Содержание хрома в них должно быть не менее 12 %. При меньшем его содержании сталь не способна сопротивляться коррозии, т.к. ее электродный потенциал становится отрицательным. Наибольшую коррозионную стойкость сталь достигает после соответствующих термической (закалка + высокий отпуск)и механической (шлифование и полирование) обработок.
Сталь обладает лучшей стойкостью против коррозии только при условии, что все содержание хрома в стали приходится на долю твердого раствора. В этом случае он образует на поверхности плотную защитную окисную пленку Сr2Oз.
Эти стали должны содержать малый процент углерода, так как увеличение процента углерода приводит к образованию карбидов, уменьшающих количество хрома в твердом растворе и соответственно понижает коррозионную стойкость.
Наиболее распространенные марки нержавеющих хромистых сталей:
* 12Х13 – сталь мартенситного класса,закалка от 1000-1100о в масле и отпуска (700-750о) и полировки.
Это сталь устойчива в слабоагрессивных средах (вода, пар), применяется для деталей с повышенной пластичностью (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода) σв =600-660Мпа δ = 16-20%
* 20Х13
* 30Х13- карбюраторные иглы
* 40Х13 – сталь также мартенситного класса, применяется после закалки от 1000-1050о и отпуска (180-200о) и шлифования и полирования. Это хирургический инструмент, бытовой режущий инструмент, шарикоподшипники, работающие в агрессивных средах. 52-55НРСэ.
* 12Х17 – более коррозионно-стойка (кислоты и др. среды), ферритного класса.
* 15Х28 применяется для химического и пищевого оборудования. Однако она не пригодна для изготовления сварных конструкций.
* При нагреве происходит обеднение периферийной зоны зерен хромом, что приводит к межкристаллитной коррозии. Это наиболее опасный вид коррозионного разрушения по границам аустенитных зерен. Для предотвращения его в сталь вводят титан. Он связывает углерод и исключает образование карбидов хрома.
* 08Х17Т – для сварных конструкций.
Хромо-никелевые нержавеющие стали
Они содержат большое количество хрома и никеля, мало углерода и относятся к аустенитному классу. Кроме аустенита в них находятся карбиды хрома.
* 12Х18Н9- для получения аустенитной структуры ее закаливают в воде от 1100-1150ос, при этом достигается высокая коррозионная стойкость при сравнительно малой прочности. Для повышения ее сталь подвергают холодной пластической деформации (наклепу) и применяют в виде холоднокатанного листа ленты. 17Х18Н9
Так же как и сталь ферритного класса она вследствие обеднения зерен хромом (выделяются карбиды хрома) склонна к межкристаллитной коррозии. Для ее предотвращения сталь дополнительно легируют титаном или уменьшают процент хрома.
Например, 12Х18Н9Т или 04Х18Н9- для изготовления химической аппаратуры
Большим достоинством хромо-никелевых сталей аустенитного класса является их хорошая технологичность в отношении ОМД и сварки.
* 12Х18Н10Т – используется в криогенной технике для транспортировки и хранения жидких газов, резервуаров, топливных баков. Но эти стали очень дороги, поэтому дефицитный никель может быть заменен марганцем: 10Х14Г14Н4Т
* 08Х22Н6Т
* 12Х21Н5Т – это стали аустенито-ферритного класса, более прочны, чем аустенитные
* 09Х15Н8Ю – аустенито-мартенситного класса, высокая коррозионная стойкость + хорошие механические свойства + хорошая свариваемость
Высоколегированные кислотостойкие стали
06ХН28МДЮ – кислотостойкая сталь
Для более тяжелых условий применяют сплавы никеля и меди – монель,
Никеля и хрома – инконель
Никеля и молибдена - хастеллой
ЖАРОСТОЙКИЕ СТАЛИ
При высоких температурах сплавы вступают во взаимодействие с окружающей газовой средой. Что вызывает газовую коррозию (окисление) и разрушение металла.
Для изготовления конструкций, работающих в условиях повышенных температур (400-900°) применяют специальные жаростойкие стали.
Под жаростойкостью или окалиностойкостью - принято понимать способность материала противостоять коррозионному разрушению под действием воздуха и др. газов при высоких температурах.
Жаростойкость принято характеризовать температурой начала интенсивного окалинообразования, когда на поверхности стали образуется сначала тонкая пленка окислов, которая с течением времени увеличивается и образуется окалина.
Если окисная пленка пористая – окисление происходит интенсивно
Если – плотная – окисление замедляется или даже совершенно прекращается.
Для получения плотной (защитной) окисной пленки сталь легируют хромом, кремнием или алюминием.
Степень жаростойкости зависит от количества легирующих элементов.
* 15Х5 хрома 5% - жаростойкость до 700°12Х17 - хрома 17% - до 900°
* 15Х28 - хрома 28% до 1100-1150°
Чем выше содержание хрома – тем выше жаростойкость.
Важно: Что жаростойкость, столь существенно зависящая от состава, не зависит от структуры сплава.
Так, жаростойкость ферритных сталей (чисто хромистых) и аустенитных (хромо-никелевых) практически одинакова.
* Например, 12Х17 и 12Х18Н9 – жаростойкость их 900 °
* Еще большей жаростойкостью обладают сплавы на никелевой основе с хромом и алюминием. ХН70Ю