производство и поставка оборудования для механических испытаний, неразрушающего контроля, химического анализа и визуального контроля, диагностического оборудования, приборов визуального контроля, систем контроля доступа персонала, элементов систем умного производства. Испытательная лаборатория. Сервисный центр

Глава 1. Коррозионностойкие стали и сплавы / Глава 1.6. Стали ферритно-перлитного, мартенситно-ферритного и переходного классов. Структура, свойства, термическая обработка и область применения / Глава 1.6.2. Полуферритные и ферритные стали (17 % Сr)

При повышении содержания Сr в сталях с 12 до 16-18 % при 0,08-0,12 % С они переходят из мартенситного в мартенсито-ферритный или, так называемый, полуферритный класс. В сталях этого класса происходит частичное фазовое а α ↔ γ превращение. Типичным представителем полуферритного класса сталей является сталь XI7, которую применяют после отпуска при температурах 740...780 °С. Она обладает высокой пластичностью в горячем и холодном состояниях, вследствие чего хорошо пластически деформируется. Однако сварные соединения, выполненные из стали XI7, имеют низкую коррозионную стойкость. Поэтому изделия из нее изготавливают, как правило, клепаными.

Стали полуферритного класса отличаются также низкой ударной вязкостью сварных соединений, которая объясняется ростом зерна в зонах сплавления и термического влияния при сварке.

Рисунок 12 - Влияние С на твёрдость стали XI7 в зависимости от температуры закалки: 1 - 900 °С в течение 15 мин ; 2 - 1000 °С, 10 мин; 3-1100 °С, 10 мин; 4 - 1200 °С, 5 мин

На рисунке 12 показана зависимость твердости образцов из стали XI7, предварительно отожженных при 730 °С в течение 1 ч, а затем охлажденных на воздухе, от содержания в ней С и режимов термообработки. Видно, что наибольшая твердость достигается после закатки с 1000 °С (при 0,035 % С НВ 180, а при 0,08 % С НВ 250). При увеличении температуры закалки твёрдость стали снижается. Последнее, как следует из диаграммы состояния сплавов системы Fe-Cr-C, связано со значительным возрастанием количества феррита в структуре.

С уменьшением содержания С твердость стали, а также другие характеристики ее механических свойств, после закалки с высоких температур сближаются со значениями этих параметров, получаемыми в ходе отпуска при 700-800 °С с последующим охлаждением в воде. Например, сталь с 0,035 % С после закалки с 1200 °С имеет σв = 539 МПа, а после отжига при 800 °С σв = 425 МПа.

Следует отметить, что при легировании стали Х17 Ni повышение его содержания приводит к сближению значений её прочности и пластичности в случае различных видов термообработки. Наблюдается стабильность механических свойств сталей, удержание Ti в которых удовлетворяет неравенству Ti > 5 х % С, при любых режимах термообработки. Это связано с тем, что стали типа XI7 относятся к однофазным а - сплавам.

Важное отличие сталей типа XI7, но дополнительно легированных Ti, например, стали Х17Т от XI7, состоит в значительно более низких показате-лях ударной вязкости при комнатной температуре. Такое явление характерно для сталей ферритного класса, порог хладноломкости которых, как правило, выше 20 °С.

Рисунок 12 - Влияние С на твёрдость стали XI7 в зависимости от температуры закалки: 1 - 900 °С в течение 15 мин ; 2 - 1000 °С, 10 мин; 3-1100 °С, 10 мин; 4 - 1200 °С, 5 мин

1 – закалка c 1100 °С;
2 – закалка с 1100 °С и отпуск при 760 °С;
3 – отпуск при 760 °С

У сталей типа X17, содержащих до 0,03 % С, несмотря на его столь незначительное количество, полное ферритное состояние при высоких температурах не достигается из-за наличия γ-фазы, претерпевающей при последующем охлаждении мартенситное превращение. Коррозия сварных соединений из стали XI7 имеет характер общего разрушения. МКК этой стали проявляется после ее нагрева до 900 °С и выше с последующим быстрым охлаждением, а также у сварных соединений в зоне термического влияния. Нагрев стали Х17 до высоких температур, вызывающий ее склонность к МКК, отрицательно влияет и на сопротивляемость стали общей коррозии.

