Коррозионностойкие стали и сплавы, их свойства, термообработка и применение. Пояснить, почему для корпуса торгового судна используют сталь, плохо сопротивляющуюся коррозии. (Решение → 323)

Заказ №39301

Коррозионностойкие стали и сплавы, их свойства, термообработка и применение. Пояснить, почему для корпуса торгового судна используют сталь, плохо сопротивляющуюся коррозии.

Коррозией называется самопроизвольное разрушение металлов и сплавов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой. Коррозионностойкими называют металлы и сплавы, которые способны сопротивляться коррозионному воздействию внешней среды. В зависимости от структуры коррозионностойкие стали условно делятся на следующие классы при охлаждении на воздухе: 1. Мартенсито-ферритный; 2. Мартенситный; 3. Ферритный; 4. Аустенитный; 5. Аустенитно-ферритный; 6. Аустенитно-мартенситный. Мартенсито-ферритные и мартенситные стали Это хромистые стали с содержание хрома около 13 %. В зависимости от содержания углерода эти стали могут быть феррито-мартенситными, мартенсито-ферритными и мартенситными. При содержании углерода в сплаве полиморфное превращение γ идет частично, поэтому в структуре таких сталей после нормализации наряду с ферритом присутствует мартенсит (сталь 08Х13 – феррито-мартенситного класса, стали 10Х13 и 12Х13 – мартенсито-ферритного класса). Если в стали содержание углерода 0,2 % и выше, то γ превращение при нагреве происходит полностью и после нормализации такие стали имеют мартенситную структуру (стали 20Х13, 30Х13, 40Х13). Мартенситные и мартенсито-ферритные стали обладают хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, в слабоагрессивных средах (слабых растворах солей, кислот) и имеют высокие механические свойства. Увеличение содержания углерода приводит к снижению коррозионной стойкости, так как часть хрома связывается в карбиды и уходит из твердого раствора, но при этом растут прочностные свойства. Эти стали в основном используют для изделий, работающих на износ, в качестве 131 режущего инструмента, в частности ножей, для упругих элементов и конструкций в пищевой и химической промышленности, находящихся в контакте со слабоагрессивными средами (например, 45 % уксусная кислота, фруктовые соки и др.). Эти стали применяют после закалки и отпуска на заданную твердость. Благодаря малой критической скорости закалки стали 30Х13, 40Х13 закаливаются на мартенсит при охлаждении на воздухе. Термическая обработка сталей мартенситного класса заключается в закалки от температуры аустенитизации 9501050 С в масле. Высокие температуры аустенитизации обеспечивают наиболее полное растворение карбидов хрома в аустените. Однако при превышении указанных температур происходит сильный рост зерна аустенита , что снижает механические свойства. После закалки стали отпускают на требуемую твердость. Так после закалки сталь 40Х13 имеет твердость HRC 5658, после отпуска 200300`С HRC 5055, а после отпуска при 600 С HRC 3234.После закалки, стали имеют высокую коррозионную стойкость. Отпуск при 200400 С проводят для снятия внутренних напряжений, он не оказывает влияния на коррозионную стойкость. При отпуске выше 500 С происходит распад мартенсита на ферритокарбидную смесь с выделением карбидов типа Ме23С. Структура стали становится гетерогенной, ферритная матрица обедняется хромом, и коррозионная стойкость резко снижается. Отпуск при более высоких температурах (600700 С) повышает коррозионную стойкость. Стали с 0,120,2% С применяют как конструкционные после закалки с 10001050˚С и высокого отпуска при 680720˚С. После такой обработки стали обладают умеренной прочностью, повышенной пластичностью и вязкостью, коррозионной стойкостью в слабых агрессивных средах, хорошей технологичностью (свариваемостью, обрабатываемостью, отсутствием обезуглероживания и коробления и др.). Эти стали применяют для изготовления деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода) и других изделий, работающих в слабоагрессивных средах. Эти стали не только коррозионностойкие, но и жаропрочные, применяющиеся при температуре до 500 С.