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

Глава КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ X8V (НЕРЖАВЕЮЩИЕ) СТАЛИ

И СПЛАВЫ

Коррозией называют разрушение металлов под действием окружающей среды. При этом металлы часто покрьшаются продуктами коррозии. В результате воздействия внешней среды механические свойства металлов резко ухудшаются, иногда даже при отсутствии видимого изменеиия внешнего вида поверхности.

Различают химическую коррозию, протекающую при воздействии на металл газов (газовая коррозия) и неэлектролитов (нефть и ее производные), и электрохимическую коррозию, вызываемую действием электролитов, (кислот, щелочей и солей). Кэлектрохимической коррозии относятся также атмосферная и почвенная коррозия.

Э-лектрохимическая коррозия развивается в результате работы большого числа короткозамкнутых гальванических элементов, образующихся вследствие неоднородности металла (наличия различных фаз, ликвации, границ зерен, включений и т. д.) или внешней среды (различная концентрация ионов в электролите, разные температуры и т. д.). Коррозия (растворение металла) происходит в основном на анодных участках поверхности.

Существует несколько видов электрохимической коррозии. Если металл однороден (например, однородный твердый раствор), то наблюдается равномерная коррозия, протекающая примерно с одинаковой скоростью по всей поверхности металла. В неоднородном металле, что является наиболее частым случаем, коррозия носит локальный характер и охватывает только некоторые участки поверхности. Эту местную, илм локальную, коррозию подразделяют на т о ч е ч н у ю, пятнистую и с язвами (п и т т и н г а м и). Очаги пятнистой и точечной коррозии являготся концентраторами напряжений.

Питтннговая коррозия весьма опасна, так как при малых потерях массы на металле возникают глубокие местные поражения, которые могут привести к сквоз- ным дефектам. Наиболее опасна так называемая интеркристалл ИТ пая коррозия, распространяющаяся по границам зерен вследствие более низкого их электрохимического потенциала. Коррозия без заметных внешних признаков быстро развивается по границам зерен, вглубь, резко снижая при этом механические свойства. Сталь, пораженная интер-кристаллитиой коррозией, теряет металлический звук и при изгибе дает надрывы по границам зерен в местах коррозионного разрушения металла. Кроме того, различают коррозию под напряжением, которая возникает при одновременном действии коррозионной среды и обычно напряжений растяжения.

При этом разрушение происходит Е;следствие образования и быстрого продвижения трещины без заметной микропластической деформации при напряжениях ниже временного сопротивления разрыву. Разновидностью этой коррозии является коррозионное растрескивание, те. образование в металле тонкой сетки трещин при воздействии коррозионной среды и напряжений.

Сталь, устойчивую против газовой коррозии при высоких температурах (свыше 55 °С), называют ж а -ростойкой. Стали, устойчивые против электрохимической коррозии, называют коррозиои-ностойкими (нержавеющими)Повышение устойчивости стали против коррозии достигается введением в нее элементов, образующих на поверхности защитные пленки, прочно связанные с основным металлом и предупреждающие контакт между сталью и наружной агрессивной средой, а также повышающих электрохимический потенциал в разных агрессивных средах.

Повышение окалиностойкости достигается введением в сталь хрома, а также алюминия или кремния, т. е. элементов, растворяющихся в железе и образую-

Коррознсиная стойкость определяется скоростью коррозии, выраженной глубинным Kj,, мм/год, или массовым /С,, г/м. показателями, которые связаны соотношениями Кр = 8,76/C/V, мм/год, где v - плотность металла, г/м". Для оценки общей коррозионной стойкости используют также шкалы ГОСТ.

щих в процессе иагрева защитные пленки оксидов (Сг, Ре)20з (А1, Ре)20з. Введение в сталь 5-8 % Сг повышает окал и постой кость до 700-750 "С, увеличение содержания хрома до 15-17 % делает сталь ока-линостойкой до 950-1000 "С, а при содержании 25 % Сг сталь остается окалиностойкой до 1100 "С.

Стали, устойчивые против электрохимической коррозии (ГОСТ 5632-72), можно разделить на два характерных класса: хромистые, имеющие после охлаждении! на воздухе ферритную или мартенситную структуру, и хромоникелевые с аустенитной структурой.

Хромистые коррозионностойкие стали. Введение 12-13 % Ci" делает сталь устойчивой против коррозии на воздухе, в морской и пресной воде и некоторых кислотах. При увеличении содержания хрома более 15 % сталь приобретает устойчивость против коррозии в окислительных средах, в том числе в азотной кислоте.

Более широко применяют хромистые стали 12X13, 20X13, 30X13 и 40X13, содержащие 12-14 % Сг, а также стали 12X17 и 15X28, содержащие 0,12- 0,15 % С, 17 и 28 % Сг. В сталях с 13 % Сг при нагреве и охла.ждении протекает а у-превращение. Стали 20X13, 30X13 и 40X13 относятся к мартенситному классу, а сталь 10X13 к мартенситно-ферритному классу (содержит не менее 10 % феррита). Стали 12X17 и 15X28 (17 и 28 % Сг) относятся к ферритному классу.

Стали с 13 % Сг обладают наилучшей стойкостью против коррозии лишь при условии, что весь хром находится в а- твердом растворе (феррите). В этом случае он образует на поверхности защитную пленку типа (Сг, Fe)g03. Образование карбидов (Cr,Cg, СГазС) в сталях с повышенным углеродом уменьшает содержание хрома в твердом растворе, создает двухфазную структуру и понижает коррозионную стойкость. По-этомт увеличение содержания углерода ухудшает коррозионную стойкость.

Коррозионная стойкость повышается термической обработкой и созданием шлифованной и полированной поверхности.

Стали 30X13 и 40X13 используют для изготовления хирургических инструментов, карбюраторных игл и т. п.

Сталь 12X17 применяют для изготовления оборудования заводов пищевой и легкой промышленности.