Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Что называется жаростойкостью?



2 В каких отраслях промышленности применяются жаростойкие материалы?

3 Какое основное требование предъявляется к выбору легирующего элемента?

4 Что называется окалиностойкостью?

5 Что представляет собой реакция окисления?

Лекция 11. Кислотостойкость. Общая характеристика кислотостойких материалов. Кислотостойкая сталь. Кислотостойкость сплавов к действию различных кислот. Кислотостойкость сплавов хастеллой и тугоплавких металлов

Кислотостойкостью называется свойство материалов противостоять разрушаю­щему действию растворов кислот или их смесей. Эта характеристика относится к стро­го опре-деленным условиям: продол­жительности обработки, температуре и концентрации реактива. Кислотостойкость в большой степени зависит также от гранулометрического со­става, кристаллической структуры и шероховатости поверхности частиц пробы (порошка), величины рН, анионного состава кис­лой среды и ее окислительно-восста­новительного потенциала.

По дейст­вию на сплавы различают кислоты нeoкислительного характера (растворы HCl, H2SO4) и кислые сре­ды окислительного характера (НNО3 или смесь неокислительных кислот с окислителем).

Для создания боль­шинства кислотостойких пассиви­рующихся сплавов наиболее важны хром и титан. В нержавеющих и кис­лотостойких сталях хрома, например, должно быть не менее 13 %. Однако кислотостойкость этих сплавов часто оказывается недостаточной при нали­чии некоторых активирующих ионов (Cl-, Br-, F-), она может также сни­жаться в чрезмерно окислительных средах при потенциалах более положительных, чем +1,0 (явление перепассивации). Титан, в отличие от хрома и нержавеющих сталей, ха­рактеризуется пассивностью, устой­чив к хлор-ионам, и не склонен к перепассивации, стоек в «царской водке», в которой нестойки не только нержавеющие стали, но и благород­ные металлы. Однако в полностью безводных активных средах (соляно­кислом растворе метанола, дымящей­ся азотной кислоте, безводном хлоре) титан оказывается нестойким, по­скольку его пассивность связана с возможностью образования оксидной пассивной пленки за счет кислорода воды.

Органи­ческие кислоты воздействуют на сплавы менее активно, чем минеральные, причем тем активнее, как правило, чем меньше атомов углерода в молекуле кислоты.

При создании кислотостойких материалов намечается основная закономерность, наиболее четко выявляемая в гомогенных сплавах типа твердого раствора. Если в сплав ввести доста­точное количество компонента, стой­кого (по той или иной причине) в данной кислоте, повышается кислотостой­кость и всего сплава, вызываемая этой же причиной. Так, при введении в медь золота, в никель – меди, а в железо – никеля (при достаточном легировании вторым компонентом первого) наблюдается повышение кис­лотостойкости сплава в неокисли­тельных кислотах вследствие увеличения его термодинамической стабильности.

Кислотостойкая сталь –сталь, отличающаяся химической стойкостью к действию агрессивных кислотосодержащих сред; вид коррозионностойкой ста­ли. Характер легирования и коли­чество легирующих элементов опре­деляют структуру и класс кислотостойкой стали: ферритный, аустенито-ферритный и аустенитный (таблица 11.1). Кислотостойкая сталь отли­чается высокой коррозионной стой­костью, которая зависит от пассив­ности металлов, проявляющейся при воздействии окислителей.

Наиболее сильный пасси­вирующий элемент – хром, которого содержится в стали не менее 16 % [пассивирование – переход металлов и сплавов в состояние, при котором резко замедляется их коррозия за счет образования на поверхности защитных пленок] Никель увеличивает стойкость стали в растворах восстановительных кис­лот (серной, соляной) и в некоторых органических кислотах, повышая электродный потенциал. Молибден также повышает коррозионную стойкость стали в разбавленных раство­рах серной, соляной, фосфорной, сер­нистой, муравьиной, уксусной и других кислот.

