Стали хромистые: Хромистые стали | Учебные материалы

alexxlab | 09.11.1989 | 0 | Разное

Содержание

Хромистые стали и их недостатки

Минимум хрома, необходимого для придания стали нержавеющих свойств – 13 процентов. Такие стали прекрасно выдерживают коррозию в атмосфере, солях, органических кислотах, слабых растворах, иных химических веществах и агрессивных средах. Чтобы повысить коррозионную стойкость стали, ее подвергают термической обработке, полировке и шлифованию. Как правило, чем больше углерода содержится в хромистых сталях, тем больше будет выделяться карбидов хрома, как следствие – снижение коррозионной стойкости сталей, в том числе, стали ЭИ868. Чем меньше в хромистой стали содержится углерода, тем более коррозионностойкой она является. При этом, с понижением содержания углерода в таких сталях, повышается их жаропрочность. Их основной недостаток – неустойчивость к коррозии в хлорированных средах.

Отличной устойчивостью к коррозии отличаются хромоникелевые стали, они хорошо штампуются, довольно легко режутся, свариваются, обладают устойчивостью к повышенным температурам. Ферритные низкоуглеродистые стали отличаются высокой коррозионной стойкостью, их используют в производстве различных изделий, работающих в азотной кислоте, селитре, растворах аммиака и прочих агрессивных средах. Такие стали могут использоваться как без термической обработки, так и отожженными.

Их недостатки – трудная свариваемость, невысокая прочность, рост зерна во время нагревания, межкристаллитная коррозия, а также данные виды стали становятся хрупкими при нагревании от 400 градусов до температуры 500 градусов. Чтобы сталь не подвергалась межкристаллитной коррозии, следует уменьшить в ее составе количество углерода, вводя в нее титан, ниобий или другие химические элементы, которые относятся к классу карбидообразующих. Сталь, в составе которой нет титана, не рекомендуется использовать для сварных конструкций. Если же в стали содержание углерода снижено, то она, так же как и инструментальная сталь, может быть использована в различных сферах и отраслях, где от стали требуется твердость и прочность.

Хромистые стали

Сеть профессиональных контактов специалистов сварки

Хромистые стали не являются дефицитными в отношении легирования материалами и находят широкое применение для изготовления различного рода техники, работающей при высоких давлении и температуре в условиях воздействия агрессивных сред.

Легирование хромом не только обеспечивает коррозионную стойкость сталей в окислительных средах, но и определяет их структуру, механические свойства, жаропрочность, технологические свойства. Образуя с железом непрерывный ряд твердых растворов при концентрациях до 12 %, хром затем способствует замыканию γ-области, что является основной причиной формирования в хромистых сталях различной структуры и многообразия их свойств.

Другие страницы по теме

Хромистые стали:

В соответствии с диаграммой Fe – Cr (рис. 1) γ-область ограничена справа двумя линиями, замыкающими гетерогенный участок

α

(δ) + γ.

Хром сильно влияет на положение критических точек, отмечающих αγ-превращение. Вначале увеличение содержания хрома при водит к понижению точки А3. При концентрациях до 8 % хром относится к элементам, способствующим устойчивости аустенита и расширению его температурной области. Большие концентрации хрома повышают точку А3. У сплавов с αγ-превращением легирование хромом значительно снижает также критическую скорость охлаждения. В результате этого при низком содержании углерода у хромистых сталей возможно формирование однофазной мартенситной структуры. Наглядным примером этого является формирование мартенсита в структуре стали Х9М при охлаждении от 800оC даже с весьма низкой (~1oС/с) скоростью.

Рисунок 1. Диаграмма состояния сплавов Fe – Сr.

Рис. 2. Влияние углерода на замыкание γ-области у сплавов Fe – Сr.

В безуглеродистых сплавах

γ-область замыкается при 11 … 12 % Сr. При более высоком содержании хрома аустенит встречается только в сплавах с высоким содержанием углерода (рис. 2). При содержании -12 % Сr у низкоуглеродистых сталей после охлаждения наряду с мартенситом в структуре обнаруживается некоторое количество ферритной составляющей.

При >12 % Сг все безуглеродистые сплавы являются ферритными.

Хром эффективно повышает коррозионную стойкость сталей при концентрациях >12 %. Поэтому менее легированные хромистые стали применяют в основном как конструкционный материал для высоконагруженного энергетического и нефтехимического оборудования. Из сталей с ≥13 % Сг изготовляют оборудование для работы в агрессивных жидких и газовых средах (морской воде, кислотах, продуктах сгорания топлива и т.п.). Обладая высокой коррозионной стойкостью, высоколегированные хромистые стали ферритного класса не пригодны для оборудования, работающего в условиях высокотемпературной ползучести. Это связано с низкой жаропрочностью, обусловленной ферритной структурой высокохромистых сталей.

Совместное легирование хромом и никелем способствует получению в сталях однородных и гетерофазных структур, формированию наряду с мартенситом и ферритом также аустенитной составляющей, количество которой зависит от концентрации указанных выше элементов. Структура хромистых сталей, дополнительно легированных никелем, может быть оценена с помощью диаграммы Шеффлера (см. на странице Аустенитные стали рисунок 1 ). Эта диаграмма позволяет также рассчитать влияние на структуру других легирующих элементов.

В соответствии с ГОСТ 5632-72 высоколегированные стали подразделяются на группы: коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные.

В зависимости от структуры хромистые стали могут быть отнесены к различным классам:

мартенситному, мартенситно-ферритному, ферритному, аустенитно-мартенситному и аустенитно-ферритному

Copyright. При любом цитировании материалов Cайта, включая сообщения из форумов, прямая активная ссылка на портал weldzone.info обязательна.

Марки и состав хромистых нержавеющих сталей ГОСТ 5632-72

Справочная информация

Хромистые нержавеющие стали подразделяются на три типа [по содержанию хрома]:

  • 13% хрома,
  • 17% хрома,
  • 27 % хрома,

Стали с содержанием хрома 13 %, в зависимости от требований имеют различное содержание углерода (от 0,04 до 0,45 %).
Стали с содержанием хрома 17 ÷ 18% и 25 ÷ 28 % имеют иногда небольшие добавки титана и никеля [Ni].
Титан вводят для измельчения зерна, а никель для улучшения механических свойств.

Составы хромистых нержавеющих сталей приведены в таблице:

Состав хромистых нержавеющих сталей, % (ГОСТ 5632-72)

Класс стали

Содержание хрома (Cr, %)

Марка стали

C

Cr

Ферритная

13

08X13

≤0,08

12 ÷ 14

Мартенситно-Ферритная

12X13

0,09 ÷ 0,15

Мартенситная

20X13

0,16 ÷ 0,25

Мартенситная

30X13

0,26 ÷ 0,35

Мартенситная

40X13

0,36 ÷ 0,45

Ферритная

17

12X17

≤0,12

16 ÷ 18

Ферритная

08Х17Т

≤0,08

Мартенситная

14Х17Н2*

C: 0,11÷0,17

Ni:

1,5 ÷ 2,5

Ферритная

25

15Х25Т

≤0,15

24 ÷ 27

Ферритная

28

15X28

27 ÷ 30







Примечание:
Во всех сталях Si и Mn 0,6 ÷ 0,8 %, S < 0,025 % н Р < 0,030 %.
Содержание титана от не менее чем пятикратного содержания углерода до ие более чем 0,8 ÷ 0,9 %. М – мартенситный, Ф – ферритный классы стали

* Содержит 1,5 – 2,5 % Ni

В зависимости от содержания углерода хромистые стали могут относиться к разным структурным классам, что и отражено в таблице.

1. Стали типа 15Х28 и 12Х17 относятся к сталям ферритного класса, их структура – феррит и у них нет фазовых превращений.

Иное положение у сталей с 12 – 14 % хрома.

2. Сталь 08X13 при минимальном содержании углерода и максимальном хрома – ферритная, а при минимальном содержании хрома испытывает гамма-альфа превращение. В зависимости от конкретного состава сталь

40X13 может быть до-эвтектоидной и за-эвтектоидной.

В сталях 20X13, 30X13 и 40X13 из-за высокого содержания хрома охлаждение на воздухе приводит к получению мартенсита, твердость которого существенно зависит от содержания углерода и температуры нагрева под закалку, обеспечивающей растворение карбидов.

Для малоуглеродистых (C< 0,1 %) высокохромистых сталей типичная структура — феррит.

Стали типа 08 – 40Х13 — распространенные и наиболее дешевые нержавеющие стали:

• стали такого типа применяют для бытовых назначений и в технике (лопасти гидротурбин, лопатки паровых турбин). Стали с низким содержанием углерода (08X13, 20X13) пластичны, из них хорошо штампуются различные детали;

• стали 20X13 и 40X13 обладают высокой твердостью и повышенной прочностью, из них изготавливают детали повышенной прочности и износоустойчивости при высокой коррозионной стойкости (различный инструмент, в том числе хирургический, подшипники, пружины и другие детали, работающие и активной коррозионной среде).

• стали с 17 % хрома обладают более высокой коррозионной стойкостью.

Ввиду высокого содержания хрома стали типа 12Х17 можно применять и как жаростойкие (окалиностойкие) при рабочих температурах не выше 900 °С.

Присадки никеля к сталям с 17 % Cr и повышение в них содержания углерода приводят к появлению γ↔α – превращений. Однако подобное превращение в этой стали протекает не до конца, что, тем не менее, дает заметное упрочнение.

В группе сталей с 17 % Cr сталь 14Х17Н2 является высокопрочной и применяется там, где требуется повышенная прочность при коррозионных свойствах, присущих сталям с 17 % хрома.

У нас Вы можете купить сталь 20Х13, 14Х17Н2, 40Х13 в следующих видах металлопроката:

• круг ГОСТ 2590-2006 горячекатаный от 10 до 300мм,
• круг ГОСТ 7417-75 калиброванный от 5 до 80мм,
• круг ГОСТ 8479-70 поковка круглая от 240 до 1000 мм;
• квадрат ГОСТ 2591-2006 горячекатаный от 10 до 200 мм,,
• квадрат ГОСТ 8559-75 калиброванный от 5 до 60 мм,
• лист ГОСТ 19903-74 горячекатаный от 2 до 100мм,
• шестигранник ГОСТ 2879-2006 горячекатаный от 10 до 75мм,
• шестигранник ГОСТ 8560-78 калиброванный от 5 до 63мм,
• проволока нержавеющая ГОСТ 18143-73 диаметр от 0,3 до 7,0 мм,


Подробная информация о наличии, ценах, условиях и сроках поставки по телефонам:
+7 (343) 268-7815 |
+7 (343) 213-1014 |
+7 (950) 208-1282 |
+7 (902) 255-6262 WhatsApp и Viber |
+7 (904) 178-4756 |
или e-mail: [email protected]

12.4. Хромистые стали

Эти стали коррозионностойки во влажной атмосфере и водяном паре; в водопроводной и речной воде; в хорошо аэрируемых морской воде и влажной почве; в азотной и некоторых органических кислотах.

Содержание хрома в этих сталях составляет 13…18 %, реже 25…30 %. Стали, содержащие 13 % хрома и  0,1 % углерода, относятся к ферритному классу; 0,1…0,2 % углерода – к мартенситоферритному; 0,2…0,45 % углерода – к мартенситному. Более высокохромистые сплавы (17…28 % хрома) имеют пониженное содержание углерода (0,1…0,15 %) и относятся к ферритному классу.

Ферритные стали не имеют фазовых превращений в твердом состоянии и не могут быть подвергнуты упрочняющей термической обработке. Из них изготовляется оборудование азотно – кислотных заводов (емкости, трубы).

Стали мартенситного класса 20Х13 и 30Х13 используют как конструкционный коррозионностойкий материал, а поэтому для получения высокой прочности при удовлетворительной пластичности их подвергают улучшению: закалке с последующим высоким отпуском при температуре 650-750 С.

