Ферритная нержавеющая сталь: Ферритные нержавеющие стали — характеристики и применение
alexxlab | 02.11.1983 | 0 | Разное
Ферритные нержавеющие стали — характеристики и применение
Разновидностью антикоррозийных сплавов являются ферритные нержавеющие стали. Данные сплавы состоит из легированного хромом, ванадием, молибденом, кремнием и другими химическими элементами феррита и карбида. Присутствие хрома обеспечивает свойства высокой коррозийной устойчивости за счет формирования защитного слоя на поверхности металлического сплава.
Ферритные стали
Ферритные стали разделяют на два вида, отличающихся химическим составом по процентному содержанию хрома:
- Аустенитно-ферритные (доля хрома в сплаве составляет 16-19%),
- Мартенситно-ферритные (включают 12-14% хрома).
Стальные изделия аустенитного класса благодаря относительно высокому содержанию хрома обладают высокой коррозийной стойкостью даже в агрессивных средах. Другие полезные характеристики данного вида ферритных сплавов: отличаются высокой прочностью, устойчивостью против коррозии в щелях, появления избирательных очагов коррозии на поверхности (точечного питтингообразования), коррозийного растрескивания под воздействием растягивающего напряжения и агрессивной среды.
Мартенситные стали получают термокинетическим преобразованием (при определенном сочетании скорости охлаждения и температуры), при котором аустенит переходит в мартенсит.
Металлобаза (Днепр) «Стил-Сервис» предлагает на продажу следующие марки ферритных сталей:
-Аустенитного класса:
- 08Х18Н10Т — сплав включает относительно большое содержание никеля (9-11%), имеет хорошую устойчивость к экстремальным условиям эксплуатации, не имеет ограничений по сварке, хорошо переносит перепады температур. Применяется для изготовления специализированного оборудования в промышленности, производства мединструментов и приборов, пищевой посуды, в строительстве — решеток, лестниц, заборов;
- 12Х17 — изделия из стали хорошо функционируют в агрессивной среде, изготавливают крепежные детали и запчасти для оборудования, медицинские инструменты, посуду;
— Мартенситного вида:
- 08Х13 — сварка возможна при подогреве сплава до 120˚Цельсия, далее выполняется закалка изделия. Изготавливают изделия с высокой ударной нагрузкой;
- 20Х13 — жаропрочный некорродирующий материал, включает небольшую долю хрома, а также ванадий, вольфрам, молибден. Находит применение в энергетических установках для изготовления турбинных лопостей, дисков, кольцевых деталей.
- 30Х13 — добавлена медь и титан в состав сплава. Жаростойкость сохраняется до 650˚Цельсия. Не применяется для изготовления изделий с помощью сварки. Производят из данной марки стали подшипники, пружины, карбюраторные иглы. Находит использование для производства режущего, формовочного инструмента;
- 40Х13 — отличается особой твердостью, сварке не поддается. Производят из сплава подшипники, пружины, которые эксплуатируются при повышенных температурах.
Ассортимент стальных материалов «СТИЛ-СЕРВИС» широкий, постоянно пополняется новыми марками стали.
Также читайте статьи:
Для чего используется ферритная нержавеющая сталь?
Ферритная нержавеющая сталь относится к нержавеющей стали с 11% ~ 30% Cr и кубической кристаллической структурой феррита. Его высокое содержание хрома является основным элементом, влияющим на его производительность. К преимуществам ферритной нержавеющей стали относятся низкая стоимость (без никеля), хорошая магнитная проводимость, отличная устойчивость к коррозии под напряжением; Небольшая склонность к рабочему упрочнению, легко поддается холодной высадке и резке; Высокая теплопроводность (в 1.5 раза больше, чем у аустенитной стали), низкий коэффициент линейного расширения (60% аустенитной стали), но также очевидные недостатки, такие как плохая пластичность и низкая прочность при последующей обработке, легкое растрескивание при сварке. Ферритная нержавеющая сталь в основном используется в окислительной среде и нитридной среде, подходящей для теплообмена и циркуляции тепла, обеспечивает широкий спектр применения.
Архитектура и структура приложений
Ферритная нержавеющая сталь используется в качестве кровли и навесных стен зданий из-за ее хорошей устойчивости к атмосферной коррозии. Были разработаны высокохромистые ферритные нержавеющие стали, используемые в прибрежных районах, а нержавеющие стали, устойчивые к атмосферной коррозии, содержат высокие уровни хрома и молибдена и дополнены небольшими количествами ниобия и титана. На самом деле сталь содержит 22% хрома и 1.2% молибдена. Достаточное количество хрома и молибдена необходимо для улучшения сопротивления коррозии нержавеющей стали. Площадь ржавления аустенитной нержавеющей стали типов 304 и 316 значительно увеличилась с увеличением количества циклов периодических испытаний на коррозию. Напротив, площадь ржавчины ферритной нержавеющей стали типа 444 немного увеличилась в течение первых 600 циклов испытаний и была насыщена после более длительных испытаний.
Автомобильная индустрия
Нержавеющая сталь типа 409 или 410L используется в качестве материала системы контроля выхлопных газов транспортных средств, такого как передняя труба, центральная труба и глушитель, благодаря своей превосходной стойкости к межкристаллитной коррозии, формуемости и термостойкости. В последние годы расчетная температура выхлопных газов транспортных средств увеличилась из-за скорости каталитического преобразования и снижения вредных газов, таких как NOx, SOx и выбросы углеводородов (HC). Однако повышенная температура карбида хрома приведет к образованию отложений на глушителе, т.е. температуры 400 ~ 500 ℃ приведут к коррозии границ зерен. Поскольку зона сварного шва особенно чувствительна к межкристаллитной коррозии, необходимо улучшить коррозионную стойкость ферритной нержавеющей стали, содержащей 12% Cr. Поэтому была разработана новая ферритная нержавеющая сталь путем добавления ниобия в сталь, содержащую 12% Cr. Хорошо известно, что снижение содержания углерода и азота в стали достаточно эффективно для предотвращения межкристаллитной коррозии. Таким образом, стойкость к межкристаллитной коррозии может быть дополнительно улучшена за счет добавления в сталь ниобия и титана. В качестве материала для выхлопного коллектора автомобилей используется нержавеющая сталь 409L, а температура выхлопных газов рассчитана примерно на 800 ℃. При температуре выхлопных газов около 430 ℃ рекомендуется использовать нержавеющую сталь 1J900L.
Бытовая техника и посуда
Ферритовая нержавеющая сталь серии 400 получила широкое распространение в области бытовой техники и кухонной посуды благодаря своим уникальным эстетическим свойствам, коррозионной стойкости к чистящим и дезинфицирующим средствам, низкому коэффициенту теплового расширения и магнетизму (подходит для электромагнитных плит). Ферритная нержавеющая сталь значительно снижает вес по сравнению с углеродистой сталью. Ферритные нержавеющие стали не содержат никель и гораздо более стабильны в цене, чем аустенитные стали, что облегчает производителям управление затратами, покупку и продажу. Использование ферритной нержавеющей стали настолько широко, что каждое использование требуемых характеристик ферритной нержавеющей стали отличается. Типичные области применения включают посудомоечные машины, электрические чайники, стиральные машины, мусорные баки, кухонные сливы, духовки, газовые приборы, кофеварки, микроволновые печи, газовые плиты, холодильные камеры, ресторанные тележки.
Ферритная нержавеющая сталь также используется на транспорте и в других промышленных целях. Поскольку он имеет множество преимуществ по сравнению с углеродистой сталью и аустенитной нержавеющей сталью, он обладает отличной формуемостью, такой как гибка, резка и сверление, что позволяет находить широкое применение. Поскольку существует множество марок ферритной нержавеющей стали, чтобы получить хорошую коррозионную стойкость, хорошую прочность и более низкую цену, вам необходимо выбрать правильный сплав, отвечающий требованиям клиентов.
Оценки | Химический состав | Охарактеризовать | Использование |
409L | 11.3Cr-0.17Ti Низкий C и N | Благодаря добавлению Ti он обладает хорошей стойкостью к высокотемпературной коррозии и прочностью. | Автомобильные выхлопные трубы, теплообменники, емкости и другие изделия без термической обработки после сварки. |
410L | 13Cr Низкий C | Уменьшить C на основе 410, имеет хорошую обработку, сопротивление сварочной деформации, стойкость к высокотемпературному окислению. | Детали для механической конструкции, выхлопные трубы двигателя, камера сгорания котла, горелка. |
430 | 16Cr | Типичные сорта ферритной стали, она имеет низкую скорость теплового расширения, отличную формуемость и стойкость к окислению. | Термостойкие приборы, конфорки, бытовая техника, посуда, мойки, наружные отделочные материалы, болты, гайки, экран |
430J1L | 18-Cr0.5Cu-Nb Низкое C&N | Добавление Cu, Nb на основе 430, хорошая коррозионная стойкость, формуемость, свариваемость и стойкость к высокотемпературному окислению. | Строительные материалы для внешней отделки, автозапчасти, оборудование для горячего и холодного водоснабжения. |
436L | 18Cr-1Mo-Ti 、 Nb r Zr Низкое C&N | Добавлен Nb, Zr, отличная термостойкость и стойкость к истиранию, хорошая обрабатываемость и свариваемость. | Стиральные машины, автомобильные выхлопы, электроника, кухонные горшки. |
Что такое нержавеющая сталь? [ Часть 1]
Спрос на нержавеющую сталь ежегодно увеличивается на целых 5%. В 2019 году его мировое производство превысило 52 миллиона тонн.
В настоящее время нержавеющая сталь используется во многих отраслях промышленности. Помимо традиционных и морских конструкций, все большее распространение получает бытовая техника.
Хотя нержавеющая сталь дороже низкоуглеродистой стали, ее превосходные свойства позволяют увеличить срок службы и снизить стоимость цикла. Таким образом, большие первоначальные затраты окупаются в долгосрочной перспективе.
В этой статье мы подробнее рассмотрим этот металл и то, что делает его таким популярным в различных отраслях промышленности.
Что такое нержавеющая сталь?
Мы знаем, что сталь – это сплав железа и углерода с максимальным содержанием углерода 2,1%. Нержавеющие стали – это группа сталей, устойчивых к коррозии благодаря добавлению легирующих элементов.
Термин нержавеющая сталь используется для описания семейства из около 200 сплавов стали с замечательными жаропрочными и коррозионными свойствами. Процент углерода может варьироваться от 0,03% до 1,2%.
Его отличительная особенность – высокое содержание хрома. Нержавеющая сталь содержит минимум 10,5% хрома, что улучшает ее коррозионную стойкость и прочность.
Хром в сплаве создает пассивный слой при окислении на воздухе. Этот слой действует как защита от дальнейшей коррозии, что делает сплав стойким к ржавчине. Этот механизм позволяет сохранять безупречный внешний вид в течение длительного времени при нормальных условиях работы.
