Безуглеродистые коррозионностойкие стали на Fe-Cr-Ni основе с некоторым варьированием дополнительных легирующих элементов - Дипломная работа

1 Литературный обзор 1.1 Особенности легирования коррозионностойких аустенитных сталей 1.2 Коррозионностойкие стали аустенитного класса 1.2.1 Стабильные аустенитные стали 1.2.2 Нестабильные аустенитные стали 1.3 Аустенитные стали с карбидным и интерметаллидным упрочнением 1.3.1 Стали с карбидным упрочнением 1.3.2 Стали с интерметаллидным упрочнением 1.4 Аустенитные стали, содержащие азот 1.5 Постановка задачи исследования 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 3 результаты эксперимента и их обсуждение ВЫВОДЫ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ВВЕДЕНИЕ Для производства изделий точного машиностроения, медицинской промышленности и других отраслей требуются высокопрочные коррозионностойкие стали функционального назначения. В настоящее время марочный сортамент отечественных коррозионностойких сталей и сплавов представлен 63 марками, включенными в базовый ГОСТ 5632-72 и более чем 40 марками специального назначения, выпускаемыми по техническим условиям [1,2]. Это наиболее используемые на практике материалы различных структурных классов (мартенситного, аустенитного, ферритного и смешанных классов). Составы сталей, устойчивых к электрохимической коррозии, устанавливают в зависимости от среды, для которой они предназначаются. Однако широко распространенные и применяемые в промышленности стали мартенситного класса (20Х13, 30Х13) имеют недостаточную высокую коррозионную стойкость, а стали аустенитного класса (12Х18Н10Т) пониженную технологичность, в результате чего возникает необходимость поиска рациональных составов сталей, удовлетворяющих комплексу требуемых свойств: высокой прочности и технологичности, хорошей теплостойкости и коррозионной стойкости. В данной работе предприняты попытки изучения и разработки технологии получения высокопрочных изделий в виде проволоки из новых безуглеродистых сталей аустенитного класса на Fe-Cr-Ni основе. 1 Литературный обзор 1.1 Особенности легирования коррозионностойких аустенитных сталей Легирование коррозионностойких сталей и сплавов преследует достижение высокой коррозионной стойкости в рабочей среде (влажная атмосфера, морская вода, кислоты, растворы солей, щелочей, расплавы металлов и др.) и обеспечение заданного комплекса физико-механических характеристик. Его содержание находится в пределах от 11 до 30 %. Относительный вклад каждого элемента в установление структуры определяется никелевым и хромовым эквивалентом по следующим формулам [8]: Сrэкв = %Cr 2(%Si) 1,5(%Mo) 5(%V) 5,5(%Al) 1,5(%Ti) 1,75(%Nb) 0,75(%N); Niэкв = %Ni %Co 30(%C) 25(%N) 0,5(%Mn) 0,3(%Cu). Более точной является структурная диаграмма коррозионностойких сталей, предложенная Я.М. Потаком и Е.А. Сагалевич (рисунок 1.2) [2,6]. Высокое сопротивление межкристаллитной коррозии, хорошую пластичность и свариваемость имеют низкоуглеродистые аустенитные стали 04Х18Н10, 03Х18Н12, 03Х17Н14М3 и др. Как установлено А.Г. Рахштадтом с сотрудниками, при содержании 15 % Со в стали типа Х13Г17АФ образование ?-мартенсита полностью подавляется. Ещё есть предположение [13], что более высокая прочность сплавов с кобальтом, является следствием упорядочения твердого раствора. Аустенитные стали парамагнитны, однако имеют низкие значения предела текучести (150..350 МПа), что затрудняет их использование в качестве материала высоконагруженных деталей и конструкций. Исследования, связанные с созданием стабильных аустенитных сталей, имеющих пониженную концентрацию никеля (не выше 10 %), выполнены В.Р. Баразом, С.В. Грачевым и др.