Ферытная нержавеючая сталь адносіцца да нержавеючай сталі з аб'ёмна-цэнтраваным кубічным ферытам у якасці матрычнай структуры пры высокай і нармальнай тэмпературах. Ферытная нержавеючая сталь мае жалеза і хром у якасці асноўных элементаў, як правіла, не ўтрымлівае нікеля, а некаторыя ўтрымліваюць невялікую колькасць малібдэна, тытана або ніобію і іншых элементаў. Ён мае добрую ўстойлівасць да акіслення, устойлівасць да карозіі і ўстойлівасць да хларыднай карозіі. Акрамя таго, ферытная нержавеючая сталь таксама мае характарыстыкі высокай цеплаправоднасці, малога каэфіцыента пашырэння, добрай устойлівасці да акіслення і выдатнай устойлівасці да карозіі пад напругай. Ён у асноўным выкарыстоўваецца для вытворчасці дэталяў, устойлівых да атмасфернай карозіі, карозіі вадзяной пары, вады і акісляльнай кіслотнай карозіі. Рэпрэзентатыўныя маркі ферытнай нержавеючай сталі: AISI 410 (UNS S41000), AISI 420 (UNS S42000), AISI 430 (UNS S43000) у адпаведнасці з ASTM; 1.4006, 1.4021, 1.4016, у адпаведнасці са стандартам EN ... і г.д.
Ферытная нержавеючая сталь можа быць падзелена на нізкі хром, сярэдні хром і высокі хром у залежнасці ад утрымання хрому. У залежнасці ад чысціні сталі, асабліва ўтрымання прымешак вугляроду і азоту, яе можна падзяліць на звычайную ферытную нержавеючую сталь і звышчыстую ферытную нержавеючую сталь. Звычайная ферытная нержавеючая сталь мае такія недахопы, як далікатнасць пры нізкай і пакаёвай тэмпературах, адчувальнасць да надрэзаў, высокую схільнасць да міжкрысталічнай карозіі і дрэнную зварвальнасць. Хоць гэты тып сталі быў распрацаваны раней, яго прамысловае прымяненне было значна абмежавана. Гэтыя недахопы звычайнай ферытнай нержавеючай сталі звязаны з чысцінёй сталі, асабліва з высокім утрыманнем у сталі прамежкавых элементаў, такіх як вуглярод і азот. Пакуль утрыманне вугляроду і азоту ў сталі дастаткова нізкае, вышэйзгаданыя недахопы ў асноўным можна пераадолець.
У параўнанні заустенитная нержавеючая сталь, ферытная нержавеючая сталь мае лепшую ўстойлівасць да карозіі, тэрмаўстойлівасць і апрацоўваемасць. Паколькі ферытавая фаза з цяжкасцю растварае вуглярод, ферыт мае характарыстыкі мяккасці і лёгка дэфармуецца. Як і мартенсітная нержавеючая сталь, паколькі рашоткавая структура з'яўляецца аб'ёмна-цэнтрычнай кубічнай структурай, яна парамагнітная, таму ферытная нержавеючая сталь з'яўляецца магнітнай. Аўстэнітная нержавеючая сталь немагнітная з-за сваёй гранецэнтрыраванай кубічнай структуры.
Цана на ферытную нержавеючую сталь не толькі адносна нізкая і стабільная, але таксама мае мноства унікальных асаблівасцей і пераваг. Было даказана, што ферытная нержавеючая сталь з'яўляецца выдатным альтэрнатыўным матэрыялам.