Преимущества нержавеющей стали
Нержавеющая сталь с феноменальным успехом используется в различных отраслях промышленности уже более 70 лет. С каждым годом открываются все новые области ее применения, поскольку ее преимущества становятся все более очевидными.
С увеличением спроса производство увеличилось, что сделало его более доступным, чем когда-либо. Повышенный спрос приводит к доступности как стандартных, так и нестандартных размеров. Кроме того, доступен широкий выбор отделки из нержавеющей стали.
Помимо полированной отделки, доступен целый ряд узорчатых и цветных поверхностей. Это позволяет найти подходящий вариант для ваших нужд.
Нержавеющая сталь также на 100% пригодна для вторичной переработки. Фактически, половина всей продукции нержавеющей стали производится из металлолома. Это делает его относительно экологически чистым материалом.
Сценарии использования
Нержавеющая сталь – чрезвычайно универсальный материал. Она предпочтительна там, где требуются свойства стали и коррозионная стойкость в тандеме.
Его впервые использовали в столовых приборах, из-за его свойств устойчивости к коррозии. Затем он попал в химическую промышленность. Сегодня нержавеющую сталь можно встретить практически повсюду.
Сценарии использования варьируются от отрасли к отрасли. Например, они используются для изготовления крохотных деталей для наручных часов. В то же время большие панели с определенной отделкой поверхности могут покрывать целые постройки.
Концертный зал Уолта Диснея
Несколько отраслей, где широко используется нержавеющая сталь:
- Еда и общественное питание;
- Химия и фармацевтика;
- Производство медицинского оборудования;
- Архитектура и строительство;
- Бытовая техника;
- Cудостроение;
- Автомобильное производство;
- Энергетика и промышленность.
Типы нержавеющей стали:
Существует множество марок и видов отделки поверхности нержавеющей стали в зависимости от того, какую среду должен выдерживать металл. Исходя из микроструктуры, их можно разделить на четыре основные категории.
Аустенитная нержавеющая сталь
Аустенитная нержавеющая сталь имеет аустенит в качестве первичной микроструктуры. Аустенит – это твердый раствор железа и углерода, который возникает при температуре выше критической 723° C. Это семейство нержавеющих сталей демонстрирует высокую прочность и впечатляющую стойкость к повышенным температурам.
70 процентов всей нержавеющей стали – аустенитная. Она содержит не менее 16% хрома и 6% никеля.
Стабилизаторы аустенитного состояния – это элементы, которые добавляются для ускорения образования аустенитной микроструктуры. Эта марка нержавеющей стали является немагнитным металлом и не может быть закалена путем термической обработки. Коррозионная стойкость может быть изменена в зависимости от условий эксплуатации.
Ферритная нержавеющая сталь
Ферритные стали обычно содержат только хром в качестве легирующего элемента. Содержание хрома колеблется от 10,5 до 18%. Они обладают средней коррозионной стойкостью и плохими технологическими характеристиками. Методы термообработки тоже не помогают упрочнять металл.
Как правило, они обладают лучшими инженерными способностями, чем аустенитные марки. В отличие от аустенитных марок, они магнитные. Они также обладают хорошей устойчивостью к коррозии под напряжением, что приводит к меньшему износу коррозионного материала.
Дуплексная нержавеющая сталь
Дуплекс – это смесь аустенитной и ферритной нержавеющей стали. Таким образом, она обладает свойствами обеих составляющих. В ней высокое содержание хрома и низкая концентрация никеля. Обладая высокой прочностью на разрыв и хорошей свариваемостью, дуплексные нержавеющие стали имеют уникальные преимущества.
Они демонстрирует хорошую устойчивость к коррозии под напряжением, но не такую высокую, как ферритные марки. Они более жесткий, чем ферритные марки, но мягче, чем аустенитные марки.
Мартенситная нержавеющая сталь
Этот тип нержавеющей стали состоит из высокого содержания углерода и низкого содержания хрома. Как и ферритные марки, она магнитная. Она плохо сваривается по сравнению с другими марками, но имеет более высокую прокаливаемость и может подвергаться термической обработке для улучшения свойств.
Мартенситная нержавеющая сталь обладает более низкой коррозионной стойкостью по сравнению с аустенитными и ферритными марками при одинаковом содержании хрома и сплавов.
Нержавеющие стали с осадительной закалкой
Эта подгруппа обеспечивает сочетание аустенитных и мартенситных свойств. Упрочнение достигается добавлением одного или нескольких элементов, таких как алюминий, молибден, ниобий, титан и медь.
Он способен развивать высокую прочность на разрыв за счет термической обработки. Он содержит хром и никель в качестве легирующих элементов. Эти марки используются в высокоскоростных изделиях, таких как лопатки турбин.
Марки нержавеющей стали:
Сегодня на рынке представлены сотни марок нержавеющей стали. Выбор правильной марки для вашего применения очень важен, поскольку их свойства могут сильно отличаться друг от друга.
Система AISI (Американский институт чугуна и стали) для обозначения нержавеющей стали до сих пор используется в промышленности. В системе нумерации используются трехзначные номера, начинающиеся с 2, 3 или 4.
200 серия
Эта серия используется для аустенитных марок, содержащих марганец. Эти хромомарганцевые стали имеют низкое содержание никеля (менее 5 процентов).
200 серия находят применение в:
- Стиральных машинах;
- Столовых приборах;
- Оборудовании для еды и напитков;
- Автомобильной промышленности;
- Внутриквартирное оборудование и др.
300 серия
Эта серия используется для обозначения аустенитных нержавеющих сталей с углеродом, никелем и молибденом в качестве легирующих элементов. Добавление молибдена улучшает коррозионную стойкость в кислой среде, а никель улучшает пластичность.
AISI 304 и 316 – самые распространенные марки в этой серии. AISI 304 также широко известна как сталь 18/8, поскольку она содержит 18% хрома и 8% никеля.
Горячие блюда в контейнерах из нержавеющей стали
Области применения нержавеющей стали серии 300 включают:
- Пищевая промышленность и производство напитков;
- Автомобильная промышленность;
- Конструкции для критических сред;
- Медицинские инструменты;
- Ювелирные изделия и др.
400 серия
Ферритные и мартенситные сплавы образуют эту серию нержавеющей стали. Эти марки могут подвергаться термической обработке. Обеспечивает хорошее сочетание прочности и высокой износостойкости. Однако коррозионная стойкость ниже, чем у серии 300.
Области применения серии 400 включают:
- Сельскохозяйственная техника;
- Валы двигателя;
- Детали газовых турбин и т. д.
Классы SAE
В системе нумерации SAE для обозначения нержавеющей стали используется 1-буквенный + 5-значный числовой код UNS. Обычная марка AISI 304 имеет обозначение SAE S30400. Хотя у большинства марок есть обозначения, недавно разработанные эксклюзивные марки могут быть названы их владельцами и не иметь кода SAE.
Если данная статья показалось вам интересной, то советуем ознакомиться со второй частью в нашем блоге.
Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!
Нержавеющие хромистые (ферритные и мартенситные) стали. – МашПром-Эксперт (Санкт-Петербург)
Многие нержавеющие стали кроме того обладают стойкостью против специальных видов коррозии, таких как межкристаллитная, питтинговая, щелевая коррозии и коррозионное растрескивание.
Основной легирующий элемент, придающий стали коррозионную стойкость в окислительных средах это Cr – хром. Хром способствует образованию на поверхности нержавеющей стали защитной плотной пассивной пленки окисла Сr2O3. Достаточная для придания коррозионной стойкости нержавеющей стали толщина пленки образуется при добавлении к сплаву не менее 12,5% хрома. Хром и железо в сплаве образуют твердый раствор.
Стоимость хрома сравнительно невысока, он не является дефицитным компонентом. Поэтому хромистые нержавеющие стали относительно недорогие и, обладая достаточно хорошим комплексом технологических свойств, находят широчайшее применение в промышленности. Из хромистых нержавеющих сталей изготавливаются элементы оборудования, работающего при высоком давлении и температуре в условиях воздействия агрессивных сред.
Хром, которым легируются нержавеющие стали обеспечивает не только коррозионную стойкость сталей в окислительных средах, но и формирует их структуру, механические и технологические свойства и жаропрочность. Образуемый хромом и железом непрерывный ряд твердых растворов при концентрациях начиная с 12,5% и выше, способствует формированию в хромистых нержавеющих сталях различной структуры, обеспечивающей многообразие их свойств.
Углерод в составе хромистых нержавеющих сталей.
Кроме хрома на формирование физико-механических свойств хромистых сталей, значительное влияние оказывает содержание углерода. Структуру нержавеющей стали в зависимости от содержания углерода разделяют на три главных класса: мартенситная, мартенситно-ферритная и ферритная. Это нашло отражение в классификации нержавеющих сталей по ранее действующему ГОСТ 5632-72 “Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные”.
Углерод содержащийся в составе нержавеющей стали, в том числе и в хромистой, это нежелательный элемент. Углерод слишком активный компонент, связывая хром в карбиды, он обедняет твердый раствор, тем самым понижая коррозионную стойкость нержавеющей стали. Кроме того повышенное содержание углерода требует повышения температуры закалки до 975-1050оС, для более полного растворения карбидов хрома.
В качестве примера серьезного влияния углерода на структуру и свойства нержавеющей стали рассмотрим сталь с содержанием 18% Cr. Например сталь 95Х18 в составе которой содержится 0,9-1,0%С и имеющая структуру мартенсита, обладает высокой твердостью (>55HRC), но коррозионная стойкость ее умеренная. А нержавеющие стали 12Х17, 08Х17Т, 08Х18Т1, со структурой феррита, имеют наоборот, низкую твердость и высокие коррозионные свойства.
Ферритные нержавеющие стали.
Нержавеющие стали с содержанием Cr более 12,5% и с минимальным количеством углерода имеют структуру феррита и называются ферритными. Коррозионная стойкость хромистых ферритных нержавеющих сталей во многих агрессивных средах может превосходить многие хромоникелевые аустенитные нержавеющие стали, при этом они не склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением. При дополнительном легировании кремнием и алюминием хромистые ферритные нержавеющие стали могут быть использованы при производстве оборудования, работающего в окислительных условиях при высоких температурах.
Недостатком, сдерживающим более широкое применение хромистых ферритных нержавеющих сталей сдерживается из-за чрезмерной хрупкости их сварных соединений. Высокая чувствительность к надрезу при нормальной температуре делает их так же непригодными для изготовления оборудования, работающего под давлением, при ударных и знакопеременных нагрузках. Ферритные нержавеющие стали используют для изготовления ненагруженных устройств и изделий.
Для обеспечения свариваемости хромистых ферритных нержавеющих сталей необходимо ограничением в иx составе не только углерода, но и азота. Нержавеющие ферритные стали, с суммарным содержанием углерода и азота не более 0,020% обладают большей пластичностью и повышенной ударной вязкостью, а значит меньшей хрупкостью при сварке. Но технология производства таких сталей усложнена, так как необходимо использование вакуумных печей или продувка расплава аргоном или аргоно-кислородной смесью.