Сталь 40Х13 по своим свойствам близка к инструментальным сталям. Ее подвергают закалке и низкому отпуску при температуре 200-250 С для получения наибольшей твердости и износостойкости. При отпуске обеднение твердого раствора хромом небольшое, а поэтому коррозионная стойкость остается высокой. Эта сталь пригодна для изготовления режущего хирургического и бытового инструмента, а также шарикоподшипников (рис. 5.1, а) и пружин, работающих в коррозионных средах.

12.5. Хромоникелевые нержавеющие стали

Хромоникелевые стали в равновесном и в наклепанном состоянии и при высоких температурах имеют более высокие механические свойства и кислотостойкость, чем хромистые стали.

Стали, содержащие 14…21, чаще 18 % хрома и не менее 9 % никеля, относятся к аустенитному классу. Стали, в состав которых входит 21…22 % хрома и  5…6 % никеля, имеют аустенитоферритную структуру. При содержании 14…17 % хрома, 5…9 % никеля сталь относится к аутенитомартенситному классу. Для уменьшения содержания дефицитного никеля в состав аустенитных сталей вводят марганец и азот.

Термическая обработка аустенитных сталей заключается в закалке с температур нагрева 1000…1050 С в воду. При нагреве происходит растворение карбидов хрома в аустените и повышение его коррозионной стойкости. Закалка фиксирует структуру твердого раствора хрома.

Закаленная аустенитная сталь приобретает повышенную пластичность. Для упрочнения аустенитной стали проводится ее деформирование при нормальных температурах, что вызывает эффект наклепа. При нагреве закаленной стали аустенит распадается с выделением мелкодисперсных карбидов хрома. Это не вызывает упрочнения, но снижает коррозионную стойкость. Особенно опасен нагрев в интервале температур 400-800 С, при котором из аустенита выделяется избыток углерода в виде карбида Cr23C6. Карбиды выделяются преимущественно по границам аустенитного зерна, в результате чего граница обедняется хромом. Электрохимический потенциал пограничных участков аустенитного зерна понижается, и при наличии коррозионной среды границы зерна становятся анодами. Развивается межкристаллитная коррозия

(при наличии нагрузки – коррозионное растрескивание).

Все способы борьбы с появлением склонности к межкристаллитной коррозии направлены на предотвращение выделения хрома из аустенита. С этой целью уменьшают содержание углерода в стали, либо вводят более сильный карбидообразующий элемент, который связывает весь углерод в карбид, а хром остается в твердом растворе. К таким элементам относится титан, содержание которого должно более чем в 5 раз превышать содержание углерода, а также ниобий.

Для аустенитных сталей, легированных титаном, рекомендуется применение стабилизирующего отжига. Закаленную сталь подвергают длительному отжигу при 850 С, при котором из аустенита выделяется карбид титана TiC, а хром остается в твердом растворе. При повторном нагреве у таких сталей структурных изменений не происходит и склонность к межкристаллитной коррозии не возникает.

Стали 04Х18Н10, 08Х18Н10, 08Х18Н10Т и 12Х18Н10Т вследствие малого содержания углерода и дополнительного легирования титаном не склонны к межкристаллитной коррозии. Такие стали называются стабилизированными. Стали поставляют в закаленном состоянии. Их можно использовать при нагреве до 600 С в агрессивной среде и сваривать.

Стали 12Х18Н9 и 17Х18Н9 склонны к межкристаллитной коррозии, поэтому после закалки их нельзя нагревать выше 400 С, в т.ч. сваривать.

Аустенитные хромоникелевые стали широко используют в конструкциях, изготовляемых из листовой стали штамповкой и сваркой (обшивки, оболочки, емкости, трубопроводы и т.п.) в самолетостроении, машиностроении, приборостроении, судостроении, химической промышленности и пищевом машиностроении.

Аустенитно – ферритные стали используются как заменители аустенитных сталей, так как, обладая теми же механическими и достаточно высокими коррозионными свойствами в окислительных средах, более технологичны и меньше содержат дефицитного никеля.

Закалка фиксирует двухфазную структуру аустенита и феррита. При последующем старении происходит упрочнение стали за счет выделения из аустенита и феррита промежуточных фаз, образованных легирующими элементами (Ni, Al, Ti, Mo и т.д.). Выделение этих фаз не изменяет содержание хрома в феррите и аустените, а поэтому коррозионная стойкость не ухудшается.

Аустенитно – мартенситные стали используются как коррозионностойкий высокопрочный конструкционный материал. Обладая достаточно высокими коррозионными свойствами в окислительных средах, они значительно прочнее коррозионностойких сталей аустенитного класса.

Закалка фиксирует двухфазную структуру аустенита и мартенсита. При последующей обработке холодом часть этого аустенита превращается в мартенсит, что вызывает упрочнение. Искусственное старение (450…500 С) дополнительно упрочняет сталь за счет выделения промежуточных фаз (например, Ni3Al в стали 10Х15Н9Ю) из мартенсита, не изменяя высокого содержания хрома в этих фазах.

Обработка давлением приводит к более полному превращению аустенита в мартенсит и увеличивает эффект упрочнения при старении.

Недостатком сталей мартенситно – аустенитного класса, например, стали 09Х15Н8Ю, следует считать сложность термической обработки.

Хромистые стали – Справочник химика 21

    Структурное состояние хромистых сталей [c.218]

    Хромистые стали мартенситного класса [c.220]


    Стали системы Fe- – r (хромистые стали) 218 [c.296]

    Аппарат должен обладать способностью к длительной эксплуатации и обеспечивать длительный межремонтный период. Это требует выполнения правильного выбора конструкции, применения соответствующих стойких и прочных материалов и надлежащего качества изготовления. Так, ирименение биметалла и хромистых сталей для ректификационных колонн, торцовых уплотнений вращающихся валов вместо сальниковых для кристаллизаторов установок депарафинизации масел позволило увеличить межремонтный период агрегатов. [c.27]

    Например, известно, что при недостаточном количестве молибдена хромистые стали приобретают большую хрупкость. Так, в трубах из стали, содержащей 4—6% хрома (без молибдена), после некоторого срока службы при повышенных температурах металл в холодном состоянии терял вязкость и трубы становились настолько хрупкими, что при чистке бойками образовывались большие сквозные продольные трещины. [c.154]

    Существенным недостатком хромоникелевых так же, как и хромистых, сталей является их подверженность в определенных условиях некоторым видам местной коррозии, связанным с местным нарушением пассивного состояния, в том числе и межкристаллитной коррозии. [c.421]

    Допускаемые напряжения для теплоустойчивых хромистых сталей [c.440]

    Мы не затрагиваем вопроса о влиянии на коррозию химического состава самого металл . Хорошо известно, что различные добавки, вводимые в состав специальных (легированных) сталей, неодинаково влияют на их стойкость против коррозионных процессов в различных условиях. Так, широкое применение в качестве нержавеющей стали получили хромоникелевые и хромистые стали. Характер действия таких добавок может быть различным. Одни из них повышают термодинамическую устойчивость анодной )азы, другие —пассивируемость ее, третьи благоприятно влияют на катодные участки поверхности. Некоторые добавки приводят к лучшему экранированию поверхности металла защитным слоем, образуемым продуктами коррозии. [c.461]

    В виде примера вычислим состав коррозионностойкой хромистой стали, содержащей / атомной доли хрома в твердом растворе. Атомный вес железа равен 55,85, хрома — 52,01, и = 1  [c.127]


    В некоторых случаях наличие примесей в сплаве, в частности углерода в хромистых сталях, склонного к образованию карбидов хрома и железа, вызывает необходимость увеличения содержания легирующего элемента па то количество, которое расходуется па образование этих карбидов, с таким расчетом, чтобы содержание хрома в [c.128]

    Превращение в хромистых сталях из у – области определяегся содержанием углфода и легирующих элементов и может протекать диффузионным равновесным пугем или по бездиффузионному (мартенситному) механизму. [c.219]

    В зависимости от основной структуры, получаемой при охлаждении на воздухе после высокочемперазурного нагрева, хромистые стали делятся на следуюшие структурные классы  [c.219]

    Оптимальное содержание в свариваемых хромистых сталях углерода не превышает 0,10 – 0,20%, Повышенное содержание углерода сказывается отрицательно в жаропрочных сталях вследствие более интенсивного перераспределения легирующих элементов между твердым раствором и карбидной фазой, обедняющих твердый раствор. Содержание углерода выше оптимального отрицательно сказьшается также на пластичности как кратковременной, так и длительной, уменьшает сопротивление распространению трещины, а также ухудшает свариваемость стшш. [c.220]

    Молибден – обязательный элемент хромистых сталей, который уст )аняст отпускную и тепловую хрупкость и увеличивает сопротивление ползучести при высоких температурах. [c.221]

    С точки зрения коррозионной стойкости, оптимальное содержание Сг в стали составляет 12-14%. Такой уровень легирования Сг обеспечивае г легкую пассивацию поверхносги во многих агрессивных средах, связанных с производством нефтехимических продуктов. При повышении содержания хрома более 12% коррозионная стойкость практически не увеличивается. Вместе с тем в этом случае имеет место проявление склонности стали к охрупчиванию и снижению прочности в связи с формированием в структуре значительного количества ферритной составляющей. 13-14 %-ные хромистые стали с частичным у-а (М)- превращением относят х мартенситно – феррит-ным. Эти стали известны еще под названием полуферритных. По структуре мартенситно-ферритные стали соответствуют сплавам Ре – Сг. Количество 6- феррита в сталях повышается с увеличением содержания Сг и снижением концентрации углерода. С введением углерода границы существования области у – твердых растворов сдвигаются в сторону более высокого содержания Сг. У 13% – ных хромистых сгалей С диаграмма распада аустенита состоит из двух областей превращения. При температурах выше 600 °С в случае достаточно низкой скорости охлаждения возможно образование ферритной составляющей структуры. Ниже 400 °С при более быстром охлаждении наблюдается бездиффузионное превращение аустенита в мартенсит. Количество образовавшегося мартенсита в ка-асдом из указанных температурных ингервалов зависит, главным образом, от скорости охлаждения и содержания углерода в стали. [c.234]

    Однако хромистые стали 08X171 и 15X251, легированные титаном до 0,80 и 0,90% соответственно, которьгй способствует образованию значительно более стойких карбидов, не имеют преимуществ, с [c.244]

    При проектировании крекинг-установок большое внимание уделяется подбору материалов для изготовленяя аппаратов и к эммуникаций и защите их ох коррозии и абразивного износа. Реакторы усхановок, перерабатывающих сернистое сырье, часто изготовляют из двухслойного металла, например состоящего из слоя V углеродистой стали (Ст.З) и слоя, содержащего 11—13% хрома (сталь марки ЭИ 496) [18]. Хромистая сталь или внуэренняя облицовка из нее значительно лучше противостоят высокотемпературной сернистой коррозии, чем углеродистая сталь. Внутренние элементы реактора делают обычно из нержавеющей стали. [c.133]

    Охлаждающие змеевики регенераторов предпочитают собирать из легированных труб — хромоникелевых и хромомолибденовых, поскольку трубы из углеродистой стали сильно окисляются, провисают и деформируются [18]. Для защиты от сернистой коррозии многие испарители и рекгификационные колонны облицовывают изнутри листами хромистой стали или выполняют из двухслойного металла. Часто защищают от коррозии только те участки колонны, где рабочие температуры потоков превышают 315° [164]. [c.133]

    Каскадные и колпачковые тарелки колонн установок, предназначаемых для крекинга высокосернистого сырья, обычно изготовляют из стали с содержанием хрома до 12%. Нижнюю часть корпуса колонны защищают от коррозии, например, путем пла кирования его слоем хромистой стали толщиной около 3 мм. [c.179]

    Корпус насосов, перекачивающих жидкости, химически действующие на чугун н углеродистые стали, изготовляют из ферросилиция, хромонике 1епоГ1 и хромистой сталей, высокохромистых чугу-иов и т. д. [c.97]

    Материалом для изготовления валов обычно служит горячий прокат конструкционных углеродистых сталей (сталь 35 и сталь 40) и легированных, в основном хромистых сталей (40Х, 1Х13/ЭЖ-1, 2Х13/ЭЖ-2 и ЗХ13/ЭЖ-3). [c.148]


