Легирование легкопассивирующимися компонентами
Многие металлы в определённых окислительных условиях могут быть переведены в пассивное состояние, однако наиболее сильно это выражено у титана, хрома, никеля, железа, магния. Наиболее ярко это проявляется в окислителях - азотной кислоте и сильно аэрируемых растворах. При легировании менее пассивирующихся металлов более пассивирующимися, пассивируемость образованного сплава приближается или выходит на уровень легирующего компонента. Примером может служить легирование железа хромом - получение хромистых нержавеющих сталей, железа - кремнием (получение кислотостойких высококремнистых чугунов), никеля - хромом (сплавы типа нихромов и инконелей). Во всех этих случаях резкое повышение склонности к пассивированию наблюдается тогда, когда атомная доля хрома в сплаве станет кратной 1/8, например, для хромистых сталей это достигается при содержании в сплаве около 12,5; 25; 37,5 ат. %, т.е. около 11,8; 23,7 и 35,8 вес % хрома (рис. 5.2). Так, хромистая сталь считается нержавеющей, если в её составе находится не менее 12,5 ат. % хрома.
Рис. 5.2. Коррозия литых Fe-Cr сплавов в 85% H3PO4, 90°С, 120 ч.
Некоторые коррозионностойкие стали приведены в табл 5.1.
Таблица 5.1.
| Класс стали | Марки | Основные области применения, характерные свойства |
| Ферритный | 08Х13 | Вода, пар, атмосферные условия |
| 12Х17, 08Х17Т | Окислительные кислоты (азотная и др.), щелочи | |
| 08Х18Т | Бытовые приборы пищевой и легкой промышленности | |
| 15Х28 | Растворы окислительных кислот (HNO3 и др.), щелочи | |
| Мартенситный | 20Х13 | Слабоагрессивные среды (пар, вода: водные растворы солей, органические кислоты) |
| 30Х13, 40Х13, 95Х18 | Режущие, измерительные и хирургические инструменты, пружины, подшипники | |
| Мартенситно-ферритный | 40Х15, 12Х13 | Пар, вода, твердые износостойкие детали, хирургические инструменты, кольца, шарикоподшипники |
| 70Х28 | Отливки с повышенной КС; хорошие литейные свойства | |
| 10Х29, 40Х28Н4 | Химическая промышленность, в частности для HNO3 и органических кислот; высокое сопротивление истиранию | |
| Аустенитный | Хромоникелевые стали | Химическая и нефтехимическая промышленность; сварные конструкции, контактирующие с HNO3 и другими окислительными средами, органическими кислотами средних концентраций, органическими растворителями, в атмосферных условиях. Жаростойкие и жаропрочные, используются в криогенной технике |
| 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Б, 03Х18Н11 | По коррозионным и технологическим свойствам близки к сталям 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т, но сварные соединения более стойки к НК и МКК | |
| 08Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 08Х17Н15М3Т | Сварные конструкции, работающие условиях воздействия фосфорной, муравьиной, уксусной кислот, и других повышенно агрессивных средах; сталь 08Х17Н15МЗТ используют для колонн синтеза мочевины | |
| 02Х8Н22С6 | Оборудование, работающее под действием концентрированной НNO3 при высоких температурах | |
| 03Х21Н21М4ГБ | Оборудование для производства экстракционной H3PO4, комплексных минеральных удобрений | |
| 06ХН28МДТ (06Х23Н28М3Д3Т) | Оборудование для производства H2SO4 (до 80 0С), сложных минеральных удобрений, экстракционной H3PO4 и других сред повышенной кислотности | |
| 03ХН28МДТ | По сравнению с 06ХН28МДТ более стойка к МКК | |
| 03Х18Н20С3М3Д3Б | Аппаратура, работающая преимущественно в растворах H2SO4 | |
| 10Х14Г14Н4Т | Сварная аппаратура, работающая в средах химических производств слабой агрессивности, в криогенной технике (до –253 0C) | |
| Аустенито- ферритные | 08Х22Н6Т, 03Х23Н6, 08Х21Н6М2Т, 03Х22Н6М2, 08Х18Г8Н2Т, 08Х18Г8Н3М2Т | Стали с повышенной прочностью - заменители аустенитных КС-сталей типа Х18Н10Т и Х17Н13М2Т. Производство HNO3, капролактама, адепиновой кислоты, мочевины и аммиачной селитры |
| Аустенито- мартенситный | 07Х16Н6, 09Х15Н8Ю, | Высокопрочные КС-конструкции, работающие в слабоагрессивных средах |
Одним из методов повышения коррозионной стойкости является введение компонентов, повышающих термодинамическую устойчивость анодной фазы - легирование атомами более химически устойчивого компонента. Например, при введении в медь 50 ат. % золота коррозионная стойкость сплава Cu-Au повышается до уровня коррозионной стойкости золота.
Другим методом, является введение компонентов, сдвигающих потенциал зерна в отрицательную сторону. При этом сдвиг потенциала зерна в отрицательную сторону, т.е. увеличение анодной активности зерна, приводит к выравниванию потенциалов зерен и границ зерен, что вызывает уменьшение склонности сплавов к МКК (легирование алюминиевых сплавов магнием).
Пример 5.1. Определить состав ( массовый процент хрома) всех возможных по правилу n/8 коррозионностойких сплавов Fe-Cr.
Решение. 1) Атомная масса железа АFe=55,85 г, а хрома ACr =52,01 г,
отсюда находим содержание хрома Y, отвечающее первой границе устойчивости n=1:
X=100-Y; 
, откуда Y = 11,7 % Cr (по массе).
2) Аналогично находим процент хрома для остальных значений:
| n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Cr, % по массе | 11,7 | 23,7 | 35,9 | 48,2 | 60,8 | 73,6 | 86,7 |
Дата добавления: 2017-02-13; просмотров: 1719;
Поиск по сайту
Узнать еще
- Біотична система, склад та взаємовідносини між компонентами
- Биогеохимические циклы (биогеохимические круговороты) -циклические процессы обмена веществ между различными компонентами биосферы, обусловленные жизнедеятельностью организмов.
- Взаимоотношения между компонентами раннего постнатального развития поведения
- Жаростойкое легирование
- Лазерный отжиг, рекристаллизация и легирование полупроводников.
- Легирование металлов через шлак
- Легирование эпитаксиальных слоёв
Публикации по технике и механике
Публикации по биологии
Публикации по информатике
Публикации по строительству
Публикации по физике
Публикации по химии
Публикации по электронике
Публикации по искусству
Публикации по истории
Публикации по медицине