Нержавеющие стали ферритного класса при нагреве не изменяют состав структуры, твердый раствор лишь становится более однородным. Поэтому для увеличения коррозионной стойкости можно использовать термическую обработку.
Мартенситные нержавеющие стали
Хромистые нержавеющие стали, в составе которых содержится повышенное количество углерода имеют структуру мартенсита. Для обеспечения заданных коррозионных и других свойств, мартенситные стали дополнительно легируются никелем и другими химическими элементами. Никель взаимодействуя с углеродом стабилизирует структуру нержавеющей стали, а молибден, вольфрам, ванадий, ниобий вводят для повышения жаропрочности сталей.
Прочность обычных мартенситных хромистых нержавеющих сталей остается удовлетворительной прочностью при температурах до 500оС, то дополнительное легирование элементами, образующими соединения с углеродом поднимают этот порог до 650оС. Это позволяет использовать легированные мартенситные хромистые нержавеющие стали для изготовления элементов современного энергетического оборудования. Молибден и вольфрам, кроме того, снижают хрупкость при длительной эксплуатации при высоких температурах.
Стали мартенситного класса, такие как 20Х13, 30Х13, 40Х13, 65Х13 и др., обладают повышенной твердостью и используются для изготовления режущего инструмента, и элементов оборудования работающих на износ. Термическая обработка сталей этой группы заключается в закалке и отпуске на заданную твердость.
Мартенситные нержавеющие стали так же склонны к хрупкому разрушению в закаленном состоянии, что усложняет технологию их сварки. Содержание углерода в мартенситных сталях, как правило, превышает 0,10%, и это приводит к образование холодных трещин в процессе охлаждения мартенсита, после нагрева электросваркой. При снижении содержания углерода дополнительным легированием вязкость мартенсита повышается, однако при этом возникает другая опасность, а именно образование структурно-свободного феррита, который, так же является причиной высокой хрупкости стали.
Для предотвращения образования холодных трещин мартенситные нержавеющие стали сваривают при температуре воздуха ≥0оС и применяют предварительный и сопутствующий подогрев до 200 …450оС. Температура подогрева назначается в зависимости от склонности стали к закалке.
Мартенситно-ферритные нержавеющие стали.
К этому классу относят стали с частичным γ→α превращением. Термокинетическая диаграмма у этих сталей состоит из двух областей превращения. При температурах >600оС при низкой скорости охлаждения возможно образование ферритной составляющей структуры. При большой скорости охлаждения <400oС наблюдается бездиффузионное превращение аустенита в мартенсит. Количество образовавшегося мартенсита зависит от содержания углерода и скорости охлаждения.
Коррозионная стойкость нержавеющих сталей мартенситно-ферритного класса зависит от содержания в них хрома. При содержании 17%Cr достигается стойкость в 65%-ной азотной кислоте при 50оС, при дальнейшем повышении концентрации хрома расширяется область применения хромистых нержавеющих сталей в различных средах. Мартенситно-ферритные стали находят довольно широкое применение для изготовления нефтехимической аппаратуры и энергетического оборудования.
По свариваемости мартенситно-ферритные нержавеющие стали так же являются неудобными материалами. В связи с неизбежной подкалкой при сварке сварные соединения мартенситно-ферритных сталей склонны к образованию трещин замедленного разрушения.
Другие особенности хромистых нержавеющих сталей.
Коррозионная стойкость хромистых нержавеющих сталей напрямую зависит от содержания хрома, чем выше, тем лучше. В настоящее время хромистые нержавеющие стали по доле содержания хрома подразделяют на три типа: содержащие 13%Сr; содержащие 17%Сr, и нержавеющие стали содержащие 25—28% Сr.
Стали 08X13 и 12X13 обладающие повышенной пластичностью, используются для изготовления деталей, подвергающихся ударным нагрузкам, таки как турбинные лопатки, арматура для крекинг-установок, предметы домашнего обихода.
Из нержавеющих сталей 30X13 и 40X13, со структурой мартенсита после термической обработки изготавливают измерительный и медицинский инструменты, пружины и другие коррозионностойкне детали, от которых требуется высокая твердость или прочность.
При концентрации хрома выше 20% и дополнительном легировании молибденом хромистые нержавеющие стали приобретают стойкость против питтинговой коррозии. По стойкости против коррозиионного растрескивания хромистые нержавеющие стали ферритного класса превосходят аустенитные хромоникелевые стали типа 08Х18Н10Т.
Введение карбидообразующих элементов, например титана, значительно повышает стойкость сварных соединений из хромистой нержавеющей стали против межкристаллитной коррозии. Это так же позволяет снизить склонность структуры стали к росту зерна (сталь 08Х18Т1). Дополнительное замедление роста зерна ферритных нержавеющих сталей происходит также при микролегировании поверхностно-активным элементами, такими как церий. Микролегирование церием использовано, в частности, в стали 08Х18Тч (ДИ-77). Положительный эффект от введения редкоземельных элементов достигается только в определенных количественных пределах и при соблюдении технологического процесса.
Как уже говорилось на снижение хладноломкости ферритных нержавеющих сталей значительное влияние оказывают примеси внедрения – углерод и азот. При суммарном содержании углерода и азота ≤ 0,01% работоспособность сварных соединений из высокохромистых ферритных нержавеющих сталей при отрицательных температурах значительно возрастает. Чувствительность ферритных нержавеющих сталей к хладноломкости повышает и наличие в сплаве фосфора, кислорода, серы, марганеца, кремния и это накладывает повышенные требования к технологии выплавки.
При снижении суммарного содержания углерода и азота до 0,010-0,015%, повышается стойкость нержавеющей стали против межкристаллитной коррозии. При превышении содержания этих компонентов требуется введение в состав нержавеющей стали дополнительных стабилизаторов – титана и ниобия.
Высокохромистые нержавеющие стали становятся склонными к охрупчиванию при неправильной термической обработке. Развивается так называемая “475оС-хрупкость” нержавеющей стали, которая правда носит обратимый характер и устраняется новой термической обработкой.
Качество поверхности горячекатаного и холоднокатаного листа из хромистых ферритных титаносодержащих нержавеющих сталей повышается при легировании кремнием (сталь 04Х15СТ. Легирование кремнием повышает сопротивление точечной коррозии за счет обогащения кремнием верхних слоев защитной пленки.
Особую группу ферритных нержавеющих сталей составляют так называемые “суперферриты”, в которых более жестко ограничен состав элементов-примесей (01Х18М2Т-ВИ, 01Х25М2Т-ВИ, 01Х25ТБЮ-ВИ). Эти нержавеющие стали обладают повышенным уровнем пластичности и вязкости сварных соединений и устойчивы против питтинговой коррозии и коррозионного растрескивания в большинстве агрессивных сред.
Из нержавеющей стали 12X17 изготавливают теплообменники, трубопроводы и баки для кислот. Введение молибдена (12Х17М2Т) делает нержавеющую сталь стойкой даже в органических кислотах (уксусной, муравьиной). Для изготовления шарикоподшипников, работающих в агрессивных средах, используют сталь 95X18 (0,9—1,0% С, 17—19% Сr).
#TITLE# || KOBELCO – KOBE STEEL, LTD. –
Сварка нержавеющей стали
Следующая страница1. Свойства нержавеющей стали
За счет добавления хрома (Cr) к железу (Fe), железо становится устойчивым к коррозии в атмосферных условиях. Когда содержание хрома повышается до 11-12% и более, устойчивость стали к коррозии становится примечательно высокой.
Поэтому сталь с таким высоким содержанием хрома получила название нержавеющей стали, при этом “нержавеющая” означает, что она не подвержена коррозии и ржавлению.
Высокая устойчивость нержавеющей стали к коррозии объясняется тем, что хром в ее составе окисляется в атмосферных условиях и формирует на поверхности стали защитную пленку, так называемую пассивную пленку.
В зависимости от условий окружающей среды, в которых будет использоваться нержавеющая сталь, содержание хрома увеличивают, и в состав стали также добавляется никель (Ni) и другие элементы.
Однако устойчивость к коррозии достигается в принципе за счет хрома, поэтому хром является важнейшим элементом в составе нержавеющей стали. Стандарт JIS определяет нержавеющую сталь как “легированную сталь, содержащую в своем составе хром или хром и никель для повышения устойчивости к коррозии, при этом содержание никеля составляет около 10,5% или более.” Справочник по сварке AWS (Выпуск 4) также определяет нержавеющую сталь как “легированную сталь с определенным содержанием хрома не менее 11%, с наличием других легирующих добавок или без них.”
Нержавеющая сталь обладает высокой жаропрочностью, а также устойчивостью к коррозии, что делает ее широко применимой в разных областях – от предметов домашнего обихода до химического оборудования, судов, вагонов, машин для переработки пищевых продуктов, строительных материалов и оборудования для АЭС, поэтому нержавеющая сталь играет важную роль в разных отраслях индустрии.
2. Разные типы нержавеющей стали
Нержавеющую сталь можно разделить на два класса – хромовую нержавеющую сталь и хромоникелевую нержавеющую сталь.
Эти два класса могут быть далее классифицированы на основании металлографических структур стали, как показано на Илл.1. Хромовая нержавеющая сталь может быть разделена на мартенситную и ферритную, а хромоникелевая нержавеющая сталь может быть разделена на аустенитную, аустенитно-ферритную (дуплексную) и дисперсионно-твердеющую сталь.
Илл. 1 Классификация нержавеющей стали
(1) Мартенситная нержавеющая сталь
Типичной маркой мартенситной нержавеющей стали согласно стандарту JIS является SUS410 (AISI 410) (См. Таблицу 1.).
Эта сталь содержит 13% хрома, и ее металлографическая структура при комнатной температуре является мартенситной, она твердая и хрупкая.
Хотя при использовании стали этой марки можно получить хорошие механические качества путем тепловой обработки (отпуска), она уступает другим маркам нержавеющей стали в устойчивости к коррозии из-за низкого содержания хрома.
Мартенситная нержавеющая сталь используется для лопастей турбин, клапанов и рессор, требующих высокой прочности, устойчивости к снашиванию и термостойкости.
(2) Ферритная нержавеющая сталь
В Таблице 2 представлены типичные марки ферритной нержавеющей стали.
Она содержит около 18% хрома и обладает ферритной металлографической структурой, которая отличается мягкостью и хорошей механической обрабатываемостью. Однако при нагревании при высокой температуре возникают металлургические проблемы.
По сравнению с мартенситной нержавеющей сталью она отличается более высокой устойчивостью к коррозии, и даже устойчива к воздействию азотной кислоты (HNO3) благодаря более высокому содержанию хрома.
