает сталь нержавеющей – это хром. И чем его больше, тем более сталь коррозионностойкая. Высокохромистая нержавейка является окалиностойкой, но при этом при нагреве она склонна к росту зерна, обладает также ограниченной хладостойкостью и другими недостатками, которые можно нивелировать с помощью легирования определенными компонентами. Например, снижение роста зерна происходит при даже небольших добавках церия. Добавление никеля меняет структуру стали на аустенитную. Такие хромоникелевые стали помимо коррозионной стойкости обладают другими полезными техническими и механическими свойствами. Например, они хорошо поддаются сварке, могут подвергаться обработке давлением. Но многое также зависит от характеристик среды, в которой работают изделия из такой нержавейки. Так в присутствии хлоридов и при нейтральности среды ферритоперлитные хромистые стали будут подвергаться меньшему коррозионному растрескиванию, чем аустенитные хромоникелевые. Большое количество хрома в составе сплава плохо влияет на сопротивляемость металла межкристаллитной коррозии (МКК). Чтобы повысить эту сопротивляемость, применяют легирование ниобием или титаном.
