Вопрос13

Процессы, протекающие при нагреве холоднодеформированного металла

Термическая обработка холоднодеформированных сплавов.Наклеп, или операция изменения структуры стали под влиянием холодной деформации, повышает прочность и снижает пластичность металла. Энергия, затраченная на произведение холодной деформации, всегда больше той энергии, которая выделяется в процессе самого деформирования (например, в виде тепла). Это означает, что часть энергии накапливается в металле. Ренгеноструктурным и микроскопическим анализами показано, что это энергия расходится на создание дополнительных искажений строения кристаллографической решетки, на сдвиги внутри зерна, на увеличение объема стали, на вытягивание зерен вдоль направления деформации - образование текстуры. Сталь после наклепа имеет повышенный уровень энергии кристаллической решетки и поэтому повышенную прочность и пониженную пластичность. Однако такое состояние стали после наклепа является термодинамечески неустойчивым. Это приводит к тому, что в металле самопроизвольно в процессе вылеживания будут протекать явления, связанные со снятием тех искажений внутрикристаллического строения, которые привели к повышению энергетического уровня наклепанного металла. Но так как эти процессы связанны с атомными перемещениями в твердом кристаллическом теле, то при комнатной температуре они идут с очень малой скоростью; при нагреве скорость этих процессов увеличивается. Вначале, при незначительном повышении температуры (для малоуглеродистой стали 200-300^оС) происходит незначительное увеличение пластичности, сопровождающееся иногда падением прочности холоднодеформированного металла. Эти процессы характеризуют состояние возврата (или отдыха) наклепанной стали.При дальнейшем повышении температуры интенсивно начинается процесс перестройки вытянутых вдоль направлений деформации зерен наклепанной стали в равновесные, более крупные зерна. Это явление, называемое рекристаллизацией, сопровождается значительным падением прочности и повышением пластичности металла.В отличие от перекристаллизации рекристаллизация происходит при нагреве до температуры ниже температуры полиморфных превращений и, таким образом, изменение формы и размеров кристаллов (зерен) происходит при сохранении те же фаз (структурных составляющих) металлического сплава, которые были до протекания рекристаллизации.

Вопрос14

Нержавеющие хромистые и хромоникелевые стали

Нержавеющие стали разделяют на две группы: хромистые и хромоникелевые. Хромистые коррозионностойкие стали применяют трех типов: с 13, 17 и 27% хрома. При этом содержание углерода в сталях с 13% хрома может меняться в зависимости от требований. Стали с низким содержанием углерода (08Х13, 12Х13) пластичны, хорошо свариваются и штампуются. Их применяют для изготовления деталей, испытывающих ударные нагрузки (клапаны гидравлических прессов) или работающих в слабоагрессивных средах (лопатки гидравлических и паровых турбин и компрессоров). Рабочая температура до 450 градусов Цельсия.Стали 30Х13 и 40Х13 обладают высокой твердостью и повышенной прочностью. Эти стали используют для изготовления карбюраторных игл, пружин, хирургических инструментов.Высокохромистые стали (12Х17, 15Х25Т, 15Х28) обладают более высокой коррозионной стойкостью и часто используются как окалиностойкие. Легирование титаном (15Х25Т) необходимо для повышения сопротивляемости межкристаллитной коррозии (см. таблицу 2). Сталь 08Х17Т жаростойка до 900 градусов Цельсия и применяется в теплообменниках.