Ферритная нержавеющая сталь широко используется для интерьеров и экстерьеров архитектурных сооружений, кухонных приспособлений, автомобилей, и бытовых электроприборов.
(3) Аустенитная нержавеющая сталь
В Таблице 3 представлены типичные марки аустенитной нержавеющей стали.
Самая распространенная марка аустенитной нержавеющей стали – SUS304 или AISI 304 (18%Cr−8%Ni). SUS316 или AISI 316 (18%Cr−12%Ni−2%Mo), также широко применяемая, обладает более высокой устойчивостью к коррозии.
Аустенитная нержавеющая сталь обладает хорошей устойчивостью к коррозии, обрабатываемостью, механическими свойствами и свариваемостью. Она широко используется в производстве сосудов для хранения, теплообменников, водоочистных сооружений, кухонных приспособлений, ванн, раковин и т.д.
3. Физические свойства нержавеющей стали
В Таблице 4 представлено сравнение физических свойств нержавеющих и углеродистых сталей.
При сварке нержавеющих сталей необходимо учитывать то, что физические свойства нержавеющих сталей и углеродистых сталей значительно отличаются, и это прямо или косвенно влияет на их свариваемость.
Например, при том, что коэффициент термического расширения мартенситной и ферритной нержавеющей стали почти такой же, что и у углеродистой стали, для аустенитной нержавеющей стали этот показатель в 1,5 раза выше по сравнению с углеродистой сталью. Это означает, что деформация и напряжение при сварке аустенитной нержавеющей стали гораздо выше, чем при сварке углеродистой стали.
Более того, если сварное соединение, содержащее аустенитную сталь и углеродистую сталь, подвергается воздействию термических циклов, в нем возникают термические напряжения из-за разницы коэффициентов термического расширения двух материалов. Поэтому использование сварных соединений с разными металлами, включая аустенитную нержавеющую сталь, в условиях циклических изменений температуры является проблематичным.
Кроме того, электрическое сопротивление нержавеющей стали намного выше, чем углеродистой стали, поэтому при дуговой сварке в защитной среде происходит обгорание покрытых электродов из нержавеющей стали. Таким образом, подходящий сварочный ток ниже, чем для электродов из углеродистой стали.
Мартенситные и ферритные нержавеющие стали являются ферромагнитыми, тогда как аустенитные нержавеющие стали обычно немагнитные.
Однако нередко сварочные материалы из аустенитной нержавеющей стали отчасти содержат ферритную структуру, в таких случаях сталь в определенной мере обладает магнитными свойствами.
Наличие или отсутствие магнитных свойств позволяет определить марку стали при сварочных процедурах. В частности, предварительное нагревание не применяется для немагнитных нержавеющих сталей, но оно часто бывает эффективным для магнитных нержавеющих сталей.
4.Рекомендуемые сваркаприсадочные материалы для одинаковых сварных швов5.Рекомендуемые сваркаприсадочные материалы для разнородных сварных соединений6.Подогрев и послесварочный отжиг
Верх страницы
Ферритная нержавеющая сталь – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4
Ферритная нержавеющая сталь
Cтраница 4
Влияние температуры полностью неясно: тенденция к растрескиванию может быть максимальной при промежуточных температурах, но не наблюдается иммунитета и при низких и высоких температурах. Тенденция к растрескиванию является функцией содержания никеля в сплавах 17 – 19 % Cr Fe. Так, ферритные нержавеющие стали ( мало никеля) и инконель-600 ( много никеля) явно устойчивы. Инколой-800, хотя и лучше нержавеющих сталей типа 300, но не имеет иммунитета к растрескиванию в среде, содержащей хлориды и кислород, при наличии напряжения. [46]
Решающими факторами, определяющими рост зерна аусте-нита, являются темп – pa и время нагрева. Наиболее чувствительны к перегреву чистое железо и ферритная нержавеющая сталь. Увеличение содержания углерода до эвтектоидного уменьшает склонность стали к перегреву, а наличие труднорастворимых карбидов препятствует перегреву. Сталь с наследственным мелким зерном до определенной темп-ры менее склонна к перегреву, но при значит, увеличении темп-ры склонность к перегреву у нее становится большей, чем у крупнозернистой. Крупнозернистая перегретая сталь обладает пониж. Нагрев под закалку перегретой стали измельчает зерно. [47]
Нержавеющие хромистые стали хорошо свариваются. Однако ферритные нержавеющие стали при этом обладают одним существенным недостатком, а именно, возникающей при перегреве крупнозернистостью, которая не устраняется последующей термической обработкой из-за отсутствия фазовых превращений в этих сталях. Крупнозернистость вызывает повышенную хрупкость. Введение титана и азота в ферритные нержавеющие стали оказывает сдерживающее влияние на рост зерна и устраняет крупнозернистость. [48]
Среди расплавленных металлов жидкий натрий, калий и их сплавы являются наименее активными в коррозионном отношении. В целях борьбы с эрозией скорость движения расплавленного натрия, калия и их сплавов не рекомендуется превышать 8 м / сек. Выше 650 в жидком натрии, калии и их сплавах наблюдается селективное растворение никеля в нержавеющих сталях и перенос его на холодные участки коммуникаций. Выщелачивание никеля в расплавленном литии происходит гораздо интенсивнее, при этом поверхностный слой аустенитной стали превращается в феррит, поэтому для расплавленного лития при высоких температурах рекомендуются высокохромистые ферритные нержавеющие стали. Расплавленный литий взаимодействует с карбидами металлов. Исключительно агрессивным действием характеризуется нитрид лития Li3N, в связи с чем должны быть высокие требования к расплавленному литию по примесям азота. При более низких температурах и небольших перепадах температур в расплавленном литии могут применяться и хромоникелевые аустенитные нержавеющие стали. Борьба с кислородом в расплавленных металлах проводится путем введения небольших количеств кальция, бериллия, магния, циркония, титана и др. легко окисляющихся металлов, к-рые связывают кислород. Установлено, что аустенитные стали более чувствительны к примесям кислорода, чем ферритные нержавеющие стали. Весьма агрессивным действием характеризуются расплавленный висмут, свинец и их сплавы, сплавы висмута с индием и свинцом. В этих средах также более стойкими являются высокохромистые ферритные нержавеющие стали. Из расплавленных гидроокисей наиболее коррозионно-активным является гидроокись натрия. Гидроокиси калия, лития, стронция, бария в коррозионном отношении менее активны. [50]
Среди расплавленных металлов жидкий натрий, калий и их сплавы являются наименее активными в коррозионном отношении. В целях борьбы с эрозией скорость движения расплавленного натрия, калия и их сплавов не рекомендуется превышать 8 м / сек. Выше 650 в жидком натрии, калии и их сплавах наблюдается селективное растворение никеля в нержавеющих сталях и перенос его на холодные участки коммуникаций. Выщелачивание никеля в расплавленном литии происходит гораздо интенсивнее, при этом поверхностный слой аустенитной стали превращается в феррит, поэтому для расплавленного лития при высоких температурах рекомендуются высокохромистые ферритные нержавеющие стали. Расплавленный литий взаимодействует с карбидами металлов. Исключительно агрессивным действием характеризуется нитрид лития Li3N, в связи с чем должны быть высокие требования к расплавленному литию по примесям азота. При более низких температурах и небольших перепадах температур в расплавленном литии могут применяться и хромоникелевые аустенитные нержавеющие стали. Борьба с кислородом в расплавленных металлах проводится путем введения небольших количеств кальция, бериллия, магния, циркония, титана и др. легко окисляющихся металлов, к-рые связывают кислород. Установлено, что аустенитные стали более чувствительны к примесям кислорода, чем ферритные нержавеющие стали. Весьма агрессивным действием характеризуются расплавленный висмут, свинец и их сплавы, сплавы висмута с индием и свинцом. В этих средах также более стойкими являются высокохромистые ферритные нержавеющие стали. Из расплавленных гидроокисей наиболее коррозионно-активным является гидроокись натрия. Гидроокиси калия, лития, стронция, бария в коррозионном отношении менее активны. [52]
Феррит, или так называемая а-фаза для чистого железа, устойчив при температурах ниже 910 С. Для малоуглеродистых сплавов Сг-Fe высокотемпературная аустенит-ная, или у-фаза, существует при содержании только до 12 % Сг. Эти сплавы не упрочняются термообработкой, но могут быть умеренно упрочнены холодной деформацией. Ферритные нержавеющие стали магнитны и имеют объемноцентрированную кубическую решетку. Их применяют как декоративный материал, например, в автомобилестроении и как конструкционный материал на заводах синтетической азотной кислоты. [53]
Сталь 430, ферритный сплав, подобно мартенситным сталям, подвержена местной коррозии как на малых, так и на больших глубинах. В Кюр-Биче максимальная глубина питтинга на образцах из этой стали за 1 5 года достигла 1 5 мм [4]; хотя отдельные пластинки в начальный период экспозиции могут совсем не иметь питтингов. Более длительный по сравнению со сталью 410 индукционный период местной коррозии, иногда наблюдавшийся на стали 430, может объясняться более высоким содержанием хрома, однако полной уверенности в этом нет. Например, при глубоководных коррозионных испытаниях, результаты которых приведены в табл. 19, расположенные рядом образцы из сталей 410 и 430 корродировали примерно одинаково. Однажды начавшись, в дальнейшем коррозия может протекать с очень высокой скоростью. Как и в случае стали 410, ни высокая скорость потока воды, ни катодная защита не обеспечивают надежного предупреждения коррозии, поэтому сталь 430 и другие подобные ей ферритные нержавеющие стали не рекомендуется применять в условиях погружения. [54]
Выделение и абсорбция водорода облегчаются при понижении рН среды. Однако растрескивание часто наблюдается в растворах, близких к нейтральным, и поэтому до недавнего времени считали, что это связано с наличием активных коррозионных участков, а не с водородным охрупчиванием. В настоящее время установлено, что коррозионная среда внутри трещины является значительно более кислой, чем в объеме раствора, и поэтому способствует выделению и абсорбции водорода. Кроме того, повышение потенциала для начала анодного растворения может в действительности понизить рН в вершине трещины настолько, что уменьшение времени до разрушения, наблюдаемое в этих условиях, может быть обусловлено скорее водородным охрупчиванием, нежели наличием активных участков для растрескивания. По этой причине в настоящее время считают, что большинство случаев коррозионного растрескивания высокопрочных сталей обусловлено водородным растрескиванием. Поэтому настоящий раздел посвящен рассмотрению различных точек зрения, касающихся водородного охрупчивания. Механизмы коррозионного растрескивания низкопрочных ферритных и нержавеющих сталей рассмотрены в разделах 5.2 и 5.3 соответственно. [55]