    А — углеродистая сталь, чугун, специальный чугун, К — хромистая сталь марки Х18Н10Т (ГОСТ 5632—61), Е — хромистоникельмо-либденовая сталь марки Х18Н12МЗТ (ГОСТ 5632—61) цифра, стоящая после буквы, определяет мощность электродвигателя в кВт следующая за ней цифра обозначает конструктивное исполнение электронасоса. [c.178]

    Б трубчатых печах применяют бесшовные трубы диаметром 102, 127 и 152 мм. Материал труб выбирают в зависимости от температуры процесса и коррозионных свойств среды. При температурах до 400° С и переработке среды, пе обладающей коррозионными средствами, используют трубы из стали 20 при той же температуре, но при переработке сернистых соединений — из хромистой стали Х5, а если эта среда нагревается до температуры 450—600° С, то из стали Х5ВФ. Для высокотемпературных процессов, проходящих при 650—850° С, применяют трубы из сталей X23HI8 или X18h20T. [c.171]

    Хромистые стали 15Х25Т и 15X28 стойки во многих коррозионных средах и термостойки, они более дешевы по сравнению с хромоникелевыми, однако плохо свариваются, сварные швы требуют специальной обработки, поэтому их применяют для аппаратов, работающих без давления, и в различных неответственных узлах аппаратуры. [c.17]

    При восстановлении хромистого железняка углем получается сплав хрома с железом — феррохром, который непосредственно используется в металлургической промышленности при производстве хромистых сталей. Для получения чистого хрома сначала по-лучаюг оксид хрома(П1), а затем восстанавливают его алюмино-термнческим способом. [c.654]

    Металлический хром используется для хромирования, а также в качестве одного из важнейших компонентов легироп.анных сталей. Введение хрома в сталь повышает ее устойчивость против коррозии как в водных средах при обычных температурах, так и в газах при повышенных температурах. Кроме того, хромистые стали обладают повышенной твердостью. Хром входит ii состав нержавеющих, кислотоупорных, жаропрочных сталей (см. также стр. 555, 559, 686). [c.654]

    Футеровочные плиты барабана обычно изготовляют из отбелен-1 ого чугуна, марганцовистой и хромистой сталей. Из стали 110Г13Л изготовляют футеровочные плиты барабанных измельчителей большого диаметра. Толщина броневых плит от 50 до 150 мм в крупных измельчителях. Профили футеровочных плит и способы их крепления (болтового и безболтового) приведены на рис. 6.29, а, б. При-гленяемая в последние годы резиновая футеровка шаровых измельчи-” елей (рис. 6.29, б) рациональна в случаях, когда используют шары диаметром менее 80 мм. Заметно снижаются уровень шума при работе и эксплуатационные расходы при массе футеровки, составляющей лишь 15—20 % массы стальных плит, срок службы возрастает в 2— 3 раза. [c.188]

    Алитирование хромистых сталей позволяет значительно расширить область их применения при повышенных температурах в агрессивных средах, содержащих сероводород. Коррозионная стойкость алитированных 3%-ных хромистых сталей в чистом сероводороде при 500—550 °С выше коррозионной стойкости стали 12Х18Н10Т. Для изготовления трубчатых змеевиков печей, а также для коммуникационных трубопроводов и пучков трубчатых теплообменников в США и некоторых других странах на установках гидроочисткн нефтепродуктов используют в промышленном или опытном масштабе алитированные трубы из стали 15Х5М взамен труб из дорогой стали типа 18—8. Опыт подтверждает целесообразность такой замены материала. [c.27]

    Хромистые стали сильнее подвержены азотированию, чем хромоникелевые, причем чем больше содержание в стали никеля, тем она более стойка к пасыш,ению азотом. [c.173]

    Перспективными работоспособными материалами, разработанными ЦНИИТмашем и МО ЦКТИ, являются сталь 20Х12Г10АС2 (для изготовления креплений пароперегревателей газомазутных котлов, работающая при температуре до 650 °С), сталь марки 40Х15Г14СЮ и хромистая сталь с алюминием типа 0Х27Ю5А. [c.178]

    Различные материалы сопротивляются кавитации по-разному. Неоднородные структуры, содержащие точки слабого сопротивления, благоприятствуют появлению микрокаверн. Наоборот, гомогенные мелкозернистые структуры сопротивляются кавитации лучше. Положение сплавов в порядке возрастания сопротивления кавитации [23] чугун, обычная бронза, алюминиевая бронза, углеродистая сталь, хромистая сталь, нержавеющая сталь. Пористые и шероховатые поверхности, а также острые выемки снижают сопротивление кавитации так же, как и сопротивление усталости. [c.146]

Хромистая сталь – марка – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Хромистая сталь – марка

Cтраница 2

Хромистая сталь марок X ( см. табл. 26) после закалки в масле получает твердость HRC 62 – 64, которая сохраняется при отпуске до 170 С, эту сталь применяют для измерительного инструмента, сверл и разверток. Вместе с высокой твердостью сталь обладает малой деформацией при закалке.  [16]

Шпиндели изготовляют из хромистых сталей марок 20Х, 40Х, хро-моникелевых и других легированных сталей. Для шпинделей некоторых тяжелых станков применяют стальное литье или чугун.  [17]

Для ударно-штампового инструмента используется хромистая сталь марок Х12М и X – для холодильных штампов, хро-мовольфрамовая 4ХНВ2 – для горячих штампов, сталь марок 5ХНМ и 5ХНТ – для молотовых штампов, сталь 5ХГМ – – для штампов мощных молотов.  [18]

Шлицевые калибры изготовляют из хромистой стали марок X или ХГ. Ввиду того, что шлицевые калибры изготовляют мелкими сериями, обработку их производят преимущественно на универсальных станках. Для экономии инструментальной стали к шлицевым пробкам диаметром свыше 60 мм приваривают ручку из конструкционной стали. Заготовки получают путем разрезания горячекатан-ных прутков.  [19]

Шлицевые калибры изготовляют из хромистой стали марок X или ХГ. Ввиду того что шлицевые калибры изготовляют мелкими сериями, обработку их производят преимущественно на универсальных станках. Для экономии инструментальной стали к шлице – вым пробкам диаметром свыше 60 мм приваривают ручку из конструкционной стали. Заготовки получают путем разрезания горячекатаных прутков.  [20]

Для ударно-штампового инструмента используют хромистую сталь марок Х12М и X – для холодных штампов, хромовольфра-мовую 4ХНВ2 – для горячих штампов, сталь марок 5ХНМ и 5ХНТ – для молотовых штампов, сталь 5ХГМ – для штампов мощных молотов.  [21]

Литая модификация 12 % – ной хромистой стали марки 1Х12ВНМФ ( ЭИ802) применяется в котлотурбостроении. Ее применяют в литом и термически обработанном состоянии для крупногабаритных и других отливок.  [22]

Для объемной закалки чаще всего используют углеродистую хромистую сталь марки ШХ15, содержащую около 1 % углерода и 1 5 % хрома.  [23]

Из данных табл. 4 видно, что хромистые стали марок 1X13, Х25, Х17Т и хромоникелевая сталь 1Х18Н9Т весьма стойки в среде высших меркаптанов при 120 С. Обычная углеродистая сталь в этих условиях корродирует.  [24]

Детали проточной части химических насосов выполняются из хромистой стали марок Х28, Х34, Х18Н9Т, хромоникельмолибденовой стали Х18Н12МЗТ и др. Применяются также пластмассы, фарфор, покрытия из резины, смолы, эмали, стекла. Уплотнение вала химических насосов торцовое с резиновым уплотнителъным кольцом, а также торцовое уплотнение с сильфоном из пластмассы или металла.  [25]

Шпиндели у вентилей и задвижек изготовляют из хромистой стали марок 2X13 и 3X13 или из низколегированной стали с азотированной поверхностью. Наличие графита в сальниковой набивке препятствует коррозии твердой, как стекло, полированной поверхности азотированного шпинделя. Герметичность сальника с таким шпинделем не нарушается частым открыванием и закрыванием вентиля. Однако там, где возможна коррозия, применяют хромистую сталь или на шпиндель из качественной стали наносят слой твердого хрома.  [26]

Хромокремнистая сталь марки 9ХС по сравнению с хромистой сталью марки 9Х имеет значительно большее содержание кремния.  [27]

Так, если максимальная температура по жаростойкости для хромистой стали марок 1X13, Х17, Х25 составляет 750, 870 и 1100 С, то соответственно по жаропрочности имеем 500, 525 и 550 С.  [29]

Страницы:      1    2    3    4

Хромистую сталь впервые стали производить в Древней Персии в 11 веке

Согласно новому исследованию, проведенному учеными из Университетского колледжа Лондона (UCL), еще в 11 веке в Персии начали добавлять хром в процесс производства стали. Ранее считалось, что хромистая сталь была инновацией XX века. Открытие, описанное в Journal of Archaeological Science, было сделано с помощью ряда средневековых персидских рукописей, которые привели исследователей к археологическим раскопкам в деревне Чахак на юге Ирана. Об этом сообщает портал EurekAlert! со ссылкой на официальный сайт UCL.

Чахак описана в исторических рукописях XII-XIX веков как некогда известный центр производства стали и единственный известный археологический объект на территории современного Ирана, где были найдены свидетельства изготовления тигельной стали.

Рукопись «аль-Джамахир фи Марифа аль-Джавахир» («Компендиум для познания драгоценных камней», 10-11 вв. н.э.), написанная персидским эрудитом Абу-Райханом Бируни, имела особое значение для исследователей, поскольку в ней содержалась единственный известный рецепт изготовления тигельной стали (стали, полученной в жидком виде в специальных горшках – тиглях). В этом рецепте записан таинственный ингредиент, который ученые определили как минерал хромит для производства хромовой тигельной стали.

Команда использовала метод радиоуглеродного датирования нескольких кусков древесного угля, извлеченных из тигельного шлака (побочных продуктов, оставшихся после отделения металла). С его помощью они определили возраст материала – около тысячи лет. В образцах они обнаружили остатки рудного минерала хромита, который был описан в рукописи Бируни как важная добавка к процессу плавления стали.

Авторы исследования также определили, что массовая доля хрома в стальных частицах, сохранившихся в тигельных шлаках, составляла 1-2%. Это свидетельствует о том, что хромитовая руда действительно образовывала сплав хромистой стали.

Исследователи полагают, что их открытие знаменует особую традицию производства стали в персидских тиглях, отличной от более известных центральноазиатских методов в Узбекистане и Туркменистане, где производили сталь с низким содержанием хрома (массовая доля около 1%).

На изображении: шлак, приставший к внутренней части осколка тигля

[Фото: Rahil Alipour, UCL]

Металлический профиль: хром – свойства, история и многое другое

Металлический хром наиболее широко известен из-за его использования в хромировании (которое часто называют просто «хромом»), но чаще всего он используется в качестве ингредиента в нержавеющих сталях. Оба применения выигрывают от твердости хрома, устойчивости к коррозии и способности полироваться до блестящего внешнего вида.

Свойства

  • Атомный символ: Cr
  • Атомный номер: 24
  • Атомная масса: 51.996 г/моль 1
  • Категория элемента: переходный металл
  • Плотность: 7,19 г/см 3 при 20°C
  • Температура плавления: 3465°F (1907°C)
  • 40:007 2671°C)
  • Твердость по Моосу: 5,5

Характеристики

Хром — это твердый металл серого цвета, который ценится за его невероятную устойчивость к коррозии. Чистый хром является магнитным и хрупким, но в сплаве его можно сделать ковким и отполировать до яркого серебристого цвета.

Хром получил свое название от khrōma, греческого слова, означающего цвет, из-за его способности образовывать яркие красочные соединения, такие как оксид хрома.

История

В 1797 году французский химик Николя-Луи Воглен произвел первый чистый металлический хром, обработав крокоит (хромсодержащий минерал) карбонатом калия, а затем восстановив полученную хромовую кислоту углеродом в графитовом тигле.

