Feritická nehrdzavejúca oceľ sa vzťahuje na nehrdzavejúcu oceľ s kubickým feritom centrovaným na telo ako matricovou štruktúrou pri vysokej teplote a normálnej teplote. Feritická nehrdzavejúca oceľ má ako hlavné prvky železo a chróm, vo všeobecnosti neobsahuje nikel a niektoré obsahujú malé množstvo molybdénu, titánu alebo nióbu a ďalšie prvky. Má dobrú odolnosť proti oxidácii, odolnosť proti korózii a odolnosť proti praskaniu chloridovou koróziou. Okrem toho má feritická nehrdzavejúca oceľ vlastnosti veľkej tepelnej vodivosti, malého koeficientu rozťažnosti, dobrej odolnosti proti oxidácii a vynikajúcej odolnosti proti korózii pod napätím. Väčšinou sa používa na výrobu dielov, ktoré sú odolné voči atmosférickej korózii, vodnej pare, vode a oxidačnej kyslej korózii. Reprezentatívne druhy feritickej nehrdzavejúcej ocele sú: AISI 410 (UNS S41000), AISI 420 (UNS S42000), AISI 430 (UNS S43000) podľa ASTM; 1.4006, 1.4021, 1.4016, podľa normy EN...atď.
Feritickú nehrdzavejúcu oceľ možno podľa obsahu chrómu rozdeliť na nízko chrómovú, strednú chrómovú a vysoko chrómovú. Podľa čistoty ocele, najmä obsahu uhlíkových a dusíkových nečistôt, ju možno rozdeliť na obyčajnú feritickú nehrdzavejúcu oceľ a ultračistú feritickú nehrdzavejúcu oceľ. Bežná feritická nehrdzavejúca oceľ má nevýhody krehkosti pri nízkej teplote a pri izbovej teplote, vrubovej citlivosti, vysokej tendencie k medzikryštalickej korózii a zlej zvárateľnosti. Hoci tento typ ocele bol vyvinutý skôr, jeho priemyselné využitie bolo značne obmedzené. Tieto nedostatky bežnej feritickej nehrdzavejúcej ocele súvisia s čistotou ocele, najmä s vysokým obsahom intersticiálnych prvkov, ako je uhlík a dusík v oceli. Pokiaľ je uhlík a dusík v oceli dostatočne nízky, vyššie uvedené nedostatky je možné v podstate prekonať.
V porovnaní saustenitická nehrdzavejúca oceľferitická nehrdzavejúca oceľ má lepšiu odolnosť proti korózii, tepelnú odolnosť a spracovateľnosť. Keďže feritová fáza ťažko rozpúšťa uhlík, ferit má vlastnosti mäkké a ľahko sa deformuje. Podobne ako martenzitická nehrdzavejúca oceľ, keďže mriežková štruktúra je kubická štruktúra so stredom tela, je paramagnetická, takže feritická nehrdzavejúca oceľ je magnetická. Austenitická nehrdzavejúca oceľ je nemagnetická vďaka svojej kubickej štruktúre orientovanej na tvár.
Cena feritickej nehrdzavejúcej ocele je nielen relatívne nízka a stabilná, ale má aj mnoho jedinečných vlastností a výhod. Bolo dokázané, že feritická nehrdzavejúca oceľ je veľmi vynikajúcim alternatívnym materiálom.