Звычайная ферритная нержавеючая сталь
Такія сталі ўключаюць нізкае, сярэдняе і высокае ўтрыманне хрому. Ферытная нержавеючая сталь з нізкім утрыманнем хрому змяшчае каля 11-14% хрому, напрыклад 00Cr12 і 0Cr13Al у Кітаі. Амерыканскі AISI 400, 405, 406MF-2. Гэты тып сталі валодае добрай трываласцю, пластычнасцю, халоднай дэфармацыяй і свариваемостью. Паколькі сталь змяшчае пэўную колькасць хрому і алюмінія, яна валодае добрай устойлівасцю да акіслення і іржы. 405 можа выкарыстоўвацца ў якасці нафтаперапрацоўчай вежы, футроўкі рэзервуараў, лопасці паравой турбіны, прылад, устойлівых да карозіі пры высокай тэмпературы серы і г. д. 400 для бытавой і офіснай тэхнікі і г. д. 409 выкарыстоўваецца для прылад аўтамабільнай сістэмы глушыцеля і труб халоднай і цёплай вады, і г.д. Ферытная нержавеючая сталь з сярэднім утрыманнем хрому, утрыманне хрому складае ад 14% да 19%, напрыклад, 1Cr17 і 1Cr17Mo ў Кітаі. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 у Злучаных Штатах. Гэты тып сталі мае лепшую ўстойлівасць да іржы і карозіі. Яго каэфіцыент упрочнения невялікі (n≈2), і ён мае добрую прадукцыйнасць глыбокай выцяжкі, але яго пластычнасць дрэнная. Ферытная нержавеючая сталь AISI 430 выкарыстоўваецца для архітэктурнага аздаблення, аздаблення аўтамабіляў, кухоннага абсталявання, газавых гарэлак і частак прамысловага абсталявання азотнай кіслаты і г. д. AISI 434 выкарыстоўваецца для вонкавага аздаблення аўтамабіляў і будынкаў. 439 выкарыстоўваецца ў якасці шланга для газавых воданагравальнікаў, вугальных і газаправодаў і г. д. Ферытная нержавеючая сталь з высокім утрыманнем хрому змяшчае ад 19% да 30% хрому, напрыклад, Cr18Si2 і Cr25 у Кітаі, AISI 442, AISI 443 і AISI 446 у Злучаных Штатах. дзяржавы. Такія сталі валодаюць добрай устойлівасцю да акіслення. AISI 442 пастаянна выкарыстоўваецца ў атмасферы, верхняя мяжа тэмпературы складае 1035 °C, а максімальная тэмпература для бесперапыннага выкарыстання - 980 °C. Ферытная нержавеючая сталь AISI 446 мае лепшую ўстойлівасць да акіслення.
Ферытная нержавеючая сталь высокай чысцініl
Гэты тып сталі змяшчае надзвычай нізкі ўзровень вугляроду, азоту; з высокім утрыманнем хрому, малібдэна, тытана, ніобію і іншых элементаў. Такія, як кітайскія 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2. Гэты тып сталі мае добрыя механічныя ўласцівасці (асабліва трываласць), зварваемасць, устойлівасць да міжкрышталітнай карозіі, устойлівасць да кропкавай карозіі, устойлівасць да шчыліннай карозіі і выдатную ўстойлівасць да каразійнага расколіны пад напругай. Напрыклад, ферытная нержавеючая сталь 18-2 мае добрую каразійную ўстойлівасць у азотнай кіслаце, воцатнай кіслаце, NaOH, устойлівасць да кропкавай карозіі ў 3% NaCl і FeCl3 эквівалентная або перавышае аўстэнітную нержавеючую сталь 18-8, сталь 26CrMo ў многіх асяроддзях Устойлівасць да карозіі , асабліва ў арганічных кіслотах, акісляльных кіслотах і моцных шчолачах. Ён мае добрую ўстойлівасць да кропкавай карозіі ў моцнай хларыднай асяроддзі. Каразійнае парэпанне пад напругай не адбываецца ў хларыдзе, серавадароду, празмернай колькасці сернай кіслаты і моцных шчолачаў. 30Cr-2Mo мае больш высокую ўстойлівасць да кропкавай і шчыліннай карозіі, захоўваючы ўстойлівасць да карозіі пад напругай.
Каразійная ўстойлівасць ферытнай нержавеючай сталі
(1) Раўнамерная карозія.
Хром - элемент, які лягчэй за ўсё пасіўаваць. У атмасферным асяроддзі жалезахромавы сплаў з утрыманнем хрому больш за 12% можа самопассивироваться. У акісляльнай асяроддзі ўтрыманне хрому можа быць пасівавана, калі яно складае больш за 17%. У некаторых агрэсіўных асяроддзях для атрымання добрай каразійнай устойлівасці можна дадаць высокае ўтрыманне хрому і малібдэна, нікеля, медзі і іншых элементаў.
(2) Міжкрышталітная карозія.
Ферытная нержавеючая сталь, як і аўстенітная нержавеючая сталь, пакутуе ад міжкрысталічнай карозіі, але сенсібілізацыйная апрацоўка і тэрмічная апрацоўка, каб пазбегнуць гэтай карозіі, як раз наадварот. Ферытная нержавеючая сталь схільная да міжкрысталічнай карозіі ў выніку хуткага астуджэння вышэй за 925 °C, і стан (сенсібілізаваны стан), успрымальны да міжкрысталічнай карозіі, можа быць ліквідаваны пасля кароткага перыяду загартоўкі пры 650-815 °C. Міжкрысталетычная карозія ферытнай сталі таксама з'яўляецца вынікам знясілення хрому, выкліканага выпадзеннем карбіду. Такім чынам, памяншэнне ўтрымання вугляроду і азоту ў сталі і даданне такіх элементаў, як тытан і ніёбій, можа знізіць схільнасць да міжкрысталічнай карозіі.
(3) Точкавая і шчылінная карозія.
