В литературе используют разные классификации коррозионностойких (нержавеющих) сталей и сплавов. В зависимости от химического состава стали и сплавы разделяют на классы по основному составляющему элементу: хромистые, хромоникелевые, хромомарганцевые, хро – моникельмолибденовые и др.
Наиболее распространено подразделение по структурным признакам. В зависимости от структуры стали подразделяют на классы: ферритный, мартенситный, аустенитный, феррито-мар – тенситный, аустенито-мартенситный, аусте – нито-ферритный. В отдельный класс обычно выделяют коррозионностойкие сплавы на основе никеля (никеля и хрома, никеля и молибдена).
Отметим, что подразделение сталей на классы по структурным признакам условно и проводится в зависимости от
18* 275 Основной структуры, полученной при охлаждении сталей на воздухе после высокотемпературного нагрева. Состав коррозионностойких сталей регламентируется ГОСТ 5632—72, а механические свойства — соответствующими ГОСТами на полуфабрикаты, например ГОСТ 7350—77 (толстый лист), ГОСТ 5582—75 (тонкий лист), ГОСТ 5949—75 (сортовой прокат) и т. д.
Некоторые стали или виды продукции поставляют по ТУ, согласованным между заказчиком и изготовителем.
Состав, режимы термической обработки, механические свойства и коррозионная стойкость н некоторых средах наиболее распространенных коррозионностойких сталей приведены в табл. 33.
Как указывалось выше, для придания коррозионной стойкости в сталь вводят не менее 12 % Cr. В зависимости от соотношения углерода и хрома (рис. 166) стали могут иметь ферритную (08Х18Т, 12X17, 15Х25Т, 15X28), феррито-мартенсит – ную (08X13, 12X13) и мар – генситную (20X13, 30X13, 40X13) структуру. Стали с более высоким содержанием углерода имеют в структуре мартенсит и карбиды, остаточный аустенит и относятся к инструментальным.
1. Мартенситные и мартен – сито-ферритные стали
15X28
Рис. 166. Структурные классы сталей в системе Fe—Cr—С н положение на диаграмме промышленных хромистых сталей (А. П. Гуляев)
Мартенситные и мартенсито – ферритные стали обладают хорошей коррозионной стойкостью в атмосферныхусловиях, в слабоагрессивных средах (в слабых растворах солей, кислот) и имеют высокие механические свойства (табл. 33). В основном их используют для изделий, работающих на износ, в качестве режущего инструмента, в частности ножей, для упругих элементов и конструкций в пищевой и химической промышленности, находящихся в контакте со слабоагрессивными средами (например, 4—5|%-ная уксусная кислота, фруктовые соки и др.). Эти стали применяют после закалки и отпуска на заданную твердость. Благодаря малой критической скорости закалки стали 30X13, 40X13 закаливаются на мартенсит при охлаждении на воздухе (рис. 167). Закалку изделий из этих сталей проводят от температур 950—10200C, так как только выше этих температур происходит полное растворение в аустените карбидов Сг2зС6. После закалки стали отпускают на требуемую твердость. Так, после закалки сталь 40X13 имеет твердость
/ 10 Wz IO1 W11Tfi
Рнс. 167. Диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита стали 40X13 (А. П. Гуляев, Т. Б. Токарева):
1 — закалка в масло; 2 — охлаждение иа воздухе; 3 — охлаждение в печн
Рнс. 168. Влияние температуры отпуска иа коррозионную стойкость стали 10X13 в тумане 20 %-иого раствора NaCl
HRC 56—58, после отпуска при 200—300 0C HRC 50, а после отпуска при 600 0C HRC 32—34. В интервале 480— 520 0C наблюдается существенное снижение пластичности и ударной вязкости сталей из-за развития отпускной хрупкости.
После закалки стали имеют высокую коррозионную стойкость. Отпуск при 200—400 0C проводят для снятия внутренних напрй^кений; он не оказывает влияния на коррозионную стойкость. При отпуске выше 500 0C происходит распад мартенсита на феррито-карбидную смесь и выделение карбидов типа Ме2зСв, структура стали становится гетерогенной, ферритная матрица обедняется хромом, коррозионная стойкость резко снижается (рис. 168). Отпуск при более высоких температурах повышает коррозионную стойкость. Чем больше в стали углерода, тем больше выделяется карбидов хрома и тем сильнее снижается коррозионная стойкость. В связи с этим в практике используют стали
Со ео
S g
I I
Я