Obyčajná feritická nehrdzavejúca oceľ
Takéto ocele obsahujú nízky, stredný a vysoký obsah chrómu. Feritická nehrdzavejúca oceľ s nízkym obsahom chrómu obsahuje asi 11 % až 14 % chrómu, ako napríklad 00Cr12 a 0Cr13Al v Číne. Americký AISI 400, 405, 406MF-2. Tento typ ocele má dobrú húževnatosť, plasticitu, deformáciu za studena a zvárateľnosť. Pretože oceľ obsahuje určité množstvo chrómu a hliníka, má dobrú odolnosť proti oxidácii a odolnosť proti hrdzi. 405 sa môže použiť ako veža na rafináciu ropy, obloženie nádrže, lopatka parnej turbíny, zariadenie odolné voči korózii vysokej teploty síry atď. 400 pre domáce a kancelárske spotrebiče atď. atď. Stredne chrómová feritická nehrdzavejúca oceľ, obsah chrómu je 14 % až 19 %, ako napríklad 1Cr17 a 1Cr17Mo v Čína. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 v Spojených štátoch. Tento typ ocele má lepšiu odolnosť proti hrdzi a korózii. Jeho koeficient deformačného spevnenia je malý (n≈2) a má dobrý výkon pri hlbokom ťahaní, ale jeho ťažnosť je nízka. Feritická nehrdzavejúca oceľ AISI 430 sa používa na architektonické dekorácie, dekorácie automobilov, kuchynské vybavenie, plynové horáky a časti priemyselných zariadení kyseliny dusičnej atď. AISI 434 sa používa na vonkajšie dekorácie automobilov a budov. 439 sa používa ako hadica pre plynové ohrievače vody, uhoľné a plynové potrubia atď. Feritická nehrdzavejúca oceľ s vysokým obsahom chrómu obsahuje 19 % až 30 % chrómu, ako napríklad Cr18Si2 a Cr25 v Číne, AISI 442, AISI 443 a AISI 446 v Spojených štátoch štátov. Takéto ocele majú dobrú odolnosť proti oxidácii. AISI 442 sa používa nepretržite v atmosfére, horná hranica teploty je 1035 °C a maximálna teplota pre nepretržité používanie je 980 °C. Feritická nehrdzavejúca oceľ AISI 446 má lepšiu odolnosť proti oxidácii.
Vysoko čistá feritická nehrdzavejúca oceľl
Tento typ ocele obsahuje extrémne nízky obsah uhlíka, dusíka; vysoký obsah chrómu, molybdénu, titánu, nióbu a ďalších prvkov. Ako napríklad čínske 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2. Tento typ ocele má dobré mechanické vlastnosti (najmä húževnatosť), zvárateľnosť, odolnosť proti medzikryštalickej korózii, odolnosť proti jamkovej korózii, odolnosť proti štrbinovej korózii a vynikajúcu odolnosť proti praskaniu koróziou pod napätím. Napríklad feritická nehrdzavejúca oceľ 18-2 má dobrú odolnosť proti korózii v kyseline dusičnej, octovej, NaOH, odolnosť proti jamkovej korózii v 3 % NaCl a FeCl3 je ekvivalentná alebo prevyšuje austenitickú nehrdzavejúcu oceľ 18-8, oceľ 26CrMo v mnohých médiách Odolnosť proti korózii najmä v organických kyselinách, oxidačných kyselinách a silných zásadách. Má dobrú odolnosť proti bodovej korózii v silnom chloridovom médiu. V chloridoch, sírovodíku, nadmernej kyseline sírovej a silných zásadách nedochádza k praskaniu koróziou pod napätím. 30Cr-2Mo má vyššiu odolnosť proti bodovej korózii a štrbinovej korózii pri zachovaní odolnosti proti korózii pod napätím.
Odolnosť proti korózii feritickej nehrdzavejúcej ocele
(1) Rovnomerná korózia.
Chróm je najjednoduchší prvok na pasiváciu. V atmosférickom prostredí môže byť zliatina železo-chróm s obsahom chrómu viac ako 12% samopasivovaná. V oxidačnom médiu môže byť obsah chrómu pasivovaný, ak je vyšší ako 17 %. Do niektorých korozívnych médií je možné pridať vysoký obsah chrómu a molybdénu, niklu, medi a iných prvkov, aby sa dosiahla dobrá odolnosť proti korózii.
(2) Medzikryštalická korózia.
Feritické nehrdzavejúce ocele, podobne ako austenitické nehrdzavejúce ocele, trpia medzikryštálovou koróziou, ale senzibilizačná úprava a tepelné spracovanie na zabránenie tejto korózii sú presne opačné. Feritická nehrdzavejúca oceľ je náchylná na medzikryštalickú koróziu v dôsledku rýchleho ochladenia nad 925 °C a stav (senzibilizovaný stav), ktorý je náchylný na medzikryštalickú koróziu, možno eliminovať po krátkej dobe popúšťania pri 650-815 °C. Medzikryštalická korózia feritickej ocele je tiež výsledkom vyčerpania chrómu spôsobeného precipitáciou karbidov. Zníženie obsahu uhlíka a dusíka v oceli a pridanie prvkov, ako je titán a niób, preto môže znížiť náchylnosť na medzikryštalickú koróziu.
(3) Jamková a štrbinová korózia.