Хотя соединения хрома использовались в красках и красках на протяжении тысячелетий, только после открытия Воглена использование хрома в металлических приложениях начало развиваться.В конце 19 — начале 20 века металлурги Европы активно экспериментировали с металлическими сплавами, пытаясь получить более прочные и долговечные стали.

В 1912 году, работая в Firth Brown Laboratories в Великобритании, металлург Гарри Брирли получил задание найти более прочный металл для орудийных стволов. Он добавил хром, который, как известно, имел высокую температуру плавления, в традиционную углеродистую сталь, в результате чего была получена первая нержавеющая сталь. Однако примерно в то же время другие, в том числе Элвуд Хейнс в США и инженеры Круппа в Германии, также разрабатывали хромсодержащие стальные сплавы.С развитием электродуговой печи вскоре последовало крупномасштабное производство нержавеющей стали.

В тот же период также проводились исследования по гальваническому покрытию металлов, что позволило более дешевым металлам, таким как железо и никель, внедрить в их внешний вид стойкость хрома к истиранию и коррозии, а также его эстетические качества. Первые хромированные элементы появились на автомобилях и дорогих часах в конце 1920-х годов.

Производство

Промышленные продукты хрома включают металлический хром, феррохром, хромовые химикаты и формовочные пески.В последние годы наметилась тенденция к большей вертикальной интеграции в производстве хромовых материалов. То есть все больше компаний, занимающихся добычей хромитовой руды, также перерабатывают ее в металлический хром, феррохром и, в конечном счете, в нержавеющую сталь.

В 2010 году мировое производство хромитовой руды (FeCr 2 O 4 ), первичного минерала, добытого для производства хрома, составило 25 миллионов тонн. Производство феррохрома составило около 7 миллионов тонн, а производство металлического хрома – около 40 000 тонн.Феррохром производят исключительно в электродуговых печах, тогда как металлический хром можно получать электролитическим, силикотермическим и алюминотермическим способами.

При производстве феррохрома тепло, создаваемое электродуговыми печами, достигающее 5070 ° F (2800 ° C), заставляет уголь и кокс восстанавливать хромовую руду посредством карботермической реакции. Как только в поде печи выплавлено достаточное количество материала, расплавленный металл сливают и затвердевают в больших отливках перед дроблением.

На алюминотермическое производство металлического хрома высокой чистоты приходится более 95% производимого сегодня металлического хрома. Первый шаг в этом процессе требует, чтобы хромитовая руда обжигалась с содой и известью на воздухе при температуре 2000 ° F (1000 ° C), что создает хромат натрия, содержащий огарок. Его можно выщелачивать из отходов, а затем восстанавливать и осаждать в виде оксида хрома (Cr 2 O 3 ).

Затем оксид хрома смешивают с порошком алюминия и помещают в большой глиняный тигель.Затем на смесь наносят пероксид бария и порошок магния, а тигель окружают песком (который действует как изоляция).

Смесь воспламеняется, в результате чего кислород оксида хрома вступает в реакцию с алюминием с образованием оксида алюминия и, таким образом, с выделением расплавленного металлического хрома чистотой 97-99%.

Согласно статистике Геологической службы США, крупнейшими производителями хромитовой руды в 2009 г. были Южная Африка (33%), Индия (20%) и Казахстан (17%).Крупнейшие компании-производители феррохрома включают Xstrata, Eurasian Natural Resources Corp. (Казахстан), Samancor (ЮАР) и Hernic Ferrochrome (ЮАР).

Приложения

По данным Международной ассоциации развития хрома, из общего объема хромитовой руды, добытой в 2009 году, 95,2% было потреблено металлургической промышленностью, 3,2% – огнеупорной и литейной промышленностью и 1,6% – химической промышленностью. В основном хром используется в нержавеющих сталях, легированных сталях и сплавах цветных металлов.

Нержавеющие стали относятся к ряду сталей, которые содержат от 10% до 30% хрома (по весу) и которые не подвержены коррозии или ржавчине так же легко, как обычные стали. Существует от 150 до 200 различных составов нержавеющей стали, хотя только около 10% из них используются регулярно.

Хромовый суперсплав Торговые названия

Торговое наименование Содержание хрома (% веса)
Хастеллой-Х® 22
WI-52® 21
Васпалой® 20
Нимоник® 20
ИН-718® 19
Нержавеющая сталь 17-25
Инконель® 14-24
Удимет-700® 15

Источники:

Салли, Артур Генри и Эрик А.Брандес. Хром . Лондон: Баттервортс, 1954. .

улица, Артур. & Alexander, W. O. 1944.  Металлы на службе человека . 11-е издание (1998 г.).

Международная ассоциация разработчиков хрома (ICDA).

Источник: www.icdacr.com

Факты о хроме | Дартмутские токсичные металлы

Что такое хром?

Хром, «переходный» металл, имеет промежуточный атомный вес, то есть он не считается ни тяжелым, ни легким металлом.Он находится в основном в трех химических состояниях в зависимости от его электрического заряда. Распространенными формами являются хром-0, не имеющий заряда, хром+3, имеющий ионный заряд плюс 3, и хром+6, имеющий заряд плюс 6.

Металлический хром

(форма хром-0) — это элемент, который делает сталь «нержавеющей». Хром в этой форме тверд, стабилен и устойчив к химическим изменениям, таким как окисление или ржавчина. Сталь, легированная хромом, более твердая и менее хрупкая, чем железо, и обладает высокой устойчивостью к ржавчине.Эта форма хрома также используется для покрытия или «хромирования» поверхности других металлов для получения твердой, блестящей, химически стойкой поверхности.

Основной формой хрома, встречающейся в окружающей среде, является хром+3, который также довольно стабилен. Эта распространенная форма хрома всегда находится в комплексе с другими химическими партнерами, такими как кислород или хлор. В этих соединениях он очень «инертен к замещению», то есть устойчив к изменению своей формы или обмену своими химическими партнерами.

Хотя небольшое количество хрома+6 встречается в природе, большая часть хрома в этой форме создана человеком. Хром+6 легко и быстро восстанавливается до хрома+3 многими химическими веществами и условиями, поэтому он не очень стабилен в окружающей среде. Подобно хрому+3, хром+6 обычно находится в химических комплексах с другими элементами, например, связанным с несколькими атомами кислорода с образованием хромата. Очень трудно окислить хром+3 до хрома+6, хотя это можно сделать с помощью сильных окислителей и очень высоких температур.Промышленный процесс, называемый «обжиг», используется для окисления хрома+3, полученного из руд, в хром+6, форму, используемую в самых разных коммерческих продуктах.

Где находится хром?

Хром широко распространен в окружающей среде. В земной коре хром присутствует в среднем в количестве 140 частей на миллион (промилле), но распределен неравномерно. Высокие концентрации хрома можно найти в некоторых рудах, которые добываются в промышленных масштабах.

Следовые количества хрома содержатся в горных породах и почве, в пресной и океанской воде, в пище, которую мы едим и пьем, и в воздухе, которым мы дышим.Уровни содержания хрома в воздухе, как правило, выше в городских районах и в местах, где хромовые отходы или «шлак» производственных предприятий использовались в качестве свалок.

Отходы хрома были обнаружены на многих свалках и свалках токсичных отходов по всей стране, обычно в сочетании с другими металлами и химическими веществами. В водоразделе реки Аберхона недалеко от Бостона, штат Массачусетс, промышленные отходы, содержащие хром, загрязнили речные и прудовые отложения. В некоторых районах отложения содержат от одного до двух процентов хрома по весу.Однако недавние исследования показывают, что люди, живущие поблизости, очень мало подвергались воздействию хрома из этих отложений. Основное воздействие носит экологический характер в таких областях, как эта, где концентрации нескольких токсичных материалов коллективно угрожают водным пищевым цепям и дикой природе, которую они поддерживают.

Каково использование хрома?

Хром используется в красках, красителях, морилках, консервантах для древесины, отвердителях, ингибиторах ржавчины и многих других продуктах.Однако преимущественное использование хрома приходится на производство нержавеющей стали и хромирование. Радиоактивная форма хрома используется в медицине для маркировки или маркировки эритроцитов внутри человеческого тела. Маркировка является постоянной на протяжении всей жизни этой клетки, поэтому это полезный способ посмотреть на долгосрочные закономерности оборота клеток крови в организме, найти доказательства внутреннего кровотечения и провести аналогичные исследования.

Из-за коммерческого спроса хромсодержащие руды интенсивно добывались и перерабатывались в течение последнего столетия, и многие отрасли промышленности производят или используют хромсодержащие соединения.

Нужен ли нам хром для здоровья?

Людям нужен хром в форме хрома+3 для нормального здоровья. Тем не менее, большинство людей получают весь необходимый им ежедневный объем хрома из нормального хорошо сбалансированного питания.

За последнее столетие диетологи узнали, что определенные вещества, такие как витамины и минералы, необходимы для нормального функционирования и здоровья. Эти вещества не вырабатываются в организме, поэтому они должны поступать с пищей. (Британский флот обнаружил эту связь в 1700-х годах, когда они заметили, что у моряков в длительных морских путешествиях часто развивается заболевание, называемое цингой.Добавление цитрусовых, таких как лаймы, в рацион моряков предотвратило это заболевание. Так английские моряки впервые стали известны как «Лаймеи».) Поскольку хром присутствует во всех продуктах питания, и его особенно много в некоторых растениях, немногие люди испытывают дефицит хрома в пище.

Федеральное правительство устанавливает рекомендации по «Основному, безопасному и адекватному ежедневному потреблению с пищей» или ESADDI (ранее называвшемуся «Рекомендуемой суточной нормой» или RDA) основных витаминов или минералов.Для хрома рекомендуемый уровень ESADDI составляет 50-200 мкг хрома в день. Хром является стандартным компонентом большинства поливитаминных/мультиминеральных таблеток и пищевых добавок. Хром также присутствует во всех продуктах питания, особенно в некоторых растениях. Ученые Министерства сельского хозяйства США недавно предположили, основываясь на своих собственных исследованиях, что некоторым людям, таким как пожилые люди, диабетики и другие люди с проблемами регуляции уровня сахара (глюкозы) в крови, могут помочь даже более высокие уровни хрома, возможно, до 500-800. микрограммов в день, что обычно требует дополнительной таблетки.Более спорным является вопрос о том, нужно ли людям больше хрома, чем они получают из своего рациона. Некоторые производители безрецептурных добавок хрома заявляют, что высокие дозы хрома полезны для диеты и бодибилдинга, но большинство контролируемых независимых исследований на сегодняшний день не показали никакой пользы от добавок хрома для здоровых людей. С другой стороны, в настоящее время нет доказательств того, что прием добавок хрома обязательно вреден для вас, поскольку хром+3 не очень токсичен даже в относительно высоких дозах.

Как хром действует как питательное вещество?

Самый известный питательный эффект хрома заключается в том, что он помогает инсулину регулировать уровень сахара (глюкозы) в крови. Инсулин — это небольшой белковый гормон, который высвобождается в кровь, когда уровень глюкозы в крови становится слишком высоким. Затем инсулин связывается с рецептором снаружи клеток, заставляя их поглощать больше глюкозы из крови, возвращая уровень глюкозы в крови к норме. Если уровень глюкозы падает слишком низко, другие сигналы в организме побуждают клетки выделять глюкозу в кровь.Эта «качающаяся» регуляция глюкозы нарушается у людей с диабетом, как правило, из-за недостаточной выработки инсулина или неспособности клеток правильно реагировать на инсулин. Хром, по-видимому, усиливает действие инсулина, как только инсулин связывается с его рецептором.

Человеческие тела, по-видимому, не очень хорошо хранят или усваивают хром+3, поглощая только 1 или 2 процента от общего количества хрома, поступающего в кишечник из пищи. Но у людей есть способ поглощать больше хрома, когда это необходимо — чем ниже уровень хрома в организме, тем эффективнее он поглощается из кишечника.Хром+3 с трудом проникает через клеточные мембраны и, по-видимому, взаимодействует с клетками только тогда, когда это необходимо, что позволяет предположить, что он хранится в форме, которую организм может быстро мобилизовать, либо в крови, либо поблизости, где кровь может легко на него набраться.