Среди расплавленных металлов жидкий натрий, калий и их сплавы являются наименее активными в коррозионном отношении. В целях борьбы с эрозией скорость движения расплавленного натрия, калия и их сплавов не рекомендуется превышать 8 м / сек. Выше 650 в жидком натрии, калии и их сплавах наблюдается селективное растворение никеля в нержавеющих сталях и перенос его на холодные участки коммуникаций. Выщелачивание никеля в расплавленном литии происходит гораздо интенсивнее, при этом поверхностный слой аустенитной стали превращается в феррит, поэтому для расплавленного лития при высоких температурах рекомендуются высокохромистые ферритные нержавеющие стали. Расплавленный литий взаимодействует с карбидами металлов. Исключительно агрессивным действием характеризуется нитрид лития Li3N, в связи с чем должны быть высокие требования к расплавленному литию по примесям азота. При более низких температурах и небольших перепадах температур в расплавленном литии могут применяться и хромоникелевые аустенитные нержавеющие стали. Борьба с кислородом в расплавленных металлах проводится путем введения небольших количеств кальция, бериллия, магния, циркония, титана и др. легко окисляющихся металлов, к-рые связывают кислород. Установлено, что аустенитные стали более чувствительны к примесям кислорода, чем ферритные нержавеющие стали. Весьма агрессивным действием характеризуются расплавленный висмут, свинец и их сплавы, сплавы висмута с индием и свинцом. В этих средах также более стойкими являются высокохромистые ферритные нержавеющие стали. Из расплавленных гидроокисей наиболее коррозионно-активным является гидроокись натрия. Гидроокиси калия, лития, стронция, бария в коррозионном отношении менее активны. [56]
Среди расплавленных металлов жидкий натрий, калий и их сплавы являются наименее активными в коррозионном отношении. В целях борьбы с эрозией скорость движения расплавленного натрия, калия и их сплавов не рекомендуется превышать 8 м / сек. Выше 650 в жидком натрии, калии и их сплавах наблюдается селективное растворение никеля в нержавеющих сталях и перенос его на холодные участки коммуникаций. Выщелачивание никеля в расплавленном литии происходит гораздо интенсивнее, при этом поверхностный слой аустенитной стали превращается в феррит, поэтому для расплавленного лития при высоких температурах рекомендуются высокохромистые ферритные нержавеющие стали. Расплавленный литий взаимодействует с карбидами металлов. Исключительно агрессивным действием характеризуется нитрид лития Li3N, в связи с чем должны быть высокие требования к расплавленному литию по примесям азота. При более низких температурах и небольших перепадах температур в расплавленном литии могут применяться и хромоникелевые аустенитные нержавеющие стали. Борьба с кислородом в расплавленных металлах проводится путем введения небольших количеств кальция, бериллия, магния, циркония, титана и др. легко окисляющихся металлов, к-рые связывают кислород. Установлено, что аустенитные стали более чувствительны к примесям кислорода, чем ферритные нержавеющие стали. Весьма агрессивным действием характеризуются расплавленный висмут, свинец и их сплавы, сплавы висмута с индием и свинцом. В этих средах также более стойкими являются высокохромистые ферритные нержавеющие стали. Из расплавленных гидроокисей наиболее коррозионно-активным является гидроокись натрия. Гидроокиси калия, лития, стронция, бария в коррозионном отношении менее активны. [57]
Среди расплавленных металлов жидкий натрий, калий и их сплавы являются наименее активными в коррозионном отношении. В целях борьбы с эрозией скорость движения расплавленного натрия, калия и их сплавов не рекомендуется превышать 8 м / сек. Выше 650 в жидком натрии, калии и их сплавах наблюдается селективное растворение никеля в нержавеющих сталях и перенос его на холодные участки коммуникаций. Выщелачивание никеля в расплавленном литии происходит гораздо интенсивнее, при этом поверхностный слой аустенитной стали превращается в феррит, поэтому для расплавленного лития при высоких температурах рекомендуются высокохромистые ферритные нержавеющие стали. Расплавленный литий взаимодействует с карбидами металлов. Исключительно агрессивным действием характеризуется нитрид лития Li3N, в связи с чем должны быть высокие требования к расплавленному литию по примесям азота. При более низких температурах и небольших перепадах температур в расплавленном литии могут применяться и хромоникелевые аустенитные нержавеющие стали. Борьба с кислородом в расплавленных металлах проводится путем введения небольших количеств кальция, бериллия, магния, циркония, титана и др. легко окисляющихся металлов, к-рые связывают кислород. Установлено, что аустенитные стали более чувствительны к примесям кислорода, чем ферритные нержавеющие стали. Весьма агрессивным действием характеризуются расплавленный висмут, свинец и их сплавы, сплавы висмута с индием и свинцом. В этих средах также более стойкими являются высокохромистые ферритные нержавеющие стали. Из расплавленных гидроокисей наиболее коррозионно-активным является гидроокись натрия. Гидроокиси калия, лития, стронция, бария в коррозионном отношении менее активны. [58]
Страницы: 1 2 3 4
Страница не найдена
Дополнительный цвет
Оформление
Автоматически
Светлое
Темное
Ширина сайта
1 700 px
1 500 px
1 348 px
Шрифт
Как загрузить свой шрифт?
Настройка шрифтов из Google Fonts
Впервые в решении Аспро: Металл появилась возможность самостоятельно изменить шрифт под специфику проекта. Делается это в пару кликов и без помощи программиста — достаточно выбрать понравившийся шрифт из библиотеки шрифтов Google и добавить его в специальное поле решения
Другой шрифт заголовков
Roboto
Montserrat
Roboto Slab
Literata
Oswald
Использовать self-hosted шрифты
Оформление заголовка и навигационной цепочки
Расположение заголовка и навигационной цепочки
Стиль заголовков
Информирование об обработке персональных данных?
Тип главной страницы
Использовать региональность
Что такое региональность?
Региональность
Мультирегиональность – это функционал, который поможет запустить крупный проект и выйти в другие города. Если вы имеете сеть представительств по миру или стране, настройте мультирегиональность с возможностью выбора отображения контента, в зависимости от города.
При выборе варианта использования региональности на одном домене в браузерной строке будет отображаться один и тот же адрес основного домена (независимо от того, для какого города просматривается версия сайта).
При выборе варианта на поддоменах при переключении городов или регионов адрес сайта будет меняться в соответствии с выбранным городом.
Шаблон списка элементов
Шаблон детальной страницы элемента
Боковое меню в разделе статей
Боковое меню на странице статьи
Боковое меню в разделе акций
Боковое меню на странице акции
Боковое меню в разделе новостей
Боковое меню на странице новости
Вид списка связанных сотрудников
Производители
Производители – детальная
Ферритная нержавеющая сталь: полезный обзор ферритной стали…
Что такое нержавеющая сталь?
Нержавеющая сталь отличается от других типов стали тем, что она содержит хром, никель и другие легирующие элементы, которые придают ей гораздо более высокую степень коррозионной стойкости. В мире нержавеющей стали существует огромное количество вариаций, в настоящее время доступно более 100 уникальных марок. Большинство этих оценок попадают в пять широких категорий:
Каждый из этих видов нержавеющей стали обладает уникальным набором металлургических свойств.Естественно, разные типы имеют разные сильные и слабые стороны с точки зрения потенциального применения. В этой статье более подробно рассматривается ферритная нержавеющая сталь , дается некоторая основная информация о том, как классифицируется ферритная сталь, и что отличает ее от других разновидностей нержавеющей стали.
Что такое ферритная нержавеющая сталь?
Ферритная сталь – это сорт сплава нержавеющей стали, содержащий более 12% хрома, который отличается от других типов нержавеющей стали по двум ключевым параметрам: химическому составу и структуре молекулярных зерен.Вот несколько ключевых моментов, которые вам следует знать о каждом из этих различий.
Ферритная нержавеющая сталь на самом деле определяется как класс нержавеющих сплавов с прямым хромом, которые содержат от 10,5% до 30% содержания хрома и менее 20% углерода. Эти стали практически не закаливаются при термообработке и лишь незначительно упрочняются при холодной прокатке. Некоторые марки ферритной нержавеющей стали:
Каков химический состав ферритной стали?
Как отмечалось выше, вся нержавеющая сталь содержит металл, известный как хром, который отличается своей твердостью, коррозионной стойкостью и исключительным блеском при полировке.Ферритные стали уникальны тем, что они обычно содержат более высокий уровень хрома, чем другие типы нержавеющей стали.
Например, один из наиболее распространенных типов аустенитной стали – так называемая нержавеющая сталь 18/10 – содержит 18 процентов хрома, но в отличие от аустенитной стали не содержит никеля. Напротив, ферритные нержавеющие стали могут содержать до 27 процентов хрома. При этом не все типы ферритной нержавеющей стали содержат такое большое количество хрома; у некоторых может быть даже меньше, чем у их аустенитных аналогов.
Более универсальное различие между ферритными и аустенитными нержавеющими сталями состоит в том, что ферритные стали содержат мало никеля, если вообще содержат его. Ферритные нержавеющие стали разделяют эту черту с мартенситными нержавеющими сталями, большинство из которых также не содержат никель . Наконец, ферритные стали характеризуются тем, что они содержат лишь небольшое количество углерода.
О ферритной зеренной структуре
Конкретный состав нержавеющей стали оказывает большое влияние на структуру металла на молекулярном уровне.Именно эти конструкции и дали названия различным типам нержавеющей стали. Другими словами, ферритные стали характеризуются тем, что они состоят из микроструктуры, известной как феррит.
Феррит – это металлургическая фаза железа, в которой металлические легирующие элементы находятся в твердом растворе, а углерод практически нерастворим. Феррит практически отсутствует в закаленных мартенситных и аустенитных нержавеющих сталях, но его присутствие характерно для нержавеющих сталей. Также важно отметить, что отожженные мартенситные нержавеющие стали содержат феррит и карбид.
Не углубляясь в химию образования металлов, вы должны понимать, что различные сплавы нержавеющей стали в первую очередь различаются по расположению атома железа в каждом зерне. Ферритные стали имеют объемно-центрированную кубическую структуру зерен. Напротив, аустенитная и другие типы нержавеющей стали имеют гранецентрированную зернистую структуру.
Объемно-центрированное кубическое зерно является причиной того факта, что, в отличие от всех других типов нержавеющей стали, ферритные стали имеют магнитную природу.Это различие заключается в квантово-механическом аспекте микроструктуры металла – иными словами, в том, как электроны расположены в ядре металлического зерна.
Характеристики ленты из ферритной нержавеющей стали
Теперь, когда у вас есть базовое представление о том, чем ферритные стальные сплавы отличаются от других разновидностей нержавеющей стали, вам, вероятно, интересно, как это влияет на характеристики ферритной стали. Следует помнить о пяти важных характеристиках.
Сталь, стойкая к коррозионному растрескиванию под напряжением
Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) – распространенная форма деградации стали, вызванная сочетанием растягивающего напряжения и коррозионной среды. Аустенитные нержавеющие стали особенно уязвимы к SCC при воздействии хлоридов. Однако микроструктуры ферритных сталей придают им высокую степень устойчивости к SCC, что делает их отличным выбором для использования в средах, где будут присутствовать хлориды.