Классификация сталей по базовым свойствам	Марка стали>		Базовые химические компоненты	Характеристика стали и/или изделий из нее	Рекомендации по применению
	Стандарт DIN (EN)	Стандарт AISI
Стандартный тип	1.4006	410	13% Cr	Базовая ферритная низкохромистая сталь мартенситной структуры	Оборудование для общественного питания, детали машин, детали клапанов, очистительные установки, части насосов (оси), барабаны для вальцовки меди, решетки для угля и желоба
	1.4016	430	18% Cr	Cталь ферритная нержавеющая незакаливаемая	>Товары повседневного использования, кухонное оборудование, декор, отделка, контейнеры для отжига латуни, горелки для нафты, резервуары и цистерны для азотной кислоты, установки для азота
	1.4000	410S	13% Cr 0.08% C	Базовая низкохромистая сталь с пониженным содержанием углерода, улучшенной обрабатываемостью, коррозионной стойкостью и прочностью сварных соединений	Столовые ножи, столовая посуда
Стали со способностью к глубокой вытяжке	1.4016	430	18% Cr	Базовая хромистая ферритная сталь с улучшенной способностью к глубокой вытяжке, незакаливаемая	Товары повседневного использования, кухонное оборудование, декор, отделка
Стали свариваемые и с высокой коррозионной стойкостью	1.4510	439	18% Сr Ti LC	Прекрасная коррозионная стойкость в среде конденсата отработанных газов автомобиля	Автомобильные глушители, лифты и эскалаторы, кухонное оборудование
	1.4113	434	18% Сr 1% Mo	Сталь аналогичная стали 430, но стойкость к общей и точечной коррозии лучше чем у стали 430	Наружная отделка автомобилей (бамперы или иные выпуклые украшения, подверженные коррозии под воздействием антифризных солей).
	-	444	19%Cr 2%Mo Nb-UL	Превосходная стойкость к химической и электрохимической коррозии, приближенная к стойкости стали AISI 316	База солнечных батарей, баки для горячей воды
Стали для деталей машин	-	403	13%Сr - 0.1% С	Детали машин с высокой коррозионной стойкостью и пригодностью к механической обработке	Детали машин
Стали для изготовления оборудования общественного питания	1.4021	420	13%Cr – 0.2%C	Сталь нержавеющая мартенситная, закаливаемая до твердости HRC 50/52, детали с высокой износостойкостью	Лезвия бытовых автоматов, втулки, отвертки, детали высокотемпературных агрегатов, хирургический и стоматологический инструмент, штампы для изделий из пластмассы и стекла, части клапанов и валов
	1.4028	420	13%Cr – 0.3%C	Сталь нержавеющая мартенситная, закаливаемая до твердости HRC 50/52, детали с высокой износостойкостью	Оборудование для общественного питания, форсунки моющих систем, краны (затворы), чаши для весов
Стали с высокой стойкостью к окислению	1.4512	409	11%Cr Ti-LC	Пониженное содержание углерода, высокая стойкость к окислению и обрабатываемость	Трубы для отвода отработанных газов, коллекторы, кожухи конвертеров

Хромоникелевые нержавеющие стали в зависимости от структуры подразделяются на аустенитные, аустенито-мартенситные и аустенито-ферритные. Структура этих сталей зависит от содержания углерода, хрома, никеля и других элементов. Такие стали используются в машиностроении, химической промышленности, пищевой промышленности, ракетостроении, судостроении, медицине и авиации. Ниже приводится описание свойств наиболее популярных импортных хромоникелевых сталей (химический состав каждой стали можно посмотреть в таблице, которая также приведена на нашем сайте). Сталь AISI 304. Базовая аустенитная нержавеющая сталь (аналог 08Х18Н9). Превосходные показатели по свариваемости. При длительном использовании при температуре от 450 до 850 градусов Цельсия в стали может развиваться процесс МКК. Данная сталь является основной сталью для пищевой промышленности Сталь AISI 304 L. Полный аналог стали AISI 304, но содержание углерода менее 0,03%, что гарантирует минимальную склонность к МКК даже при температуре 450-850 градусов Цельсия. Данная сталь является основной сталью для пищевой промышленности. Сталь AISI 321. Аналог стали 08Х18Н10Т. При достаточно высоком содержании углерода для защиты от МКК применяется легирование титаном. Возможно длительное использование при температура 700-800 градусов Цельсия. Данная сталь активно применяется в машиностроении и нефтехимии. Сталь AISI 316. Данная сталь содержит 2-3% молибдена, что обеспечивает прекрасную устойчивость против коррозии в агрессивных средах. При критических температурах (порядка 800 градусов Цельсия) возникает опасность МКК. Данная сталь является основной сталью для пищевой промышленности. Сталь AISI 316 L. Аналог стали AISI 316, но с содержанием углерода менее 0,03%, что обеспечивает защиту от МКК даже в диапазоне критических температур. Данная сталь является основной сталью для пищевой промышленности. Сталь AISI 316 Ti. Аналог стали AISI 316, но с добавлением титана, что обеспечивает защиту от МКК даже в диапазоне критических температур 800-850 градусов Цельсия. Данная сталь активно применяется в машиностроении и нефтехимии.