Форма хрома, связанная с усилением действия инсулина, представляет собой комплекс из нескольких атомов хрома+3, связанных вместе с аминокислотами. Реакция клеток на инсулин намного выше в присутствии этого комплекса LMWCr (также называемого хромодулином).Комплекс, по-видимому, отличается от формы хранения хрома в крови, которая еще точно не определена.

Недавно токсиколог из Дартмута Джошуа Гамильтон и его коллеги обнаружили, что хром также влияет на другую сторону «качелей», которая контролирует уровень глюкозы в крови, усиливая клеточные сигналы, компенсирующие действие инсулина. По-видимому, это происходит за счет взаимодействия с другим, пока неизвестным белковым рецептором на поверхности клеток. Механизм этого эффекта и идентичность этого нового рецептора являются интригующими исследовательскими вопросами, на которые еще предстоит ответить.Могут быть и другие способы использования хрома организмом, которые еще предстоит открыть.

Является ли хром вредным для человека?

Наиболее распространенным последствием воздействия хрома на здоровье является контактный дерматит – воспаление кожи или сыпь. Небольшая часть населения, от 5 до 10 процентов, имеет кожную аллергическую реакцию на хром. Подобно другим аллергиям — на продукты, укусы пчел, хлопок, шерсть — эта аллергическая реакция имеет генетическую основу. Когда генетически предрасположенные люди подвергаются воздействию соединений хрома, их кожа может покраснеть и опухнуть; состояние исчезает после прекращения воздействия.

Избегание контакта кожи с хромом – например, в ювелирных изделиях – не является проблемой для большей части населения в целом, но у тех, чья профессия связана с ежедневным воздействием соединений хрома, например, у рабочих-цементников, могут развиться хронические аллергические реакции, которые требуют смены или модификации их работы. . В прошлом у рабочих в хромовой рудной промышленности, которые были чувствительны к контакту, могло развиться астмоподобное состояние в легких и дыхательных путях, если они внезапно вдохнули большое количество хромсодержащей пыли.Эти инциденты в настоящее время редки из-за современных методов охраны труда.

Хром на рабочем месте опасен для здоровья?

В США весь цемент содержит хром

До тех пор, пока в 1960-х годах не были приняты более безопасные методы работы, большое количество рабочих подвергались воздействию высоких уровней хрома +3 и хрома +6 в течение периодов от 30 до 50 лет. Исследования 1930-х годов и другие, проведенные после Второй мировой войны, выявили более высокие показатели рака органов дыхания у этих рабочих.Фактором, усложняющим послевоенные исследования, является то, что среди этих рабочих, в отличие от рабочих 1930-х годов, была очень большая часть курильщиков на протяжении всей жизни. Это затруднило определение того, было ли воздействие сигаретного дыма или хрома связано с более высокими показателями рака легких. Анализ исследований на рабочем месте показывает, что до 1960-х годов у рабочих, подвергшихся воздействию высоких уровней хрома, риск развития рака легких был в четыре раза выше по сравнению с людьми, не подвергавшимися воздействию.Для сравнения, считается, что курение сигарет увеличивает риск развития рака легких у человека в десять-двадцать раз.

Было показано, что курение сигарет синергетически увеличивает риск развития рака легких у людей, подвергшихся воздействию определенных металлов, таких как мышьяк, кадмий и никель, а также других химических веществ. То есть риск рака легких у курильщика, подвергшегося воздействию одного из этих агентов, намного выше, чем можно было бы предсказать, просто сложив два отдельных риска вместе. Но недавние исследования показывают, что, в отличие от этих и многих других комбинаций канцерогенов легких, хром и курение сигарет не действуют синергически друг с другом.Причина этого не ясна, но это подтверждает идею о том, что хром является относительно слабым канцерогеном даже при очень высоких профессиональных дозах.

Недавние исследования показывают, что у людей, которые начали работать на хромовых предприятиях с 1960-х годов и в более современных условиях гигиены труда, уровень заболеваемости раком органов дыхания незначительно отличается от уровня населения в целом.

Является ли хром в окружающей среде опасным для здоровья?

В то время как промышленная гигиена в значительной степени снизила или устранила риски для здоровья от воздействия пыли с хромом + 6, растет озабоченность по поводу воздействия на окружающую среду.Например, в США есть места, где большое количество хромсодержащих отходов было сброшено или использовано в качестве свалки, например, в районах северного штата Нью-Джерси в Соединенных Штатах. Это вызвало обеспокоенность по поводу того, подвергаются ли жители района риску заболевания от вдыхания загрязненной хромом пыли с этих участков. Однако исследования, сравнивающие здоровье жителей этих мест с другими группами населения, не обнаружили существенных различий. В этих условиях уровни воздействия хрома, вероятно, будут ниже вызывающих обеспокоенность уровней.Однако этот вопрос все еще находится в стадии активного изучения.

Также были высказаны опасения по поводу возможного воздействия на здоровье питьевой воды, загрязненной хромом. Однако на сегодняшний день нет доказательств связи между воздействием хрома из питьевой воды и какими-либо последствиями для здоровья человека. Даже при более высоких профессиональных воздействиях в прошлом нет никаких доказательств наличия у людей каких-либо видов рака, кроме рака дыхательных путей, а также нет доказательств рака в результате воздействия, кроме длительного вдыхания пыли хрома + 6.На самом деле, в пересчете на грамм хром не считается особенно токсичным по сравнению с другими металлами, даже при приеме внутрь. Хром+3 имеет примерно такую ​​же относительную токсичность, как поваренная соль для лабораторных животных. Хром+6 примерно в двадцать раз более токсичен, но все же в сотни или тысячи раз менее токсичен, чем другие металлы, такие как кадмий или ртуть.

Может ли хром вызывать рак?

Вскоре после того, как исследования показали, что воздействие хрома +6 на рабочем месте увеличивает риск рака легких, исследователи начали изучать, как хром ведет себя в организме человека.В экспериментах с использованием клеточных культур исследователи обнаружили, что хром+6 проникает через клеточные мембраны и проникает в клетку гораздо легче, чем хром+3, который обычно не проникает в клетки. Оказавшись внутри клеток, хром+6 может повредить ДНК, наследственный материал клетки, и это повреждение может привести к мутациям. Считается, что мутации в определенных связанных с раком генах клетки являются основой для возникновения рака.

Карен Веттерхан, доктор философии.

Ученые обнаружили, что обработка клеток хромом+3 не вызывала повреждения ДНК или мутаций, что неудивительно, поскольку хром+3 не проникал в клетку.Когда клетки обрабатывали хромом + 6, было обнаружено, что хром присоединен к молекуле ДНК различными способами, вызывая повреждение. Удивительно, но форма хрома, присоединенного к ДНК, была хром+3, а не хром+6. Как объяснить этот кажущийся парадокс?

Решение этой загадки было предложено химиком из Дартмута Карен Веттерхан и ее коллегами в так называемой «модели поглощения-восстановления» токсичности хрома. Исследователи обнаружили, что хром+6 может быстро восстанавливаться несколькими небольшими молекулами внутри клетки с образованием хрома+3.Во время метаболизма хром проходит через несколько форм, которые очень реакционноспособны и нестабильны. Кроме того, процесс восстановления хрома может создавать реактивный кислород и другие свободные радикалы внутри клетки. Было постулировано, что эта комбинация реактивных промежуточных соединений способна атаковать ДНК, что приводит к повреждению ДНК и наблюдаемому связыванию хрома. Поскольку они нестабильны, эти промежуточные продукты восстанавливаются до стабильного хрома + 3, обнаруженного в ДНК в конце процесса. Таким образом, хотя хром+3 остается вне клетки, хром+6 поглощается и в конечном итоге восстанавливается до хрома+3 внутри клетки.

Модель поглощения-восстановления Веттерхана служила центральной парадигмой в области хрома в течение последних 20 лет и заложила основу для более полного понимания того, как хром ведет себя в организме. Веттерхан и другие исследователи также обнаружили, что хром+6 также может быть восстановлен до хрома+3 компонентами сыворотки и другими химическими веществами крови вне клетки. В клеточную культуру обычно добавляют сыворотку, чтобы питать клетки. Однако обработка клеток хромом+6 в присутствии сыворотки вызывала восстановление хрома вне клеток, а не внутри них.Это означало отсутствие поглощения хрома, а также отсутствие повреждений или мутаций ДНК. Таким образом, компоненты крови защищали клетку от поглощения хрома+6.

Недавние исследования поставили под сомнение идею о том, что основной способ, которым хром+6 вызывает рак, заключается в повреждении ДНК и вызывании мутаций. Во-первых, для получения относительно небольшого числа мутаций исследователям необходимо было использовать уровни хрома, которые в сотни или тысячи раз превышали уровни, необходимые для других агентов.Во-вторых, у рабочих, подвергшихся воздействию хрома, существует длительный латентный период для развития рака, требующий от 30 до 40 лет воздействия. Также представляется, что требуется постоянное воздействие, поскольку более короткие или прерванные профессиональные воздействия не приводят к значительному увеличению риска развития рака. Эти наблюдения предполагают, что хром может действовать по механизму, отличному от вызывающего мутации или в дополнение к нему.

Другим классом химических веществ, которые могут немного увеличить риск рака, не вызывая мутаций, являются промоторы опухоли.Эти агенты толкают клетку по пути развития рака, воздействуя на мутации, вызванные другими событиями. Чтобы повлиять на уровень заболеваемости раком, промоторы опухоли также требуют постоянного, а не однократного или кратковременного воздействия. Действует ли хром+6 как промоутер опухоли? Недавно было показано, что обработка клеток хромом вызывает определенные изменения клеточной сигнализации, которые больше похожи на эффекты промоторов опухоли, чем на эффекты мутагенов. Эти клеточные сигнальные события, в свою очередь, приводят к изменениям в экспрессии генов.Эти изменения происходят даже при отсутствии повреждения ДНК и при более низких дозах, что позволяет предположить, что этот механизм может быть более важным для человека. Однако эта идея потребует дальнейшего изучения, и может случиться так, что хром способствует риску рака по обоим механизмам.

Почему хром связан с раком легких?

Существует много агентов, вызывающих сходные респираторные заболевания, например, асбест, мелкая древесная пыль от производства мебели, пыль элеваторов, угольная пыль от горнодобывающей промышленности, а также волокна или пыль на хлопчатобумажных и керамических фабриках.Все эти агенты имеют некоторые общие характеристики. Все они вдыхаются в виде пыли, крошечных волокон или мелких частиц определенного размера и формы, что позволяет им проникать в глубокие полости легких. Оказавшись там, они плохо выводятся из легких, и большинство из них не растворяются и не разрушаются легко внутри легких. Это приводит к длительному «времени пребывания». При постоянном воздействии, например, на рабочем месте, со временем может происходить большое накопление этих частиц. Общими эффектами этих агентов являются хроническое воспаление легких или фиброзное заболевание и некоторые виды рака.

Было показано, что повышенный риск рака легких, связанный с хромом+6, требует длительного вдыхания пыли с высоким содержанием хрома. Соединения хрома+6 с промежуточной растворимостью в воде также наиболее тесно связаны с раком легких. Это может быть связано с тем, что сильно нерастворимые формы не будут легко высвобождать свой хром + 6 в клетки, тогда как хорошо растворимые формы быстро растворяются в легких, где хром + 6 быстро и полностью восстанавливается внеклеточной жидкостью легких.Однако промежуточные растворимые формы могут располагаться над клеткой и медленно растворяться с течением времени.

Если этот процесс происходит во всем легком в течение 30 или 40 лет, он вполне может подавить естественную защиту легких и способствовать увеличению риска развития рака.

Как наш организм защищает нас от вредного воздействия хрома?