Нержавеющие марки с хорошей пластичностью и формуемостью
Углерод – это то, что придает стали твердость, но при этом углерод делает сталь более хрупкой и менее пластичной.Поскольку ферритная сталь содержит низкий уровень углерода – всего 0,03 процента, – они, как правило, обладают пластичностью выше среднего. В результате ферритным сталям можно придать широкую форму без риска ослабления.
Низкое содержание углерода в ферритных сталях также придает им превосходные свойства формуемости, что означает, что им можно придавать различные формы без возникновения таких проблем, как образование шейки или растрескивание.
Преимущества низкоуглеродистого состава ферритной стали связаны с определенными компромиссами, о которых следует знать.Например, ферритные стали нельзя упрочнять путем термической обработки. Кроме того, некоторые типы ферритной стали могут вызывать проблемы при сварке – например, нежелательное растрескивание вдоль зоны термического влияния.
Типы нержавеющей стали с низким тепловым расширением
Еще одним ключевым преимуществом ферритных сталей является их естественный низкий коэффициент теплового расширения. Это просто указывает на тот факт, что ферритные стали будут подвергаться меньшему расширению при нагреве. Вместо этого металл гораздо легче сохранит свой фиксированный размер.Как вы понимаете, это свойство особенно важно для металлов, которые будут использоваться для высокотемпературных применений.
Нержавеющая сталь, известная своей высокой теплопроводностью
Ферритные сталидемонстрируют отличные свойства теплопроводности, что означает, что они позволяют теплу эффективно проходить через них. В результате ферритные стали являются популярным выбором для теплообменников печей и котлов, а также для других применений, связанных с передачей тепла.
Нержавеющая сталь с высокой стойкостью к окислению
Наконец, ферритная нержавеющая сталь демонстрирует выдающуюся стойкость к окислению, особенно при высоких температурах.Это сопротивление связано с образованием на поверхности стали защитной пленки оксида хрома. Производители могут еще больше повысить стойкость к окислению, добавив алюминий и / или кремний при производстве ферритной стали.
Что такое ферросплав?
Вы могли слышать термин «ферросплав» в своих поездках в качестве производителя или человека, который обычно работает с металлами, но что он означает? Ферросплав – это железосодержащий продукт, не относящийся к так называемым сталям, который содержит значительное количество одного или нескольких легирующих элементов.Такими элементами могут быть марганец, кремний, фосфор, ванадий, хром, ферромарганец, феррофосфор и т. Д. В основном эти сплавы используются для добавления соответствующих легирующих элементов в расплавленную сталь.
Пять групп ферритной нержавеющей стали
Ферритные нержавеющие сталиможно разделить на пять групп, которые различаются по точному количеству различных металлов, которые они содержат, а также по своим эксплуатационным характеристикам.
Ферритная сталь группы 1 относится к наименее дорогим формам нержавеющей стали.В них очень низкий уровень хрома, а это означает, что со временем на них обычно накапливается слой локализованной поверхностной ржавчины.
Ферритная сталь группы 2 является наиболее часто встречающейся разновидностью. Благодаря более высокому содержанию хрома эти стали обладают большей коррозионной стойкостью. Ферритные стали группы 2 обычно используются для внутренней техники и строительных элементов.
Ферритная сталь группы 3 отличается простотой сварки и формовки, что дает им более широкий спектр применения.
Ферритные нержавеющие стали группы 4 содержат большее количество молибдена, что еще больше увеличивает их коррозионную стойкость. В результате этот тип стали часто используется в системах с высокой влажностью, таких как резервуары для горячей воды и выхлопные системы.
Наконец, ферритные стали группы 5 имеют наибольшее количество хрома, что придает им степень коррозионной стойкости, сравнимую с некоторыми другими металлами.
Нет одной нержавеющей стали, которая справилась бы со всеми задачами.Вместо этого вы должны выбрать марку стали, наиболее подходящую для вашего конкретного применения. Для получения помощи в выборе правильного сорта ленты или проволоки из нержавеющей стали для вашего следующего проекта, пожалуйста, свяжитесь с отраслевыми экспертами Ulbrich Stainless Steel & Special Metals.
Ферритная нержавеющая сталь – обзор
6.4 Предлагаемые стратегии для ограничения эффектов коррозии на границе раздела металл-уплотнение: основные проблемы и перспективы на будущее
Ферритные и аустенитные нержавеющие стали, стальные сплавы на основе хрома, сплавы Ni-Cr, а также хром сплавы рассматривались как возможные материалы для межсоединений.Все эти материалы получают свою стойкость к окислению за счет образования защитного слоя Cr 2 O 3 . Предпочтение отдается этим материалам, поскольку Cr 2 O 3 является полупроводником и способен обеспечивать достаточно высокую электропроводность при рабочих температурах. Большая часть описанного разложения произошла в результате взаимодействия между защитным слоем оксида хрома и щелочными или щелочноземельными компонентами в герметиках (например, BaCrO 4 ), как указывалось в предыдущем разделе.Принимая во внимание высокую температуру эксплуатации SOC, можно ожидать диффузионных эффектов на границе раздела межсоединение-герметик. Во многих исследованиях сообщалось о диффузии Cr 2 O 3 из межсоединения в герметик. Результат этого может быть неоднозначным; Диффузия хрома может улучшить смачивание межсоединения и герметика, но также сообщалось о потере прочности соединения и разрушениях (Chou et al., 2017a, b). В этом разделе представлен обзор стратегии и методов, которые использовались для уменьшения или предотвращения деградации и отказов на границе между межсоединением и герметиком.
Методы, которые использовались для контроля или устранения взаимодействия между материалами межсоединений и герметиками для стекол, были сосредоточены на контроле состава герметика и использовании покрытий или обработок поверхности межсоединения (т. Е. Предварительное окисление). Как было показано в разделе 2, алюмосиликатные стекла бария подвержены реакциям со слоем защитного оксида Cr 2 O 3 межсоединения (Yang et al., 2003) посредством реакций:
2Cr2O3s + 4Bas + 3O2g → BaCrO4s
CrO2Oh3g + BaOs → BaCrO4s + h3Og
Эти реакции вредны для пакета SOC, поскольку на границе межсоединения и герметика могут образовываться трещины из-за высокого значения КТР BaCrO 4 .Batfalsky (2006) показал, что после нескольких сотен часов работы из-за нежелательных реакций между стеклокерамическим герметиком и межсоединением Crofer22APU образовались поры размером около 200 мкм на границе межсоединение-уплотнитель. Эти реакции были успешно подавлены путем нанесения тонкого покрытия из диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия 8%, на поверхность Crofer22APU.
Присутствие щелочноземельных металлов в составе стеклокерамики важно, поскольку они обеспечивают контроль над процессом кристаллизации.Стеклокерамика, содержащая BaO, по-видимому, является одним из наиболее эффективных герметизирующих материалов SOC, однако проблемы, связанные с реакцией с Cr из межсоединения, должны быть решены или обойдены (Mahato et al., 2015).
Таким образом, некоторые исследователи сосредоточили свое внимание на герметиках, не содержащих барий, таких как алюмосиликаты кальция и магния. Реакционная способность алюмоборосиликатных стекол, содержащих MgO, как правило, намного ниже по сравнению со стеклами, содержащими BaO и CaO (Lahl et al., 1999).По данным Eichler et al. (2000), которые работали над композициями на основе системы BaO-MgO-SrO-Al 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 , MgO также может реагировать с хромом (на границе раздела соединения Cr-5Fe-1Y 2 O 3 ) с образованием MgCr 2 O 4 . Считалось, что присутствие фазы шпинели, которая имеет относительно низкое значение КТР (6,9 × 10 – 6 K – 1 ), приводит к трещинам в стеклообразной фазе, ведущим к расслоению.
Большая часть усилий по созданию герметиков, не содержащих бария, была проведена Smeacetto et al. (2008a, b), которые успешно присоединили герметик Na 2 O-CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 как к Crofer22APU, так и к YSZ, используя суспензию или электрофоретическое осаждение (EPD). Наблюдалась кристаллизация двух кристаллических фаз: геленита (Ca 2 Al 2 SiO 7 ) и алюмосиликата натрия (NaAlSiO 4 ). Похоже, что сначала произошла кристаллизация геленита.Отчасти это произошло за счет гетерогенного зародышеобразования, и поверхность раздела как с Crofer22APU, так и с YSZ, таким образом, экранировала фазу NaAlSiO 4 , содержащую оксид натрия, от оксида окиси хрома.
Однако некоторые исследования предполагают реакцию между щелочью, содержащейся в некоторых стеклокерамических герметиках, и Cr из межсоединения с последующим образованием хроматов (таких как Na 2 CrO 4 или K 2 CrO 4 ). Образование этих соединений может привести к явлениям коррозии из-за увеличения испарения хрома или к катодному отравлению (Ogasawara et al., 2007; Цзян и др., 2001; Ingram et al., 2007). Однако точные механизмы, вовлеченные в эти процессы деградации, до сих пор неясны. Многие исследования и патенты были посвящены щелочным герметикам на основе стекла с удовлетворительными результатами (Smeacetto et al., 2014; Sabato et al., 2018; Larsen et al., 2004, 2012; Chou et al., 2011, 2012a, b). ). Систематического понимания того, как Na или K вносят вклад в деградацию присоединения, все еще отсутствует. Экспериментальные данные довольно противоречивы, и нет единого мнения об использовании щелочей в системах SOC.
Работа Smeacetto et al. (2008a, b) продемонстрировали потенциальные средства использования стадии кристаллизации для защиты оксида натрия от оксида хрома. Долгосрочные испытания на старение с использованием Crofer22APU в исходном состоянии (т.е. без предварительного окисления) показали, что диффузия хрома в герметик имела место, но не было никаких доказательств каких-либо побочных реакций, поскольку оксиды натрия и хрома оставались отдельными (Smeacetto et al., 2009 г.).
В случае предварительно окисленного Crofer22APU, на котором был получен стабильный защитный слой, не было никаких доказательств диффузии хрома в стеклокерамический герметик.Та же группа исследователей в дальнейшем использовала эту стратегию, чтобы отделить потенциальные химически активные частицы, благодаря разработке стеклокерамических герметиков на основе диопсида (Sabato et al., 2016, 2018). Образовавшаяся фаза диопсида (CaMgSi 2 O 6 ), которая кристаллизовалась на поверхности нержавеющей стали 441, имела толщину около 3 мкм и отделяла стекловидную фазу, содержащую Na 2 O, от Cr 2 . О 3 . Не было никаких доказательств каких-либо нежелательных реакций на границе раздела герметик-межсоединение после старения при 800 ° C в течение 3500 часов.
