Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [ 79 ] 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

сплавы- ие претерпевают превращений. Стали, структура которых соответ-Ствуе? этой области диаграммы Fe - Сг, относят к ферритным. Граница области у-твердых растворов изменяется в зависимости от содержания С (рнс. 15.1). Чистые железохромистые сплавы становятся однофазными ферритными при введении 13 % Сг. В присутствии С сплавы с большим содержанием Сг могут еще иметь у-»-а-превращение. Перемещение границы у-области в сторону больших концентраций Сг прн введении С связано также с уменьшением растворенного Сг вследствие образования стабильных его карбидов. В связи с этим ферритиые стали с обычным содержанием С, выплавляемые в открытых электропечах, легированы Сг в количестве не менее 16 %.

15.1.2. Марки и назначение сталей

Высокохромистые ферритные стали являются перспективным конструкционным материалом. По сопротивляемости коррозии ферритные стали 08X17Т, 15Х25Т, ЭП882-ВИ и другие не уступают хромоникелевыи аустенитным сталям, значительно превосходят их по стойкости к коррозионному растрескиванию. При дополнительном легировании А1 и Si хромистые ферритные стали 08Х23С2Ю (сихромаль-12) и ЭП904-ВИ могут быть использованы для изготовления оборудования, работающего в условиях окисления при температурах до 1200 °С. Широкое применение ферритных сталей позволило бы решить проблему дефицита никеля путем замены ими распространенных в настоящее время аустенитных сталей (табл. 15.1, 15.2).

Применению широко освоенных в металлургическом производстве ферритных сталей с обычным содержанием С и N препятствуют весьма частые случаи хрупкого разрушения конструкций как в процессе изготовления, так и при транспортировке и эксплуатации. Высокая чувствительность к надрезу при нормальной температуре затрудняет их применение для изготовления оборудования, работающего в условиях ударных и знакопеременных нагрузок. Такие ферритные стали используют, как правило, для изготовления оборудования, не подлежащего контролю Госгортехнадзора СССР,-деталей внутренних устройств химических аппаратов, змеевиков пиролиза с незначительным внутренним давлением и т. п.

Резкое повышение пластичности и вязкости хромистых ферритных сталей возможно путем ограничения в их составе примесей внедрения. Эта

1100 1000 800

Рис. 15.1. Положение области v в диаграмме состояния сплавов с различным содержанием углерода (схема)

ИСТЫХ ФЕРРИТНЫХ СТАЛЕЙ

ТАБЛИЦА 15.1

элементов, % (по массе)

ТАБЛИЦА 15.2 НАЗНАЧЕНИЕ ХРОМИСТЫХ ФЕРРИТНЫХ СТАЛЕЙ

возможность стала реальной после ввода в эксплуатацию крупнотоннажных вакуумных печей и освоения технологии плавки с продувкой расплава аргоном илк аргоиокислородиой смесью. Новые хромистые ферритиые стали с низким содержанием примесей внедрения (до 0,015-0,020 % в сумме) отличаются высокой пластичностью и ударной вязкостью. Среди них следует отметить стали ЭП882-ВИ и ЭП904-ВИ, начинающие находить применение в энергетическом машиностроении.

Сталь ЭП882-ВИ разработана в качестве заменителя хромоникелевых аустенитных сталей марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н20Т и др. для изготовления теплообмеиного оборудования химических производств, энергетического оборудования тепловых и атомных электростанций. Сталь ие склонна к хлорид-иому коррозионному растрескиванию, питтииговой коррозии.

Применительно к оборудованию, работающему в условиях окисления при высоких температурах, разработана хорошо свариваемая сталь ЭП904-ВИ. Сталь отличается высокой жаростойкостью до 1300 °С. Применение ее весьма эффективно для элементов крепления поверхностей нагрева энергетических котлоагрегатов, особенно в случаях работы на высокосер-иистом топливе.

15.1.3. Механические свойства сталей

В связи с высокой хрупкостью при нормальной температуре к хромистым ферритным сталям, произведенным в открытых печах, практически не предъявляют требований по ударной вязкости, а оговаривают в основном минимально допустимые значения прочности и пластичности (табл. 15,3).

Хрупкость ферритных сталей ранее представлялась непреодолимой Ее связывали в основном с грубозернистой структурой, обусловленной интенсивным ростом зерна даже в процессе охлаждения заготовок после прокатки. Для измельчения структуры предложили легирование сталей Ti, образующим слабо диссоциирующие карбиды. Располагаясь иа границах зереи, карбиды могут уменьшить рост зерна при нагреве. Наиболее распространенные в настоящее время хромистые ферритиые стали марок 08Х17Т и 15Х25Т содержат до 0,80 и 0,90 % Ti.

Для измельчения грубозернистой структуры прокатку листов из сталей 08Х17Т, 15Х25Т и 25Х28НА завершают при пониженных температурах, до

ТАБЛИЦА 1s.3

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХРОМИСТЫХ ФЕРРИТНЫХ СТАЛЕЙ

кси,МДт/м

0,f О

го о т,°с о

гоо т,°с

Рис. 15,2. Ударная вязкость стали 15Х25Т (а) и стали 08Х23С2Ю (б)

1 - исходное состояние, 2 - после имитации термического цикла сварки

820-850 °С. Низкотемпературная прокатка способствует повышению ударной вязкости указанных сталей до 0,8 МДж/м и пластичности 65 до 25 %. С учетом этих возможностей в ГОСТ 7350-77 внесены требования по минимально допустимым значениям K.CV стали 15X25 до 0,2 МДж/м (рис. 15.2). У стали 15Х25Т, произведенной по модернизированной технологии прокатки листов, ударная вязкость при нормальной температуре достигает 0,8 МДж/м, у стали 08Х23С2Ю не превышает 0,1 МДж/м. Это связано прежде всего с тем, что значения температуры перехода сталей в хрупкое состояние существенно отличаются. У стали 15Х25Т Ткр находится на уровне 10 °С, у стали 08Х23С2Ю - на уровне 100 °С.

15.2. Свариваемость сталей

15.2.1. Охрупчивание сталей при нагреве

Особенностью высокохромистых сталей ферритного класса является их склонность к дополнительному резкому охрупчиванию под воздействием сварочного нагрева. Ударная вязкость и