Организм имеет нормальные защитные механизмы, защищающие от вредного воздействия хрома. В дополнение к работе Карен Веттерхан, Сильвио ДеФлора и его коллеги продемонстрировали, что многие другие жидкости организма содержат очень высокие уровни химических веществ, восстанавливающих хром, что приводит к большой способности восстанавливать хром+6 вне клеток организма.Эти жидкости включают слюну, жидкости желудка и кишечника, жидкости легких, слизь, кровь и слои кожи. Все эти защитные механизмы снижают содержание хрома+6 снаружи клеток, предотвращая его поглощение. Также было высказано предположение, что восстановление хрома+6 в кишечнике в присутствии аминокислот приводит к образованию естественной формы хрома+3, которую использует организм, что может привести к повышенному поглощению этой формы. Люди-добровольцы, которые выпили большой стакан концентрированного хрома +6, имели очень небольшое поглощение общего хрома, и единственной формой, которая наблюдалась в организме, был хром +3.Исследования с участием людей-добровольцев также показали, что воздействие на кожу воды, содержащей хром + 6, в ванне или душе приводит к незначительному поглощению хрома или его отсутствию.

Лабораторные исследования на животных также проводились для определения эффектов хрома+6 в контролируемых условиях. Воздействие на животных очень высоких доз хрома + 6 в питьевой воде не привело к измеримым последствиям для здоровья, даже при чрезвычайно высоких дозах, введенных в течение всей жизни животных. Это подтвердило то, что наблюдалось у людей после приема внутрь.

Сначала было очень трудно показать, что хром является канцерогеном, используя животных. Первоначальные эксперименты не показали каких-либо различий между контрольными животными и животными, подвергшимися воздействию хрома, даже при очень высоких дозах, вводимых в течение всей жизни животных, с использованием различных соединений хрома и обычных средств воздействия. В конце концов, эксперименты показали, что хром может повышать уровень заболеваемости раком у животных. Однако для достижения этих целей исследователи должны были использовать чрезвычайно высокие дозы, использовать твердые или другие нерастворенные формы соединений хрома и подвергать животных воздействию этих агентов способами, которые обходят нормальные защитные механизмы организма.Например, животным вводили большое количество суспензии хрома непосредственно в мышцу или обнажали путем хирургической имплантации большой «клетки» из твердого хрома непосредственно в дыхательные пути животного. Эти исследования подкрепляют идею о том, что хром+6 в лучшем случае является слабым канцерогеном, и только в определенных формах и при определенных способах воздействия. Они также демонстрируют, что организм обычно имеет существенные барьеры для воздействия хрома + 6, которые необходимо преодолеть, прежде чем эффект будет заметен.

Хотя имеющиеся на сегодняшний день данные о людях и животных свидетельствуют об отсутствии неблагоприятного воздействия хрома в питьевой воде на здоровье, было проведено лишь несколько долгосрочных исследований на животных, специально посвященных изучению этого вопроса в лаборатории. Из-за недавней обеспокоенности по поводу содержания хрома в питьевой воде штат Калифорния недавно подал прошение в Национальную программу токсикологии, которая находится под контролем Национального института наук о здоровье окружающей среды Национального института здравоохранения, с просьбой провести долгосрочное исследование в рамках их текущей оценки. экологических химических веществ, вызывающих озабоченность.В этом исследовании изучаются эффекты воздействия хрома + 6 в течение жизни в питьевой воде на несколько видов животных в контролируемых условиях, которые предназначены для исключения других факторов. Окончательные результаты этих исследований станут известны через два-три года.

Все о нержавеющей стали

Многочисленные уникальные преимущества нержавеющей стали делают ее важным кандидатом при выборе материалов. Инженеры, спецификаторы и дизайнеры часто недооценивают или упускают из виду эти значения из-за того, что рассматривается как более высокая начальная стоимость нержавеющей стали.Тем не менее, на протяжении всего срока службы нержавеющая сталь часто является лучшим вариантом с точки зрения соотношения цены и качества.

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь представляет собой, по существу, низкоуглеродистую сталь, содержащую 10% или более хрома по весу. Именно это добавление хрома придает стали уникальные коррозионно-стойкие свойства.

Содержание хрома в стали позволяет образовывать на поверхности стали шероховатую, липкую, невидимую, устойчивую к коррозии пленку оксида хрома.При механическом или химическом повреждении эта пленка самовосстанавливается при условии присутствия кислорода даже в очень малых количествах. Коррозионная стойкость и другие полезные свойства стали улучшаются за счет повышенного содержания хрома и добавления других элементов, таких как молибден, никель и азот.

Существует более 60 марок нержавеющей стали. Однако всю группу можно разделить на пять классов. Каждый идентифицируется легирующими элементами, которые влияют на их микроструктуру и в честь которых каждый назван.

Преимущества нержавеющей стали

УСТОЙЧИВОСТЬ К КОРРОЗИИ
Низколегированные марки устойчивы к коррозии в атмосферных условиях и в чистой воде, в то время как высоколегированные марки могут противостоять коррозии в большинстве кислот, щелочных растворов и хлорсодержащих сред, свойства, которые используются в технологических установках.
ОГНЕСТОЙКОСТЬ И ТЕРМОСТОЙКОСТЬ
Специальные сплавы с высоким содержанием хрома и никеля противостоят образованию окалины и сохраняют прочность при высоких температурах.
ГИГИЕНА
Легкая очистка нержавеющей стали делает ее лучшим выбором для строгих гигиенических условий, таких как больницы, кухни, скотобойни и другие предприятия пищевой промышленности.
ПРЕИМУЩЕСТВО ПРОЧНОСТИ И ВЕСА
Свойство деформационного упрочнения аустенитных марок, которое приводит к значительному упрочнению материала только за счет холодной обработки, и высокопрочные дуплексные марки позволяют уменьшить толщину материала по сравнению с обычными марками, что приводит к снижению затрат.

Свойства

Нержавеющая сталь определяется как сплав железа с содержанием хрома не менее 10%. Название происходит от того факта, что нержавеющая сталь не окрашивается, не подвергается коррозии и не ржавеет так легко, как обычная сталь. Этот материал также называют коррозионностойкой сталью, если он не соответствует точному типу и марке сплава, особенно в авиационной промышленности.

Нержавеющие стали обладают более высокой стойкостью к окислению (ржавчине) и коррозии во многих природных и искусственных средах; однако важно выбрать правильный тип и марку нержавеющей стали для конкретного применения.

Высокая стойкость к окислению на воздухе при температуре окружающей среды обычно достигается при добавлении не менее 13% (по весу) хрома, а для агрессивных сред используется до 26%. Хром образует пассивирующий слой оксида хрома (III) (Cr2O3) при воздействии кислорода. Слой слишком тонкий, чтобы его можно было увидеть, поэтому металл остается блестящим. Однако он непроницаем для воды и воздуха, защищая металл под ним. Кроме того, при царапании поверхности этот слой быстро восстанавливается.Это явление материаловеды называют пассивацией, и оно наблюдается в других металлах, таких как алюминий. Когда детали из нержавеющей стали, такие как гайки и болты, прижимаются друг к другу, оксидный слой может быть соскоблен, что приводит к сварке деталей. При разборке сварной материал может быть разорван и покрыт ямками, эффект, известный как истирание.

Коммерческая ценность нержавеющей стали

Устойчивость нержавеющей стали к коррозии и образованию пятен, низкие эксплуатационные расходы, относительная дешевизна и знакомый блеск делают ее идеальным базовым материалом для множества коммерческих применений.Существует более 150 марок нержавеющей стали, пятнадцать из которых наиболее распространены. Сплав измельчается в листы, пластины, стержни, проволоку и трубки для использования в кухонной посуде, столовых приборах, скобяных изделиях, хирургических инструментах, крупной бытовой технике, промышленном оборудовании и строительных материалах в небоскребах и больших зданиях. Подробнее см. «Использование в скульптуре и фасадах зданий» ниже.

Нержавеющая сталь на 100% подлежит вторичной переработке. На самом деле, более 50% новой нержавеющей стали производится из переплавленного металлолома, что делает ее несколько экологически чистым материалом.

Типы нержавеющей стали

Существуют различные типы нержавеющих сталей: например, при добавлении никеля аустенитная структура железа стабилизируется. Такая кристаллическая структура делает такие стали немагнитными и менее хрупкими при низких температурах. Для большей твердости и прочности добавляется углерод. При соответствующей термической обработке эти стали используются в качестве бритвенных лезвий, столовых приборов, инструментов и т. д.

Значительные количества марганца использовались во многих композициях нержавеющей стали.Марганец сохраняет в стали аустенитную структуру, как и никель, но с меньшими затратами.

Нержавеющие стали также классифицируют по их кристаллической структуре:

  • Аустенитные нержавеющие стали составляют более 70% от общего объема производства нержавеющей стали. Они содержат максимум 0,15% углерода, минимум 16% хрома и достаточное количество никеля и/или марганца для сохранения аустенитной структуры при всех температурах от криогенной области до точки плавления сплава.Типичный состав – 18% хрома и 10% никеля, широко известный как нержавеющая сталь 18/10, часто используемая в столовых приборах. Также доступны 18/0 и 18/8. «Супераустенитные» нержавеющие стали, такие как сплав АЛ-6ХН и 254СМО, обладают высокой стойкостью к хлоридной точечной и щелевой коррозии благодаря высокому содержанию молибдена (> 6%) и добавкам азота, а более высокое содержание никеля обеспечивает лучшую стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением. более 300 серии. Более высокое содержание сплава в «супераустенитных» сталях означает, что они ужасно дороги, и аналогичные характеристики обычно могут быть достигнуты с использованием дуплексных сталей при гораздо меньших затратах.
  • Ферритные нержавеющие стали обладают высокой коррозионной стойкостью, но гораздо менее долговечны, чем аустенитные марки, и не могут быть упрочнены термической обработкой. Они содержат от 10,5% до 27% хрома и очень мало никеля, если он вообще есть. Большинство композиций включают молибден; некоторые из алюминия или титана. Обычные ферритные марки включают 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo и 29Cr-4Mo-2Ni.
  • Мартенситные нержавеющие стали не так устойчивы к коррозии, как два других класса, но чрезвычайно прочны и вязки, а также хорошо поддаются механической обработке и могут быть упрочнены путем термической обработки.Мартенситная нержавеющая сталь содержит хром (12-14%), молибден (0,2-1%), не содержит никеля и около 0,1-1% углерода (что придает ей большую твердость, но делает материал немного более хрупким). Он закаленный и магнитный. Она также известна как сталь «серия-00».
  • Дисперсионно-твердеющие мартенситные нержавеющие стали обладают коррозионной стойкостью, сравнимой с аустенитными разновидностями, но могут подвергаться дисперсионному твердению до еще более высоких пределов прочности, чем другие мартенситные марки. Наиболее распространенный, 17-4PH, использует около 17% хрома и 4% никеля.
  • Дуплексные нержавеющие стали имеют смешанную микроструктуру аустенита и феррита, целью является получение смеси 50:50, хотя в коммерческих сплавах смесь может составлять 40:60 соответственно. Дуплексные стали обладают повышенной прочностью по сравнению с аустенитными нержавеющими сталями, а также улучшенной стойкостью к локальной коррозии, особенно точечной, щелевой коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением. Они характеризуются высоким содержанием хрома (19-28%) и молибдена (до 5%) и меньшим содержанием никеля, чем аустенитные нержавеющие стали.

История

С древности сохранилось несколько устойчивых к коррозии железных артефактов. Известным (и очень крупным) примером является Железный столб Дели, возведенный по приказу Кумара Гупты I примерно в 400 году нашей эры. Однако, в отличие от нержавеющей стали, эти артефакты обязаны своей долговечностью не хрому, а высокому содержанию фосфора, что вместе с благоприятными местными погодными условиями способствует образованию сплошного защитного пассивирующего слоя из оксидов и фосфатов железа, а не незащитного, потрескавшегося слоя ржавчины, который развивается на большинстве изделий из железа.

Коррозионная стойкость сплавов железа с хромом впервые была обнаружена в 1821 году французским металлургом Пьером Бертье, который отметил их стойкость против воздействия некоторых кислот и предложил использовать их в столовых приборах. Однако металлурги 19-го века не смогли произвести комбинацию низкого содержания углерода и высокого содержания хрома, присутствующую в большинстве современных нержавеющих сталей, а сплавы с высоким содержанием хрома, которые они могли производить, были слишком хрупкими, чтобы представлять практический интерес.