Другой пример описан Ritucci et al. (2018). В своих исследованиях они протестировали стеклокерамику на основе Na-содержащего диопсида (без Ba) в контакте как с предварительно окисленным, так и с алюминированным Crofer22APU. Диффузии Cr или Mn в герметик не обнаружено, а также отрицательных реакций (рис. 58). Это подтверждает, как было ранее оценено Chou et al. (2008), что процесс алюминирования может быть эффективным для защиты герметика от поверхности межсоединения.
Рис. 58. Анализ SEM / EDS на границе раздела между стеклокерамическим герметиком и алюминированным Crofer22APU (AlumiLockTM) (A – C и G) и предварительно окисленным Crofer22APU (D – F и H).
Перепечатано из материалов Ritucci, I., Agersted, K., Zielke, P., Wulff, AC, Khajavi, P., Smeacetto, F., Sabato, AG, Kiebach, R., 2018. Герметизирующее стекло без содержания Ba с высокий коэффициент теплового расширения и отличная стабильность интерфейса, оптимизированные для приложений стеков SOFC / SOEC. Int. J. Appl. Ceram. Technol.15 (4), 1011–1022, с разрешения John Wiley and Sons.В случае предварительного окисления наблюдение, что присутствие стабильного слоя Cr 2 O 3 на поверхности межсоединения (например, Crofer22APU) может ограничивать диффузию хрома в герметик, является еще одним возможным средством предотвращения любых вредных эффектов. на стыке герметик-межсоединение. Анализ данных о длительном старении герметиков, контактирующих с предварительно окисленным Crofer22APU, показывает, что может иметь место диффузия как хрома, так и марганца.Понятно, что в таких случаях марганец диффундирует в герметик дальше, чем хром. Это наблюдение можно объяснить рассмотрением данных химической термодинамики для Cr 2 O 3 и оксидов марганца. Парциальное давление кислорода, находящегося в равновесии с Mn и его оксидами, больше, чем у кислорода с Cr и Cr 2 O 3 . Это говорит о том, что на внешней поверхности защитного слоя предварительно окисленного Crofer22APU будет преобладать оксид марганца, а во внутренних частях – оксид хрома.Если Crofer22APU не подвергается предварительному окислению до равновесия (и, следовательно, оксид марганца не преобладает снаружи), для двух оксидов будет возникать термодинамическая движущая сила, чтобы диффундировать наружу, чтобы двигаться к равновесию, и, следовательно, диффузия в герметик будет повышен. За счет предварительного окисления Crofer22APU до «равновесного» состояния диффузия как Cr, так и Mn будет ниже, как показано Smeacetto et al. (2009).
Использование покрытий на поверхности межсоединения было еще одним способом ограничения межфазной диффузии из межсоединения в герметик.Как упоминалось выше, Batfalsky et al. (2006) смогли подавить вредные межфазные реакции за счет нанесения тонкого покрытия из диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия 8%, на поверхность межсоединения. Как и предполагалось ранее, процесс алюминирования также может быть эффективным для ограничения реакций / диффузии между герметиком и металлическим межсоединением с высоким содержанием хрома. Обработка поверхности алюминированием была также принята Chou et al. (2012a, b) тестирование AISI441, герметизированного стеклокерамическим герметиком, содержащим щелочь.В другом случае те же авторы использовали покрытие YSZ на AISI441 в качестве защитного слоя от вредных межфазных реакций (Chou et al., 2012a, b).
В заключение, состав герметика всегда следует оценивать с учетом возможных реакций с металлическими межсоединениями. Однако, несмотря на возможное развитие вредных реакций, могут быть приняты эффективные стратегии для ограничения высокой реакционной способности Cr со специфическими стеклянными компонентами (Ba, Sr и Na) путем экранирования границы раздела герметик / межсоединение; это условие может быть достигнуто различными методами, такими как стимулирование поверхностной кристаллизации герметика, предварительное окисление, алюминирование или нанесение защитных покрытий.
Что касается длительных испытаний в соответствующих условиях SOC на уровне дымовой трубы, то в некоторых патентах, касающихся систем Ba-B-Si-Al, предложены очень многообещающие решения для уплотнения с улучшенными характеристиками и долговечностью (Schilm et al., 2017; Reis et al., 2016). Композиционный герметик был приготовлен из стеклянной матрицы на основе системы BaO-CaO-SiO 2 и усилен частицами YSZ; этот герметик был успешно протестирован Blum et al. (2016) до 70000 ч. Несмотря на огромное количество исследований, все еще невозможно определить универсальное герметизирующее решение; это определенно зависит от рабочей температуры SOC и конструкции трубы.Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять отравляющее действие некоторых герметиков на основе диоксида кремния в режиме обратимого SOC (Irvine et al., 2016). Эти результаты исследований дадут важную информацию для будущих разработок уплотнений, их характеристики и валидации.
Нержавеющая сталь: что, где и почему из ферритных марок
Отличная способность к глубокой вытяжке, устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением и хорошая пластичность. Рассмотрим более подробно ферритную нержавеющую сталь.
Сегодня существует около 200 различных марок нержавеющей стали, каждая из которых относится к одному из пяти семейств нержавеющей стали:
- Аустенитный
- Ферритный
- Мартенситный
- Дуплекс
- Закалка с осадками
В предыдущих блогах мы изучали аустенитные и мартенситные нержавеющие стали, подробно рассказывая, где использовать некоторые распространенные марки и почему. Здесь основное внимание уделяется ферритным нержавеющим сталям.
Все нержавеющие стали представляют собой сплавы на основе железа, содержащие не менее 10,5% хрома. Остальная часть состава определяется различными легирующими элементами, которые контролируют микроструктуру сплава. Для ферритных нержавеющих сталей в состав входят никель и титан.
Характеристики: Магнитная нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома и низким содержанием углерода. Известен хорошей пластичностью, устойчивостью к коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением. Обычно используется в автомобильной промышленности, кухонной посуде и промышленном оборудовании.
Теперь давайте подробнее рассмотрим четыре марки феррита, чтобы увидеть, какие из них лучше всего подходят для каких приложений и почему.
409
Где использовать: выхлопные системы автомобилей, приложения, требующие свариваемости
Почему: Хорошая стойкость к окислению и коррозии и создает возможности для экономичного улучшения характеристик широкого диапазона деталей, для которых внешний вид не важен. Отличная формуемость и свариваемость позволяют использовать его во многих областях.
430
Где использовать: промышленные и потребительские товары, такие как панели холодильников, облицовка дымоходов, облицовка посудомоечных машин и отделка автомобилей.
Почему: Этот сорт сочетает в себе хорошую коррозионную и термостойкость с хорошими механическими свойствами. Он также обладает отличной стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением, а также к органическим кислотам и азотной кислоте.
439
Где использовать: выхлопные системы автомобилей, теплообменники бытовых печей и торговое пищевое оборудование.
Почему: добавление титана в качестве стабилизатора помогает этой марке избежать потери пластичности после сварки, а также может подвергаться отжигу, холодной штамповке или сварке.
441
Где использовать: кухонное оборудование для общественного питания, компонентов выхлопной системы автомобилей , лифтовые панели, стеновые панели и теплообменники.
Почему: этот сплав имеет двойную стабилизацию титаном и колумбием, что снижает распространенность титановых стрингеров.Он также имеет отличную свариваемость, стойкость к окислению и коррозии благодаря добавке титана и стабилизации ниобия.
Хотите получить дополнительную информацию? Просмотрите эти три связанных блога ниже:
Разница между аустенитной и ферритной нержавеющей сталью
Нержавеющая сталь – один из наиболее часто используемых материалов в мире. Состоящий из железа, хрома и углерода, он содержится во всем: от винтов и болтов до автомобилей, ракет, мостов, железных дорог и т. Д.Хотя вся нержавеющая сталь содержит эти три элемента, они доступны в разных типах. Есть аустенитная нержавеющая сталь, а есть ферритная нержавеющая сталь. В чем разница между аустенитной и ферритной нержавеющей сталью?
Что такое аустенитная нержавеющая сталь?
Аустенитная нержавеющая сталь отличается своей кристаллической структурой. Фактически, термин «аустенитный» относится к кристаллической структуре. Как и все виды нержавеющей стали, она состоит из железа, смешанного с небольшим количеством хрома и углерода.Хром отвечает за его антикоррозионные свойства. Аустенитная нержавеющая сталь просто имеет кристаллическую структуру, отражающую ее уникальные характеристики.
Существует два подтипа аустенитной нержавеющей стали: серия 200 и серия 300, каждая из которых содержит небольшое количество никеля в дополнение к стандартному содержанию железа, хрома и углерода. Аустенитная нержавеющая сталь серии 200 просто содержит более высокую концентрацию никеля.
Что такое ферритная нержавеющая сталь?
С другой стороны, ферритная нержавеющая стальхарактеризуется содержанием хрома 10.От 5% до 30%. Все формы ферритной нержавеющей стали состоят не менее чем на 10,5% хрома. Железо – основной ингредиент, используемый при их строительстве. Тем не менее, ферритная нержавеющая сталь содержит более высокую концентрацию хрома, чем аустенитная нержавеющая сталь.
Важно отметить, что ферритная нержавеющая сталь не подвергается закалке с помощью термической обработки. Например, при горячей прокатке ферритная нержавеющая сталь не закаляется. Ферритная нержавеющая сталь может быть закалена только холодной обработкой, например, холодной прокаткой.Даже в этом случае ферритная нержавеющая сталь устойчива к закалке. Он может до некоторой степени затвердеть, но не будет иметь существенной разницы в твердости.
Сравнение аустенитной и ферритной нержавеющей стали
Основное различие между аустенитной и ферритной нержавеющей сталью состоит в том, что первая имеет кристаллическую структуру, а вторая содержит более высокую концентрацию хрома.
Еще одно различие между этими двумя типами нержавеющей стали состоит в том, что только ферритная сталь является магнитной.Ферритная нержавеющая сталь содержит более высокую концентрацию железа, которое отвечает за ее магнитные свойства. Аустенитная нержавеющая сталь содержит более низкий уровень железа. С меньшим количеством железа он обычно немагнитный
Аустенитная нержавеющая сталь также лучше защищена от коррозии, чем ферритная нержавеющая сталь. Он содержит большое количество хрома и никеля. Эти добавленные элементы помогают защитить его от коррозии.
Свойства и области применения ферритной нержавеющей стали
Ферритные стали – это высокохромистые, магнитные нержавеющие стали с низким содержанием углерода.Ферритные стали, известные своей хорошей пластичностью, устойчивостью к коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением, обычно используются в автомобильной промышленности, кухонной посуде и промышленном оборудовании.
Характеристики ферритной нержавеющей стали
По сравнению с аустенитными нержавеющими сталями, которые имеют гранецентрированную кубическую структуру зерен (ГЦК), ферритные стали характеризуются объемноцентрированной кубической структурой зерен (ГЦК). Другими словами, кристаллическая структура таких сталей состоит из кубической атомной ячейки с атомом в центре.
