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 1.8. Коррозионностойкие стали специального назначения / Глава 1.8.2. Коррозионностойкие стали для высоко агрессивных сред. Структура, свойства, термическая обработка и область применения

Оборудование и аппараты химической промышленности эксплуатируются, как правило, в высокоагрессивных средах (НС1, H2SO4 и Н3РО4) при температурах, приближающихся к температурам их кипения, в хлорпроизводных органических соединений и т.п. В подобных условиях стали типа 0Х23Н28М2Т или 0Х23Н28МЗДЗТ обладают низкой коррозионной стойкостью.

Для изготовления химического оборудования широко используются ни- кельмолибденовые и хромоникельмолибденовые сплавы. В России и странах СНГ распространены сплавы Н70М28, Н70М28Ф, Х15Н55М16В, Х15Н65М16В и др. За рубежом - сплавы, получившие следующие названия: хастеллой А, хастеллой В, хастеллой С, реманит НВ, реманит НС, корронель 220 и др.

Наибольшая коррозионная стойкость этих сплавов достигается в состоянии после закалки с 1050... 1100 °С.

Одним из существенных недостатков некоторых из этих сплавов является их склонность к ножевой коррозии и к МКК. Ножевая коррозия проявляется у основания сварного шва на границе сплавления, МКК - в основном металле и в зоне термического влияния сварных соединений. Иногда МКК никельмолибденовых и хромоникельмолибденовых сплавов возникает в результате дополнительного нагрева закалённых сплавов в интервале критических температур (600... 850 °С), которые создают благоприятные условия для распада пересыщенного твёрдого раствора.

Рассмотрим коррозионное поведение некоторых сплавов данного класса в различных условиях.

Сплав Н70М27 склонен к МКК уже после непродолжительной (0,25 ч) выдержки при критических температурах в 10 или 21 %-ном кипящем растворе НС1. Причинами его МКК являются упорядочение твёрдого раствора или образование двух интерметаллидных фаз, когерентно связанных с матрицей: фазы с тетрагональной решёткой (например, Ni4Mo) и фазы с гексагональной решёткой (например, NuMo). Распад твёрдого раствора с образованием упорядоченной структуры и интерметаллических соединений приводит к резкому повышению прочности и твёрдости сплава и соответствующему снижению его пластичности и ударной вязкости.

После старения при 800 °С скорость коррозии сплава Н70М27 в кипящем растворе 10 % -ной НС1 и его твёрдость имеют максимальные значения.

Склонность никельмолибденовых сплавов к ножевой коррозии и к МКК можно снизить термической обработкой, которая заключается в нагреве сварных соединений до 1050...1150 °С, выдержкой при этих температурах в течение 0,25 ч и последующим быстрым охлаждением.

Рисунок 18 - Скорость коррозии некоторых никельмолибденовых и хромоникельмолибденовых сплавов в НС1 различной концентрации при 20; 70 °С и температуре кипения.

V, присутствующий в сплаве Н70М27, существенно влияет на скорость общей коррозии, снижая её, и повышает сопротивляемость сплава ножевой коррозии и МКК. Так, в случае сплава Н70М27Ф2, содержащего около 2 % V, высокотемпературная коррозия вообще не происходит, а в сварных соединениях не проявляется и ножевая коррозия. Сплав Н70М27Ф2 также менее склонен к МКК по сравнению со сплавом Н70М27. Однако старение сплава Н70М27Ф2 при 700...800 °С увеличивает его потери от коррозии в 10 % -ной кипящей НС1.

Кривые, приведенные ниже (рисунок 19), иллюстрируют скорость коррозии некоторых никельмолибденовых и хромоникельмолибдеиовых сплавов в растворах НС1 и H2S04 различных концентраций при 20 и 70 °С, а также при температуре кипения.

Сплавы Н70М27 и Н70М27Ф имеют высокую коррозионную стойкость в НС1 при всех концентрациях и температурах, в то время как в H2S04 при её концентрациях не выше 50-60 % хорошая коррозионная стойкость сохраняется до температуры кипения, а при более высоких концентрациях - лишь до 70 °С.

Рисунок 19 - Скорость коррозии сплавов Н70М27Ф и Х15Н55М16 в H2SO4 различной концентрации при 20; 70 °С и температуре кипения

Хромоникельмолибденовый сплав X15H55M16B (сходный со сплавом хастеллой С) используют в окислительно-восстановительных средах (хлор- производные органических соединений), растворах гипохлоридов, хроматов, влажном хлоргазе, фторе (до 500 °С), фтористом водороде, агрессивных средах производства искусственного волокна. Наивысшей коррозионной стойкостью этот сплав обладает после закалки с 1150 °С в воде или на воздухе. Недостатком сплавов Х15Н55М16В и Н70М27Ф является склонность к МКК при воздействии некоторых агрессивных растворов.

Склонность сплавов Х15Н55М16В и Х15Н65М16В к МКК обычно оценивают методом кипячения образцов в 30 % - ном растворе H2SO 4 + 40 г/л Fe 2(SO4)3.

Склонность к МКК сплавов типа хастеллой С обусловлена образованием в результате отпуска тетрагональной о-фазы, которая богата Мо и Сr, вследствие чего границы зёрен твёрдого раствора обедняются этими металлами. Находящийся в сплаве Si влияет на интенсивность выделения σ - фазы, а следовательно, и на склонность сплава к МКК.

При снижении содержания Si в сплавах типа Х15Н65М16В до 0,1 % значительно уменьшается температурный интервал нагрева и возрастает продолжительность выдержки, при которых проявляется склонность сплава к МКК. Так, при уменьшении в сплаве количества Si с 0,78 до 0,12 % продолжительность выдержки при 900 °С возрастает с 50 с до 0,5 ч, а температурный интервал нагрева сужается с 650... 1150 до 725...950 °С в зависимости от его продолжительности. При дальнейшем снижении содержания Si до 0,09 % сплав Х15Н65М16В не проявляет склонности к МКК.

Следует иметь в виду, что коррозионная стойкость сплава Х15Н65М16В зависит от наличия в нём примеси Fe, количество которого должно быть минимальным (< 1 %). В случае, если в этом сплаве отсутствует Si, а содержание Fe менее 1 %, он обладает повышенной стойкостью к МКК. Сплав Х15Н65М16В отличается высокой сопротивляемостью коррозии в уксусной и муравьиной кислотах, окислительных средах, содержащих хлор-ионы.

Сплавы Х15Н65М16В, Х15Н55М16В и Н70М28Ф являются труднодеформируемыми. Их показатели прочности в области высоких температур в 2-3 раза выше, чем сталей типа Х18Н10Т и X17H13M3T, что необходимо учитывать при проведении горячей пластической деформации и выборе оборудования для обработки и изготовления изделий.

Сплавы Н70М28Ф и Х15Н65М16В удовлетворительно свариваются аргонодуговой сваркой.

В заключение отметим, что большое количество Ni играет положительную роль в аустенитных сталях и сплавах, повышая коррозионную стойкость в сильноагрессивных средах. В то же время Ni увеличивает их склонность к МКК.

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.