Ситуация изменилась в конце 1890-х годов, когда Ганс Гольдшмидт из Германии разработал алюминотермический (термитный) процесс получения безуглеродистого хрома.В 1904-1911 годах несколько исследователей, в частности Леон Гийе из Франции, подготовили сплавы, которые сегодня считаются нержавеющей сталью. В 1911 году Филип Моннарц из Германии сообщил о взаимосвязи между содержанием хрома и коррозионной стойкостью этих сплавов.

Гарри Брирли из исследовательской лаборатории Браун-Ферт в Шеффилде, Англия, чаще всего называют «изобретателем» нержавеющей стали. В 1913 году в поисках стойкого к эрозии сплава для орудийных стволов он открыл и впоследствии ввел в промышленное производство мартенситный сплав из нержавеющей стали.Однако аналогичные промышленные разработки велись одновременно на металлургическом заводе Круппа в Германии, где Эдуард Маурер и Бенно Штраус разрабатывали аустенитный сплав (21% хрома, 7% никеля), и в Соединенных Штатах, где Кристиан Дантизен и Фредерик Бекет занимались промышленным производством ферритной нержавеющей стали.

Уже в 1908 году Крупп построил известную парусную яхту с корпусом из хромоникелевой стали, по крайней мере, ее обломки в настоящее время исследуются Бюро археологических исследований штата Флорида.

Нержавеющая сталь марки

  • Серия 200 – аустенитные хромоникельмарганцевые сплавы.
  • 300 серия-аустенитные хромоникелевые сплавы
    • Тип 301-высокопластичный, для формованных изделий. Также быстро затвердевает при механической обработке.
    • Тип 303-версия 304 без механической обработки за счет добавления серы
    • Тип 304 — самый распространенный; классическая нержавеющая сталь 18/8.
    • Тип 316 — следующий по распространенности; для пищевой и хирургической нержавеющей стали; Добавление молибдена в сплав предотвращает специфические формы коррозии. Также известна как нержавеющая сталь «морского класса» из-за ее повышенной способности противостоять коррозии в соленой воде по сравнению со сталью типа 304. SS316 часто используется для строительства заводов по переработке ядерных материалов.
  • 400 серия-ферритные и мартенситные хромовые сплавы
    • Тип 408-термостойкий; плохая коррозионная стойкость; 11% хрома, 8% никеля.
    • Тип 409-самый дешевый тип; используется для автомобильных выхлопов; ферритный (только железо/хром).
    • Тип 410-мартенситный (высокопрочный железо/хром).
    • Тип 416
    • Тип 420-мартенситный “Сорт для столовых приборов”; похож на оригинальную «нержавеющую сталь» Brearley. Также известна как «хирургическая сталь».
    • Тип 430-декоративный, например, для отделки автомобилей; ферритный.
    • Тип 440 — более высокий сорт стали для столовых приборов с большим содержанием углерода, что позволяет намного лучше удерживать режущую кромку при правильной термообработке стали.
  • Серия 500 – жаропрочные хромовые сплавы.
  • Серия 600 – мартенситные дисперсионно-твердеющие сплавы
    • Тип 630 — наиболее распространенная нержавеющая сталь PH, более известная как 17-4; 17% хром, 4% никель

Эта статья находится под лицензией GNU Free Documentation License.Он использует материал из статьи Википедии «Нержавеющая сталь».

MIM 12 Свойства Chrome | Литье металлов под давлением

Поделиться страницей +

MIM-12 Cr — это сплав, который в основном используется для магнитомягких изделий.

Механические свойства

Материал Сплав Предел прочности Предел текучести (0.2%) Сила удара Макро (видимый) Макро (видимый) Микроотступ (преобразованный) Модуль для младших Коэффициент Пуассона Удлинение Процесс

МПа фунт/кв. дюйм x 10 3

МПа фунт/кв. дюйм x 10 3

Дж фут фунт

ХРБ ХРБ

ПЧ ПЧ

Роквелл Роквелл

ГПа ГПа

Соотношение Соотношение

% в 25.4 мм % в 25,4 мм

Нержавеющая сталь

372 54

207 30

312 230

65 65

– –

– –

– –

– –

30 30

Сравнить выбранные элементы Очистить результаты

Физические свойства

Сравнить выбранные элементы Очистить результаты

Состав

Нержавеющая сталь
% МИМ-12 Хром
Железо (макс.) Бал.
Никель (макс.)
Молибден .4 Макс.
Кремний 1,0 макс.
Углерод .06 Макс.
Хром 12,0-14,0
Кобальт
Марганец .5 Макс.
Медь
Ниобий
Алюминий
Магний
Титан
Цирконий
Соответствует RoHS

Содержит ли хром в нержавеющей стали «хром 6» (Cr6+) и представляет ли он потенциальную опасность для здоровья – Британская ассоциация нержавеющей стали

Валентные состояния хрома

Валентность (степень окисления) металлического хрома как легирующего компонента нержавеющих сталей равна 0 (ноль).
Атомы хрома присутствуют в нержавеющих сталях в «замещающих» положениях решетки, замещая атомы железа. Это то же самое, что и другие «большие» атомы таких элементов, как никель. Атомы удерживаются вместе в структуре решетки «металлической связью». Это включает в себя совместное использование электронов между атомами без потери или приобретения электронов от атома к атому. Поэтому состояние валентности принимается равным 0 (ноль).
Хром в твердых нержавеющих сталях не должен рассматриваться как опасный для здоровья.
Напротив, ионная связь в соединениях, таких как хлорид натрия (поваренная соль), включает обмен электронами между атомами и, следовательно, состояния валентности 1, 2, 3 и т. д. в зависимости от того, сколько электронов элемент потерял или приобрел. Это соединения, включающие «ионы» хрома с валентностью 6 (включая хроматы), которые были идентифицированы как причина проблем со здоровьем. Это состояние валентности также называют «хром 6», «шестивалентный хром» или «Cr 6+

».

Выделение хрома при коррозии нержавеющей стали

Если нержавеющая сталь подвергается коррозии, ионы металла выделяются из сплава в окружающую среду.В этих условиях ионы хрома обычно находятся в трехвалентном состоянии (Cr 3+ ), что, как и хром в некорродированной стали, не считается опасным для здоровья. Есть один очень специфический пример, когда при коррозии может образовываться очень небольшое количество шестивалентного хрома при температуре окружающей среды. Именно здесь некоторые сильные окислители с pH 10-14 находятся в длительном контакте с нержавеющей сталью и со временем вызывают коррозию.

Хром в сварочном дыму для нержавеющей стали

Дым при сварке нержавеющей стали может содержать ионы шестивалентного хрома, в зависимости от процесса и используемых флюсов.
Более подробно это описано отдельно; дым, связанный со сваркой нержавеющей стали
Эффективные местные вытяжные системы вентиляции обычно должны обеспечивать поддержание предельных значений воздействия ниже 0,05 мг/м 3 предела для ионов шестивалентного хрома.

← Назад к предыдущему

↑ Топ

Роль содержания хрома в длительном процессе атмосферной коррозии

  • Cui, Z. et al. Пассивация и химия поверхности супердуплексной нержавеющей стали 2507 в искусственной морской воде: влияние растворенного кислорода и рН. Коррос. науч. 150 , 218–234 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Yao, J., Macdonald, D.D. & Dong, C. Пассивная пленка на дуплексной нержавеющей стали 2205, изученная методами фотоэлектрохимии и ARXPS. Коррос. науч. 146 , 221–232 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Лю М., Cheng, X., Li, X., Pan, Y. & Li, J. Влияние Cr на механизм формирования пассивной пленки стальной арматуры в насыщенном растворе гидроксида кальция. Заяв. Серф. науч. 389 , 1182–1191 (2016).

    КАС Статья Google ученый

  • Тевари, Н.К., Кунду, А., Нанди, Р., Саха, Дж. и Гош, С. Микроструктурная характеристика и коррозионные характеристики старой стали для мостов железнодорожных балок и современной атмосферостойкой конструкционной стали. Коррос. науч. 113 , 57–63 (2016).

    КАС Статья Google ученый

  • Хао, Л., Чжан, С., Донг, Дж. и Ке, В. Устойчивость к атмосферной коррозии атмосферостойкой стали MnCuP в моделируемых условиях. Коррос. науч. 53 , 4187–4192 (2011).

    КАС Статья Google ученый

  • Ченг С., Джин З., Лю, М. и Ли, X. Оптимизация содержания никеля в атмосферостойких сталях для повышения их коррозионной стойкости в кислых средах. Коррос. науч. 115 , 135–142 (2017).

    КАС Статья Google ученый

  • Ти, К. и др. Мониторинг атмосферной коррозии атмосферостойкой стали под пленкой электролита в циклическом влажно-сухом состоянии. Коррос. науч. 78 , 130–137 (2014).

    КАС Статья Google ученый

  • Морсильо, М., Чико Б., Диас И., Кано Х. и Де ла Фуэнте Д. Данные по атмосферной коррозии атмосферостойких сталей. Обзор. Коррос. науч. 77 , 6–24 (2013).

    КАС Статья Google ученый

  • Li, X. et al. Поделитесь данными о коррозии. Природа 527 , 441–442 (2015).

    КАС Статья Google ученый

  • Фу, Г., Zhu, M. & Gao, X. Слой ржавчины, образующийся на низкоуглеродистых атмосферостойких сталях с различным содержанием Mn, Ni в среде, содержащей ионы хлорида. Матер. науч. 22 , 501–505 (2016).

    Google ученый

  • Zhou, Y., Chen, J., Xu, Y. & Liu, Z. Влияние Cr, Ni и Cu на коррозионное поведение низкоуглеродистой микролегированной стали в среде, содержащей CF. Дж. Матер. науч. Технол. 29 , 168–174 (2013).

    КАС Статья Google ученый

  • Cheng, X., Tian, ​​Y., Li, X. & Zhou, C. Коррозионное поведение никельсодержащей атмосферостойкой стали в моделируемой морской атмосферной среде. Матер. Коррос. 65 , 1033–1037 (2014).

    КАС Статья Google ученый

  • Wu, W., Cheng, X., Hou, H., Liu, B. & Li, X. Взгляд на пленку продукта, сформированную на атмосферостойкой стали с улучшенным никелем в тропической морской атмосфере. Заяв. Серф. науч. 436 , 80–89 (2018).

    КАС Статья Google ученый

  • Морсилло, М., Диас, И., Кано, Х., Чико, Б. и Де, ЛФ. D. Атмосферная коррозия атмосферостойких сталей. Обзор для инженеров. Часть I: Основные понятия. Констр. Строить. Матер. 213 , 723–737 (2019).

    Артикул Google ученый

  • Кано, Х.и другие. Характеристика продуктов коррозии, образующихся на атмосферостойкой стали Ni 2,4 мас. % – Cu 0,5 мас. % – Cr 0,5 мас. %, подверженной воздействию морской атмосферы. Коррос. науч. 87 , 438–451 (2014).

    КАС Статья Google ученый

  • Ma, Y., Li, Y. & Wang, F. Атмосферостойкость стали 09CuPCrNi в тропической морской среде. Коррос. науч. 51 , 1725–1732 (2009).

    КАС Статья Google ученый

  • Сонг, Л., Чен З. и Хоу Б. Роль фотоэлектрического эффекта γ-FeOOH и β-FeOOH на коррозию атмосферостойкой стали 09CuPCrNi под действием видимого света. Коррос. науч. 93 , 191–200 (2015).

    КАС Статья Google ученый

  • Ямасита, М., Миюки, Х., Мацуда, Ю., Нагано, Х. и Мисава, Т. Долговременный рост защитного слоя ржавчины, образовавшегося на атмосферостойкой стали в результате атмосферной коррозии в течение четверти века . Коррос. науч. 36 , 283–299 (1994).

    КАС Статья Google ученый

  • Диас, И. и др. Пятилетняя атмосферная коррозия атмосферостойких сталей Cu, Cr и Ni в широком диапазоне сред. Коррос. науч. 141 , 146–157 (2018).