Такая зернистая структура типична для альфа-железа, и именно она придает ферритным сталям их магнитные свойства. Ферритные стали нельзя упрочнять или упрочнять термической обработкой, но они обладают хорошей стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением. Их можно подвергнуть холодной обработке и размягчить путем отжига (нагрев и затем медленное охлаждение).
Хотя ферритные сорта не так прочны и устойчивы к коррозии, как аустенитные, они обычно обладают лучшими техническими характеристиками. Несмотря на то, что некоторые марки ферритной стали обычно хорошо свариваются, они могут быть склонны к сенсибилизации зоны термического влияния сварного шва и к образованию горячих трещин в металле сварного шва.Таким образом, ограничения свариваемости ограничивают использование этих сталей более тонкими калибрами.
Из-за более низкого содержания хрома и отсутствия никеля стандартные ферритные стали обычно дешевле, чем их аустенитные аналоги. Специальные сорта часто включают молибден.
Ферритная нержавеющая сталь обычно содержит от 10,5% до 27% хрома.
Группы ферритных нержавеющих сталей
Ферритные сплавы нержавеющей стали обычно можно разделить на пять групп, три семейства стандартных марок (группы с 1 по 3) и два семейства специальных сталей (группы 4 и 5).Хотя стандартные ферритные стали, безусловно, являются крупнейшей группой потребителей с точки зрения тоннажа, спрос на нержавеющие стали специальных сортов неуклонно растет.
Группа 1 (классы 409 / 410L)
Они имеют самое низкое содержание хрома среди всех нержавеющих сталей и поэтому являются наименее дорогими из пяти групп. Они идеально подходят для слабокоррозионных сред, где допускается наличие локальной ржавчины. Марка 409 изначально была создана для глушителей автомобильных выхлопных систем, но теперь ее можно найти в автомобильных выхлопных трубах и корпусах каталитических нейтрализаторов.Марка 410L часто используется для изготовления контейнеров, автобусов и рам ЖК-мониторов.
Группа 2 (430 класс)
Наиболее часто используемые ферритные стали относятся к группе 2. Они имеют более высокое содержание хрома и, следовательно, более устойчивы к коррозии под действием азотной кислоты, серных газов и многих органических и пищевых кислот. В некоторых случаях эти марки могут использоваться в качестве замены аустенитной нержавеющей стали марки 304. Марка 430 часто встречается в интерьере бытовой техники, включая барабаны стиральных машин, а также кухонные раковины, внутренние панели, посудомоечные машины, столовые приборы, кухонные принадлежности. , и оборудование для производства продуктов питания.
Группа 3 (классы 430Ti, 439, 441 и другие)
Обладая лучшими характеристиками свариваемости и формуемости, чем ферритные листы стали группы 2, сталь группы 3 может использоваться для замены аустенитной марки 304 в более широком диапазоне применений, в том числе в раковинах, обменных трубах, выхлопных системах и сварных деталях стиральных машин.
Группа 4 (классы 434, 436, 444 и другие)
Марки ферритной нержавеющей стали Группы 4 с более высоким содержанием молибдена обладают повышенной коррозионной стойкостью и используются в резервуарах для горячей воды, солнечных водонагревателях, деталях выхлопной системы, электрических чайниках, элементах микроволновых печей и отделке автомобилей.Марка 444, в частности, имеет эквивалент сопротивления точечной коррозии (PRE), который аналогичен аустенитной нержавеющей стали марки 316, что позволяет использовать ее в более агрессивных наружных средах.
Группа 5 (классы 446, 445/447 и другие)
Эта группа специальных нержавеющих сталей характеризуется относительно высоким содержанием хрома и добавлением молибдена. В результате получается сталь с превосходной стойкостью к коррозии и окалине (или окислению). Фактически, коррозионная стойкость класса 447 эквивалентна коррозионной стойкости металлического титана.Стали группы 5 обычно используются в высококоррозионных прибрежных и морских средах.
Ферритные марки нержавеющей стали | Оутокумпу
Стандартные ферритные сорта легированы хромом (11,2–19%), но без добавления никеля или без добавления никеля, поэтому они имеют ферритную микроструктуру. Поскольку никель является одним из самых дорогих легирующих элементов и демонстрирует высокую волатильность цен, низкое содержание никеля в ферритных марках делает их более стабильными в цене по сравнению с марками с высоким содержанием никеля.Молибден добавляется к некоторым сортам для улучшения коррозионной стойкости, а легирование ниобием и / или титаном улучшает свариваемость.
Ферритные стали Outokumpu с низким содержанием хрома широко используются в таких применениях, как автомобильные выхлопные системы, а наши марки со средним содержанием хрома популярны среди ведущих мировых производителей товаров для дома.
Наши ферриты, содержащие мало никеля или не содержащие никеля, очень привлекательны с точки зрения стабильности цен.
Нашей последней инновацией в производстве ферритных сталей является новая марка высокохромистой ферритной стали Core 4622 (EN 1.4622). Этот сорт особенно подходит для фасадов, лифтов, предприятий общественного питания и автомобильной промышленности.
Существуют также жаропрочные ферритные марки с повышенной устойчивостью к высоким температурам. В основном они используются в средах с сернистой атмосферой (поскольку сера может реагировать с никелем в аустенитных нержавеющих сталях) и / или при низких растягивающих нагрузках. Эти марки обычно легируются большим количеством углерода по сравнению со стандартными ферритными марками для увеличения сопротивления ползучести, а также кремнием и алюминием для повышения стойкости к окислению.
Что такое ферритная нержавеющая сталь?
Ферритные марки нержавеющей сталиобладают хорошими механическими свойствами, занимая в целом промежуточное положение между другими семействами нержавеющих сталей. Обычно они имеют более высокий предел текучести, чем аустенитные нержавеющие стали. Свойства удлинения и деформации ферритных сталей аналогичны свойствам высокопрочных углеродистых сталей.
Легкая свариваемость
Современные ферритные нержавеющие стали легко свариваются обычными методами сварки, в том числе:
- Дуговая сварка в экранированном металле (SMAW, MMA)
- Газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW, TIG)
- Газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW, MIG / MAG)
- Плазменно-дуговая сварка (PAW)
- Лазерная сварка
- Сварка сопротивлением
- Высокочастотная сварка (HF)
Разнообразные свойства коррозионной стойкости
Ферритные марки сталиобладают широким диапазоном свойств коррозионной стойкости – от легких в домашних условиях до тяжелых условий на открытом воздухе.В высокотехнологичном сегменте ферритные материалы превосходят даже некоторые аустенитные сорта по коррозионной стойкости.
Коррозионная стойкость нержавеющей стали в большей степени определяется химическим составом, чем аустенитной или ферритной микроструктурой. Следовательно, содержание хрома также является ключевым ингредиентом коррозионной стойкости ферритных нержавеющих сталей.
Искатель из нержавеющей стали
Проверьте нержавеющую сталь Finder, чтобы сравнить свойства наших различных продуктов из ферритной нержавеющей стали.
Ассортимент продукции Outokumpu, где можно найти ферритные стали
Moda
Ассортимент Moda состоит из ферритных нержавеющих сталей, включая наш ключевой продукт Moda 430/4016, а также несколько альтернатив, включая варианты с низким содержанием хрома. Перейдите на сайт ассортимента Moda, чтобы узнать больше.
Ядро
В нашем ассортименте Core есть несколько марок нержавеющей стали с содержанием хрома 17%, а также наши высокохромистые ферритные марки нержавеющей стали Core 4622. Все они обладают хорошей формуемостью и широко используются производителями бытовой техники.Зайдите на сайт Core range, чтобы узнать больше.
Supra
В ассортимент Supra входят изделия из нержавеющей стали, предназначенные для работы в высококоррозионных средах. Нержавеющие стали этой линейки обладают хорошей устойчивостью к равномерной коррозии от многих органических и неорганических химикатов. Ассортимент Supra включает одну марку ферритной нержавеющей стали Supra 444/4521. Посетите сайт линейки Supra, чтобы узнать больше.
Forta
Ассортимент Forta включает изделия из дуплексной и другой высокопрочной нержавеющей стали, такие как дрессированные варианты многих ферритных нержавеющих сталей.Посетите сайт Forta, чтобы узнать больше.
Therma
Наши жаропрочные ферритные сорта можно найти в ассортименте Therma. Посетите сайт ассортимента Therma, чтобы узнать больше.
Деко
Наша самая популярная отделка поверхности с рисунком сочетает в себе привлекательный дизайн с функциональностью. Отделка Deco доступна для многих ферритных и аустентичных нержавеющих сталей. Посетите сайт ассортимента Deco, чтобы узнать больше.
Ферритная нержавеющая сталь для магнитных приложений
Часто возникает вопрос, где находятся рынки сбыта нержавеющих сталей P / M.На этот вопрос было сложно ответить. Нержавеющие стали дороже легированных, потому что они содержат хром для обеспечения коррозионной стойкости. Хром представляет собой проблему для производителей деталей из P / M. Многие детали спекаются при температуре 2050 ° F (1120 ° C). Более того, большинство настаивает на включении в атмосферу для спекания не менее 25% азота. Если для спекания выбирается 2050 ° F (1120 ° C), поверхностные оксиды часто восстанавливаются только частично. Кроме того, если азот разбавляет атмосферу спекания, происходит азотирование, ограничивающее коррозионную стойкость.Поэтому рынок нержавеющих сталей P / M ограничен из-за ограниченной коррозионной стойкости.
Тем не менее, существует значительный рынок прутков из нержавеющей стали. Один из таких рынков, совершенно неразвитый, – это запасные части для магнитомягких устройств. Этот рынок приобретает все большее значение для автомобильной промышленности, поскольку срок гарантии составляет до десяти лет. Детали из ферритной нержавеющей стали P / M могут удовлетворить потребности этого развивающегося рынка. Если высокотемпературное спекание (2300 ° F, 1260 ° C) и водород используется для уменьшения поверхностных оксидов, то магнитные свойства постоянного тока могут быть такими же, как у деформируемых продуктов.В этот документ будут включены данные, сравнивающие магнитные свойства при постоянном токе нержавеющей стали P / M 410L и 434 с характеристиками кованых изделий. Обсуждаемые свойства будут включать магнитную индукцию, остаточную индукцию, относительную максимальную проницаемость и коэрцитивную силу. Также будет обсуждаться проблема высоких скоростей усадки в результате высокотемпературного спекания, и будут представлены ожидаемые допуски от спеченных деталей.
Некоторые магнитные детали также требуют холодной деформации, поэтому будут учитываться пластичность, свойства при растяжении, включая предел прочности на разрыв, предел текучести и относительное удлинение.Эти свойства будут связаны с коваными свойствами.
Работа завершится рассмотрением проблем, требующих решения, и предложениями приложений, которые могут появиться в 1990-х годах.