Хром і малібдэн з'яўляюцца найбольш эфектыўнымі элементамі для павышэння ўстойлівасці нержавеючай сталі да кропкавай і шчыліннай карозіі. Па меры павелічэння ўтрымання хрому ўтрыманне хрому ў аксіднай плёнцы таксама павялічваецца, і хімічная ўстойлівасць плёнкі павялічваецца. Малібдэн адсарбуецца на актыўнай паверхні металу ў выглядзе MoO4, які інгібіруе растварэнне металу, спрыяе рэпасівацыі і прадухіляе пашкоджанне плёнкі. Такім чынам, ферытная нержавеючая сталь з высокім утрыманнем хрому і малібдэна валодае выдатнай устойлівасцю да кропкавай і шчыліннай карозіі.
(4) Устойлівасць да каразійнага расколіны пад напругай.
Дзякуючы асаблівасцям арганізацыйнай структуры, ферытная нержавеючая сталь устойлівая да карозіі ў асяроддзі, дзе аўстэнітная нержавеючая сталь выклікае каразійнае расколіна пад напругай.
Механічныя ўласцівасці ферытнай нержавеючай сталі
Ферытная нержавеючая сталь не можа быць умацавана тэрмічнай апрацоўкай, таму што няма змены фазы. Як правіла, яго выкарыстоўваюць пасля адпалу пры 700-800°C. З-за падобнага атамнага памеру жалеза і хрому эфект умацавання цвёрдага раствора невялікі, мяжа цякучасці і трываласць на разрыў ферытнай нержавеючай сталі крыху вышэйшыя, чым у нізкавугляродзістай сталі, а пластычнасць ніжэй, чым у нізкавугляродзістай сталі .
1) Даломкасць звычайнай ферытнай нержавеючай сталі пры пакаёвай тэмпературы.
Звычайная ферытная нержавеючая сталь адчувальная да надрэзаў, а тэмпература пераходу далікатнасці вышэй пакаёвай, за выключэннем ферытнай нержавеючай сталі з нізкім утрыманнем хрому. Чым вышэй утрыманне хрому, тым больш хладноломкость. Гэтая хладноломкость звязана з прамежкавымі элементамі, такімі як вуглярод і азот, у сталі, а звышчыстая ферытная сталь мае вельмі нізкае ўтрыманне вугляроду ў прамежкавых элементах, такіх як вуглярод і азот, таму яна можа атрымаць добрую трываласць і далікатны пераход тэмпературу можна апусціць ніжэй пакаёвай.
2) Высокатэмпературная далікатнасць звычайнай ферытнай нержавеючай сталі.
Звычайная ферытная нержавеючая сталь награваецца вышэй за 927°C, а затым хутка астуджаецца да пакаёвай тэмпературы, пластычнасць і трываласць значна зніжаюцца. Гэтая высокатэмпературная далікатнасць звязана з хуткім выпадзеннем злучэнняў вугляроду (нітрыдаў) на межах зерняў або дыслакацый пры тэмпературы 427-927 °C. Зніжэнне ўтрымання вугляроду і азоту ў сталі (з выкарыстаннем звышчыстай тэхналогіі) можа значна палепшыць гэтую далікатнасць. Акрамя таго, калі ферытная сталь награваецца вышэй за 927°C, зярністасць будзе грубай, а грубае збожжа пагоршыць пластычнасць і трываласць сталі.
3) Утварэнне σ-фазы.
Згодна з фазавай дыяграмай жалеза-хром, пры тэмпературы 500-800°C сплаў, які змяшчае 40-50% хрому, будзе ўтвараць адну фазу σ, а сплаў, які змяшчае менш за 20% або больш за 70% хрому, будзе ўтвараць α+σ двухфазная структура. Адукацыя σ-фазы істотна знізіць пластычнасць і ўдарную глейкасць сталі. Такім чынам, ферытную нержавеючую сталь нельга выкарыстоўваць працяглы час пры тэмпературы 500-800 °C.
4) Далікатнасць пры 475°C.
Ферытная сталь з высокім утрыманнем хрому (>15%) будзе моцна ломкай пры тэмпературы 400-500 °C. Гэты выгляд акрышчэння займае меншы час, чым выпадзенне σ-фазы. Напрыклад, калі ферытная нержавеючая сталь 0,080C-0,4Si-16,9Cr вытрымліваецца пры 450°C на працягу 4 гадзін, ударная глейкасць пры пакаёвай тэмпературы амаль падае да нуля. Ступень далікатнасці ўзрастае з павелічэннем утрымання хрому, але трываласць можа быць адноўлена пасля апрацоўкі вышэй за 600 °C. Далікатнасць пры 475°C з'яўляецца вынікам выпадзення альфа-фазы, багатай хромам. Такую сталь варта пазбягаць нагрэву каля 475°C.
Час публікацыі: 2 мая 2023 г