Из рисунка следует, что коррозионная стойкость стали X17 в 58 %-ном растворе НNO3 повышается только в ходе высокотемпературного отпуска. При этом завершаются диффузионные процессы, и выравнивается концентрация С в зерне.

Ti повышает коррозионную стойкость стали XI7, если его содержание составляет не менее 5 × % С. При этом С образует устойчивые карбиды и не переходит в α-твердый раствор при нагреве стали, то есть не изменяет ее структуру и коррозионную стойкость.

Следовательно, оптимальным режимом термообработки стали Х17 является высокотемпературный отпуск при 740...780 °С с последующим охлаждением на воздухе или в воде. В стали формируется стабильная ферритокарбидная структура, обеспечивающая высокую пластичность. В то же время Сr в твердом растворе достаточно для поддержания высокой коррозионной стойкости стали.

Сталь Х17 хорошо поддается горячей пластической деформации. При ее нагреве выше 1000 °С количество у-фазы уменьшается, а α-фазы - увеличивается. В результате возрастает пластичность и снижается прочность стали. Поэтому такие технологические операции, как ковка, штамповка, горячая прокатка слитков, сортового профиля, толстого и тонкого листа, труб из стали Х17, не вызывают затруднений. Температурный интервал горячей деформации для этой стали составляет 1150-750 °С. Охлаждение производится на воздухе.

Сталь XI7 обладает удовлетворительной свариваемостью. В качестве присадочного материала применяют электроды из стали Х18Н10Б (и ей подобных) с обмазкой марки ЦЛ-11. Перед сваркой рекомендуется подогрев кромок до 200...300 °С. Сварные соединения из стали Х17 в зоне термического влияния имеют низкую стойкость к МКК и обшей коррозии. Для ее повышения рекомендуется проводить дополнительный отпуск изделия или детали либо местный нагрев сварного соединения до температур 740-800 °С с последующим охлаждением на воздухе. Если термообработка сварной конструкции затруднительна, ее изготавливают клепаной.

Сталь ферритного класса 0Х17Т склонна к росту зерна при высоких температурах, что приводит к снижению ее пластичности и ударной вязкости при комнатной температуре. Поэтому горячую обработку сталей ферритного класса необходимо проводить при относительно низких температурах, когда собирательная рекристаллизация протекает замедленно. Рекомендуемый температурный интервал горячей обработки (например, прокатки, прессования, ковки) стали 0Х17Т составляет 1000...700 °С. При прокатке тяжелых слитков температура нагрева стали может быть повышена до 1050... 1100 °С.

Сталь 0Х17Т обладает удовлетворительной свариваемостью всеми видами сварки, но сварные соединения имеют низкую ударную вязкость из-за значительного роста зерна.

Не рекомендуется осуществлять холодную пластическую деформацию (штамповка, вальцовка) сварных соединений из толстолистовой стали 0Х17Т. Если все же это необходимо, то для повышения вязкости металла проводят низкотемпературный подогрев до 150...250 °С, то есть выше порога хладноломкости.

С 2011 года научно-производственное предприятие «УКРИНТЕХ» успешно работает и развивается в области контроля качества материалов и изделий.

Контакты

ООО НПП "Укринтех":
г. Харьков, ул.Ковтуна, д.50, корпус "А-5"

Для почты:
а/я 2304, Харьков-1, 61001, Украина

ООО НПП "Укринтех"
+38 (050) 499-09-89; +38 (067) 560-89-39
+38 (067) 575-45-10; +38 (057) 768-09-02

"ЦНИ Лаборатория"
+38 (098) 262-48-92

Компания

Производство и поставка
испытательного оборудования, оборудования для металлографии, приборов НК и др.

Сервисный центр
Ремонт, сервисное обслуживание и модернизация оборудования.

Центр независимых исследований
Аккредитованная испытательная лаборатория.