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

Таблица 12 Механические свойства хромистых сталей

чением окислительных свойств среды, их электродные потенциалы становятся еще более положительными, однако при увеличении концентрации азотной кислоты коррозия

хромистых сталей резко интенсифицируется вследствие наступления перепасснвации (рнс. 63). При содержании хрома в стали >25% системы Fe- С-Сг устойчивы в «царской водке» и в такой агрессивной среде, как 30%-ный раствор хлорида железа (II). В разбавленных растворах серной кислоты и в соляной кислоте хромистые стали неустойчивы, поскольку в неокислительных средах защитная пассивная пленка не образуется. Сернистая кислота и органические кислоты (муравьиная, винная, щавелевая), особенно при нагревании, разрушают эти сплавы.

В разбавленных щелочных растворах хромистые стали при обычных температурах устойчивы, но при повышенных температурах в концентрированных растворах и расплавах щелочей они малоустойчивы.

Хромистые стали подвержены межкристаллитной коррозии, что связано с выпадением по границам зерен, богатых хромом карбидов и обеднения хромом твердого

20 W ВО 80 О 20 1>0 60 80 КонцентрацийШ)/с ШиеитрвцияШЗ%

Рис, 63. Скорость коррозии хромистых сталей в кипящих растворах азотной кислоты:

а - сталь, содержащая 13% хрома; i - содержание углерода 0,1%; г - содержание углерода 0,4%; б - сталь, содержащая \7% хрома; / -содержание углерода 0,35"/<i; 2 -содержание углерода 0,1%

раствора. Межкристаллитную коррозию можно снизить легированием их титаном, ниобием. Хромистые стали подвергаются различным видам мехаинческон обработки; они хорошо отливаются, штампуются и прокатываются.

Нержавеющие стали как конструкционный материал широко используются в хи.мической, нефтеперерабатывающей, пищевой промышленности п как декоративный материал - в архитектуре и автомобилестроении. Кроме того, они применяются для изготовления режущих инструментов, штампов, лопаток паровых турбин.

Железоникелевые сплавы не при.меняются в качестве конструкционных материалов, так как они не имеют особых преимуществ в сравнении с хромистыми сталями, поэтому часто используют стали иа основе системы Fe -Сг -Ni -С. Введение никеля изменяет структуру и положительно влияет иа свойства сплава (измельчает зерно).

Стали сочетают высокую пластичность и вязкость с I достаточной прочностью и жаропрочностью. Прочность таких сталей можно значительно увеличить путем холод-\ ной деформации, например, предел прочности стали по-I вышается с 550 до 1180 МН/м (с 55 до 118 кгc/мм), предел текучести - с 200 до 1100 МН/м2 (с 20 до ПО кгс/мм). Наилучшие [Юказатели в отношении меха- нических свойств имеют хромистоникелсвые стали с со- держанием углерода от 0,10 до 0,15%.

Высоколегированные хромоникелевые стали устойчивы в азотной кислоте при концентрациях пе выше 80% и температуре до 70° С, а в соляной кислоте неустойчивы. В фосфорной кислоте они устойчивы прн температуре до 100°С и концентрации не выше 60%- В большинстве органических соединений (кислоты, спирты и др.), в растворах нитратов, сульфатов и хлоридов, в сухом хлоре и сернистом газе, в оксидах азота, сероводороде, оксиде углерода (11) хромоникелевые стали достаточно устойчивы. При высоких концентрациях растворов азотной кислоты хромоникелевые сплавы, так же как и хромистые, из-за перехода хрома в оксиды высшей степени окисления подвергаются перепассивации, и пассивные пленки теряют защитные свойства.

Для повышения стойкости хромонпкелевой стали в неокислительных средах в качестве легирующих присадок вводят молибден, медь, кремний и др. Так, хромоникельмолибденовые стали (10Х17Н13М2Т;

10XI7H13M3T), содержащие 2-3% молибдена, сочетают сравнительно высокую прочность с очень высокими пластическими свонствамп и высоком ударном вязкостью. Эти стали хорошо свариваются, протягиваются и штампуются. Стали, содержащие молггбден, склонны к пассивации как в окислительных, так и в восстановительных средах и в средах, содержащих хлорид-номы. Хромоникель-молнбденовые стали применяются для изготовления аппаратуры, работающей в сильно агрессивных средах, па-пример, в 10 12%-ных растворах серной кислоты при 40-50° С, в горячих растворах сернистой кислоты, в горячей фосфорной кислоте, в кипящих растворах уксусной, щавелевой и муравьиной кислот.

В СССР разработаны марки . высоколегированных сталей на основе сложной системы Fe-Сг-Ni-Мо-Си-С. Коррозионная стойкость хро-мониксльмолибденомедистых сталей в некоторых агрессивных средах очень велика, например, в растворах серной кислоты до 80%. Такие стали ншроко используются в химической, целлюлозной, пищевой, автомобильной и других отраслях промышленности.

Под жаростойкостью принято понимать способность материала противостоять коррозионному разрушению под действием воздуха млн других газов нри высоких температурах. К жаростойким сталям относятся сплавы, содержащие алюминий, хром, кремний. Такие стали ие образуют окалины при высоких температурах, например, хромистая сталь, содержащая 30% Сг, .устойчива до -1200°С. Влияние содержания хрома на жаростойкость стали с содержа!П1ем 0,5% углерода приведено на рис. 64. Введение небольших добавок алюминия резко повышает жаростойкость хромистых сталей (рис. 65). Стойкость таких материалов при высоких температурах объяеня-ется образованием па их поверхности плотных защитных пленок, состоящих, главным образом, из оксидов легирующих элементов (хрома, алюминия, кремния).

Основные области применения жаростойких сталей как конструкционного материала - изготовление различных деталей иагреватсльпых устройств и энергетических установок.

Под жаропрочностью принято понимать способность материала выдерживать механпчсские нагрузки без деформаций при определенных повышенных температурах. К числу жаропрочных относятся стали, содержащие