Титан и ниобий в стали аус­тенитного класса устраняют воспри­имчивость к .межкристаллитной коррозии, образуя карбиды и устра­няя тем самым возможность образо­вания карбидов хрома. Титан вводят в количестве, превышающем не менее, чем в пять раз, а ниобий – в коли­честве, превышающем в десять раз содержание углерода. В кислотостойкой стали, от которой требуется повышенная стой­кость к межкристаллитной и ноже­вой коррозии, количество углерода ограничивают до 0,03 %. Для улуч­шения механических свойств сталь подвергают термической обработке (таблица 11.2).

Таблица 11.1 - Химический состав кислотостойких сталей

  Марка стали Содержание элементов, %
С Si Mn Cr Ni Ti Mo S P
не более не более
Стали ферритного класса
12Х17 0,12 0,8 0,8 16,0-18,0 0,025 0,035
08Х17Т 0,12 0,8 0,8 16,0-18,0 5С-0,80 0,025 0,035
15Х25Т 0,15 1,0 0,8 24,0-27,0 5С-0,90 0,025 0,035
15Х28 0,15 1,0 0,8 27,0-30,0 0,025 0,035
Стали аустенито-ферритного класса
08Х21Н6М2Т 0,08 0,8 0,8 20,0-22,0 5,5-6,5 0,20-0,40 1,8-2,5 0,025 0,035
Стали аустенитного класса
08Х18Н10Т 0,08 0,8 2,0 17,0-19,0 9,0-11,0 5С-0,7 0,020 0,035
04Х18Н10 0,04 0,8 2,0 17,0-19,0 9,0-11,0 0,020 0,035
10ХI7Н13М2Т 0,10 0,8 2,0 16,0-18,0 12,0-14,0 5С-0,7 2,0-3,0 0,020 0,035
03Х21Н21М4ГБ 0,03 0,6 1,8-2,5 20,0-22,0 20,0-22,0 3,4-3,7 0,020 0,030
06ХН28МДТ 0,06 0,8 0,8 22,0-25,0 26,0-29,0 0,5-0,9 2,5-3,0 0,020 0,035

Примечание: В стали марки 03Х21Н21М4ГБ содержится ниобий, рассчитывае­мый по формуле Nb = 15С–0,8; в стали марки 06ХН28МДТ содержится 2,5-3,5 % Cu.

Увеличение стойкости в кислотах (общая коррозия) дает присадка в аустенитные стали молибдена и особенно молибдена с медью при одновременном увеличении содержания никеля (стали типа Cr-Ni-Mo и Cr-Ni-Mo-Cu). При необходимости иметь высокую кислотостойкость (на уровне стали ЭИ943) и высокие механические свойства (σв> 1000 МПа) рекомендуется к применению сплав Cr-Ni-Mo-Cu-Тi-Al. Последние два элемента вызывают интерметаллидное упрочнение [выделение дисперсных фаз типа Ni3(Тi, Al)].

Таблица 11.2 - Термическая обработка и механические свойства кислотостойких сталей

Марка стали Термическая обработка σВ, МПа σ0,2, МПа δ, % ψ, % КС, Дж/см2 НВ
12Х17 Отжиг при т-ре 740-780 °С, охлаждение на воздухе. Отпуск при т-ре 760-780 °С, охлаждение на воздухе     —         —     —     20-80 —    
15Х25Т Без термической обработки или отжиг при т-ре 750 ± 20 °С Отпуск при т-ре 740-780 °С, охлаждение на воздухе или в воде         —         — —     —     —
08Х21Н6М2Т 3акалка при т-ре 950 °С, охлаждение на воздухе 3акалка при т-ре 1050 °С, охлаждение на воздухе   —   —   —   —   —   —
04Х18Н10 3акалка при т-ре 1050-1080 °С, охлаждение в воде 3акалка при т-ре 1050-1100 °С, охлаждение на воздухе, в масле или воде     —         —     —     — —     —



©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.