    Артикул КАС Google ученый

  • Камимура Т., Хара С., Миюки Х., Ямасита, М. и Учида, Х. Состав и защитная способность слоя ржавчины, образующегося на атмосферостойкой стали, подвергающейся воздействию различных сред. Коррос. науч. 48 , 2799–2812 (2006).

    КАС Статья Google ученый

  • Камимура Т. и Стратманн М. Влияние хрома на атмосферную коррозию стали. Коррос. науч. 43 , 429–447 (2001).

    КАС Статья Google ученый

  • Ларраби, К.П. и Коберн, С.к. Атмосферная коррозия сталей под влиянием изменения химического состава // Тр. 1-й Международный конгресс по коррозии металлов, Лондон, 279–285 (1961).

  • Нисимура Т., Катаяма Х., Нода К. и Кодама Т. Влияние Co и Ni на коррозионное поведение низколегированных сталей во влажной/сухой среде. Коррос. науч. 42 , 1611–1621 (2000).

    КАС Статья Google ученый

  • Ван, Б., Сюй Л., Чжу Дж., Сяо Х. и Лу М. Наблюдение и анализ псевдопассивной пленки на стали с 6,5% Cr в коррозионной среде CO 2 . Коррос. науч. 111 , 711–719 (2016).

    КАС Статья Google ученый

  • Zhu, J. et al. Существенный критерий для оценки коррозионной стойкости стали 3Cr в средах CO 2 : предварительная пассивация. Коррос. науч. 93 , 336–340 (2015).

    КАС Статья Google ученый

  • Jiang, S., Chai, F., Su, H. & Yang, C. Влияние хрома на коррозионное поведение низколегированных сталей в 3,5% растворе NaCl. Коррос. науч. 123 , 217–227 (2017).

    КАС Статья Google ученый

  • Ямасита М., Симидзу Т., Кониси Х., Мизуки Дж. и Учида Х.Структура и защитные свойства продукта атмосферной коррозии пленки сплава Fe-Cr проанализированы с помощью мессбауэровской спектроскопии и рентгеновского излучения синхротронного излучения. Коррос. науч. 45 , 381–394 (2003).

    Артикул Google ученый

  • Qian, Y., Ma, C., Niu, D., Xu, J. & Li, M. Влияние легированного хрома на атмосферную коррозионную стойкость атмосферостойких сталей. Коррос. науч. 74 , 424–429 (2013).

    КАС Статья Google ученый

  • Цянь Ю., Ниу Д., Сюй Дж. и Ли М. Влияние содержания хрома на электрохимическое поведение атмосферостойких сталей. Коррос. науч. 71 , 72–77 (2013).

    КАС Статья Google ученый

  • Guo, S., Xu, L., Zhang, L., Chang, W. & Lu, M. Коррозия легированных сталей, содержащих 2% хрома, в среде CO 2 . Коррос. науч. 63 , 246–258 (2012).

    КАС Статья Google ученый

  • Морсильо, М., Диас, И., Чико, Б., Кано, Х. и Фуэнте, Д. Д. Л. Атмосферостойкие стали: от эмпирических разработок к научному проектированию. Обзор. Коррос. науч. 83 , 6–31 (2014).

    КАС Статья Google ученый

  • Сюй Л., Ван Б., Чжу Дж., Ли В. и Чжэн З. Влияние содержания хрома на коррозионные характеристики стали с низким содержанием хрома в среде CO 2 . Заяв. Серф. науч. 379 , 39–46 (2016).

    КАС Статья Google ученый

  • Тахара А. и Шинохара Т. Влияние элемента сплава на морфологию коррозии низколегированных сталей, подвергающихся воздействию атмосферных условий. Коррос. науч. 47 , 2589–2598 (2005).

    КАС Статья Google ученый

  • Ван К., Ван Т., Цао Л. и Чжан Г. Влияние фазовой структуры на коррозионное поведение тонких пленок из сплава Al100-xMox. Дж. Сплав. комп. 790 , 563–571 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Кано, Х. Атмосферная коррозия атмосферостойких сталей.Обзор для инженеров. Часть II: Тестирование, проверка, техническое обслуживание. Констр. Строить. Матер. 222 , 750–765 (2019).

    Артикул Google ученый

  • Гонг В. и др. Влияние температуры аусформирования на бейнитное превращение, микроструктуру и выбор вариантов в нанобейнитной стали. Acta Mater. 61 , 4142–4154 (2013).

    КАС Статья Google ученый

  • Улиг, Х.Х. и Кинг, К. Коррозия и борьба с коррозией. Дж. Электрохим. соц. 119 , 327С (1972).

    Артикул Google ученый

  • Ха, Х.Ю., Ли, Т.Х., Ли, К.Г. и Юн, Х. Понимание взаимосвязи между стойкостью к точечной коррозии и фазовой долей дуплексной нержавеющей стали S32101. Коррос. науч. 149 , 226–235 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Чжан Ю., Хуанг Ф., Ху К., Пэн З. и Лю Дж. Влияние микрофазной электрохимической активности на начальную динамику коррозии атмосферостойкой стали. Матер. хим. физ. 241 , 122045 (2020).

    КАС Статья Google ученый

  • Тамура Х. Роль ржавчины в коррозии и защите от коррозии железа и стали. Коррос. науч. 50 , 1872–1883 ​​(2008).

    КАС Статья Google ученый

  • Рокка, Э., Фаиз Х., Диллманн П., Нефф Д. и Мирамбет Ф. Электрохимическое поведение толстых слоев ржавчины на стальном артефакте: механизм ингибирования коррозии. Электрохим. Acta 316 , 219–227 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  • Эванс, У. Р. и Тейлор, К. А. Дж. Механизм атмосферного ржавления. Коррос. науч. 12 , 227–246 (1972).

    КАС Статья Google ученый

  • Танака Х., Мисима Р., Хатанака Н., Исикава Т. и Накаяма Т. Формирование частиц магнетитовой ржавчины путем взаимодействия железного порошка с искусственными α-, β- и γ-FeOOH в водной среде. Коррос. науч. 78 , 384–387 (2014).

    КАС Статья Google ученый

  • Мансио, М., Кусински, Г., Монтейро, П. Дж. М. и Девайн, Т. М. Электрохимическое и SERS-исследование на месте характеристик пассивной пленки и коррозионных характеристик микрокомпозитной стали с содержанием 9% Cr в сильнощелочной среде. J. ASTM Междунар. 6 , 1–10 (2009).

    Артикул Google ученый

  • Lyon, S.B., Thompson, G.E. & Johnson, J.B. Ускоренные испытания на атмосферную коррозию с использованием циклического испытания на воздействие влаги/сухого воздействия: алюминий, оцинкованная сталь и сталь. Коррозия 43 , 719–726 (1987).

    КАС Статья Google ученый

  • Чжу Ф., Перссон Д. и Тьерри Д. Образование продуктов коррозии на открытых и закрытых металлических поверхностях, подвергающихся периодическим влажным/сухим условиям – сравнение цинка и гальванизированной стали. Коррозия 57 , 582–590 (2001).

    КАС Статья Google ученый

  • Сотрудники Британского института стандартов. ISO 8407. Коррозия металлов и сплавов. Удаление продуктов коррозии с образцов для испытаний на коррозию (стандарты BSI, 2009 г.).

  • Лакруа Л., Лоуренс Р., Кристин Б. и Жорж М. Комбинация АСМ, SKPFM и SIMS для изучения коррозионного поведения частиц S-фазы в AA2024-T351. Дж. Электрохим. соц. 155 , C131 (2008).

    КАС Статья Google ученый

  • Ли, М., Го, Л. К., Цяо, Л. Дж. и Бай, Ю. Механизм водородной точечной коррозии в дуплексной нержавеющей стали, изученный SKPFM. Коррос. науч. 60 , 76–81 (2012).

    КАС Статья Google ученый

  • Хромированная тигельная сталь была впервые изготовлена ​​в Персии, говорят археологи | Археология

    Международная группа археологов из Университетского колледжа Лондона, Кипрского института и Кембриджского университета проанализировала находки из археологических раскопок XI века н.э. в Чахаке на юге Ирана и обнаружила доказательства преднамеренного и регулярного добавления хромового минерала хромита. к загрузке тигля, в результате чего сталь содержит около 1% хрома.

    Тигельный шлак, прилипший к внутренней части черепка тигля. Изображение предоставлено: Alipour et al , doi: 10.1016/j.jas.2020.105224.

    На протяжении более века свидетельства производства тигельной стали в Центральной и Южной Азии до Европейской промышленной революции очаровывали и бросали вызов ученым-материаловедам, историкам и археологам.

    В то же время в начале 20 века была разработана нержавеющая сталь, легированная хромом, на основе экспериментов 19 века со сталью с низким содержанием хрома.

    «Наше исследование предоставляет первое свидетельство преднамеренного добавления минерала хрома в производство стали. Мы считаем, что это был персидский феномен», — сказал ведущий автор доктор Рахил Алипур, исследователь из Института археологии Университетского колледжа Лондона.

    «Это исследование не только предоставляет самые ранние известные свидетельства производства хромистой стали, датируемые XI веком нашей эры, но также дает химический индикатор, который может помочь идентифицировать артефакты из тигельной стали в музеях или археологических происхождение в чахаке, или традиции чахака.

    Чахак описан в ряде исторических рукописей, датируемых с 12 по 19 века нашей эры, как некогда известный центр производства стали и является единственным известным археологическим памятником в пределах границ Ирана, на котором имеются свидетельства производства стали в тигле.

    Хотя Чахак зарегистрирован как объект археологического значения, точное местонахождение производства тигельной стали в Иране оставалось загадкой, и сегодня его трудно определить, учитывая, что многочисленные деревни в Иране носят название Чахак.

    Рукопись « Китаб аль-Джамахир фи Марифах аль-Джавахир » (« Книга, наиболее полная в знаниях о драгоценных камнях », 10-11 вв. н.э.), написанная персидским эрудитом Абу-Райханом Бируни, была Особое значение для ученых придавалось единственному известному рецепту изготовления тигельной стали.

    Доктор Алипур и его коллеги утверждают, что загадочное соединение «русахтадж» из рецепта Бируни относится к минералу хромиту.

    Они также использовали радиоуглеродное датирование ряда кусков древесного угля, извлеченных из тигельного шлака и кузнечного шлака, найденного на археологических раскопках Чахак на юге Ирана, чтобы датировать промышленность 11–12 веками нашей эры.

    Важно отметить, что метод сканирующей электронной микроскопии позволил им идентифицировать остатки хромита.

    Они также обнаружили 1-2 мас.% хрома в стальных частицах, сохранившихся в шлаках тигля, демонстрируя, что хромитовая руда действительно образует сплав хромистой стали — процесс, который мы не видим до конца 19-го и начала 20-го века.

    «В персидском манускрипте 13-го века сталь Чахак была отмечена прекрасными и изысканными узорами, но ее мечи также были хрупкими, поэтому они потеряли свою рыночную стоимость», — сказал профессор Тило Ререн, археолог из Института археологии Университетского колледжа. Лондон и Институт Кипра.

    «Сегодня это небольшая скромная деревня, которая до того, как была определена как объект археологического интереса, была известна только своим сельским хозяйством».

    Исследователи считают, что это знаменует особую персидскую тигельную традицию производства стали — отдельную от более широко известных среднеазиатских методов в Узбекистане и Туркменистане — для производства стали с низким содержанием хрома (около 1% по весу).

    «Процесс идентификации может быть довольно долгим и сложным по нескольким причинам», — сказал профессор Маркос Мартинон-Торрес, археолог с кафедры археологии Кембриджского университета.

    «Во-первых, язык и термины, используемые для записи технологических процессов или материалов, могут больше не использоваться, либо их значение и назначение могут отличаться от используемых в современной науке».

    «Кроме того, написание было ограничено социальными элитами, а не отдельными лицами, которые фактически занимались ремеслом, что могло привести к ошибкам или упущениям в тексте».

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.