Chróm a molybdén sú najúčinnejšie prvky na zlepšenie odolnosti nehrdzavejúcej ocele proti bodovej a štrbinovej korózii. So zvyšujúcim sa obsahom chrómu sa zvyšuje aj obsah chrómu v oxidovom filme a zvyšuje sa chemická stabilita filmu. Molybdén je adsorbovaný na aktívnom povrchu kovu vo forme MoO4, ktorý inhibuje rozpúšťanie kovu, podporuje repasiváciu a zabraňuje poškodeniu filmu. Preto má feritická nehrdzavejúca oceľ s vysokým obsahom chrómu a molybdénu vynikajúcu odolnosť voči jamkovej a štrbinovej korózii.
(4) Odolnosť voči praskaniu koróziou pod napätím.
Vzhľadom na charakteristiky organizačnej štruktúry je feritická nehrdzavejúca oceľ odolná voči korózii v prostredí, kde austenitická nehrdzavejúca oceľ spôsobuje korózne praskanie pod napätím.
Mechanické vlastnosti feritickej nehrdzavejúcej ocele
Feritická nehrdzavejúca oceľ nemôže byť spevnená tepelným spracovaním, pretože nedochádza k žiadnej fázovej zmene. Spravidla sa používa po žíhaní pri 700-800°C. V dôsledku podobnej veľkosti atómov železa a chrómu je účinok spevnenia tuhého roztoku malý, medza klzu a pevnosť v ťahu feritickej nehrdzavejúcej ocele sú o niečo vyššie ako u nízkouhlíkovej ocele a ťažnosť je nižšia ako u nízkouhlíkovej ocele. .
1) Krehkosť bežnej feritickej nehrdzavejúcej ocele pri izbovej teplote.
Bežná feritická nehrdzavejúca oceľ je citlivá na zárezy a teplota krehkého prechodu je vyššia ako izbová teplota, s výnimkou feritickej nehrdzavejúcej ocele s nízkym obsahom chrómu. Čím vyšší je obsah chrómu, tým väčšia je krehkosť za studena. Táto krehkosť za studena súvisí s intersticiálnymi prvkami, ako je uhlík a dusík v oceli, a ultračistá feritická oceľ má veľmi nízky obsah uhlíka v intersticiálnych prvkoch, ako je uhlík a dusík, takže môže získať dobrú húževnatosť a krehký prechod. teplota môže byť znížená pod izbovú teplotu.
2) Krehnutie bežnej feritickej nehrdzavejúcej ocele pri vysokej teplote.
Bežná feritická nehrdzavejúca oceľ sa zahreje na teplotu vyššiu ako 927 °C a potom sa rýchlo ochladí na izbovú teplotu, čím sa výrazne zníži plasticita a húževnatosť. Toto vysokoteplotné skrehnutie súvisí s rýchlou precipitáciou uhlíkových (nitridových) zlúčenín na hraniciach zŕn alebo dislokáciách pri teplote 427-927 °C. Zníženie obsahu uhlíka a dusíka v oceli (pomocou ultračistej technológie) môže výrazne zlepšiť túto krehkosť. Okrem toho, keď sa feritická oceľ zahreje nad 927 °C, kapacita zrna sa zhrubne a hrubé zrno zhorší plasticitu a húževnatosť ocele.
3) Vznik σ-fázy.
Podľa fázového diagramu železo-chróm, keď sa udržiava pri 500-800°C, zliatina obsahujúca 40%-50% chrómu vytvorí jednu fázu σ a zliatina obsahujúca menej ako 20% alebo viac ako 70% chrómu sa vytvorí α+σ dvojfázová štruktúra. Vytvorenie σ-fázy výrazne zníži ťažnosť a húževnatosť ocele. Preto by sa feritická nehrdzavejúca oceľ nemala používať dlhodobo pri teplote 500-800 °C.
4) Krehkosť pri 475 °C.
Feritická oceľ s vysokým obsahom chrómu (>15 %) silne skrehne, ak sa uchováva pri teplote 400-500 °C. Tento druh skrehnutia trvá kratší čas ako precipitácia σ fázy. Napríklad, keď sa feritická nehrdzavejúca oceľ 0,080C-0,4Si-16,9Cr udržiava pri teplote 450 °C počas 4 hodín, rázová húževnatosť pri izbovej teplote takmer klesne na nulu. Stupeň krehnutia sa zvyšuje so zvyšujúcim sa obsahom chrómu, ale húževnatosť sa môže obnoviť po spracovaní nad 600 °C. Krehnutie pri 475 °C je výsledkom precipitácie alfa fázy bohatej na chróm. Takáto oceľ by sa nemala zahrievať na teplotu blízko 475 °C.
Čas odoslania: máj-02-2023