Мартенситно ферритные

1.2.2.!. Жаростойкие стали. Подразделяются на пять классов (мартенситный, мартенситно-ферритный, ферритный, аустенитно-ферритный и аустенишый). 1.2.2.2. Жаростойкие сплавы на железоникелевой основе.

Высоколегированные стали по структурным признакам подразделяются на следующие шесть классов: мартенситный, мартенситно-ферритный (не менее 5— 10% феррита), ферритный, аустеиитно-мартенситный, аустенитно-ферритный (феррита более 10 %) и аустенитный. В арматуростроении применяются главным образом стали мартенситного, ферритного и аустенитного классов. Стали аустенитного класса обладают высокими пластическими свойствами, коррозионно-стойки, немагнитны.

Мартенситно-ферритный 10Х13Л 40 392 55 539 20 50 8,0 7,8 - - - +

В зависимости от равновесной или полученной после высокотемпературного нагрева и охлаждения на спокойном воздухе (нормализации) микроструктуры стали подразделяют на классы: перлитный — основная структура перлит; мартенситный — основная структура мартенсит; мартенситно-ферритный •— в структуре, кроме мартенсита содержится не менее 10% феррита; ферритный — основная структура феррит; аустенитно-мартенситный — количество аустенита и мартенсита в структуре могут меняться в широких пределах; аусте-нитно-ферритный — кроме аустенита содержится и феррит (феррита более 10 %); аусте-нитный — основная структура аустенит.

от 0,08 до 0,40%. Структура и свойства хромистых сталей зависят от количества хрома и углерода. В соответствии со структурой, получаемой при нормализации, хромистые стали подразделяют на следующие классы: феррит-ный (стали 08X13, 12X17, 15Х25Т, 15X28), мартенситно-ферритный (12X13) и мартенситный (20X13, 30X13, 40X13).

В зависимости от структуры высоколегированные стали (ГОСТ 5632-72) делят на шесть классов: мартенситный, мартенситно-ферритный, феррит-ный, аустенитно-мартенситный, аустенитно-фер-ритный, аустенитный (см. п. 8.1.1).

Мартенситно— ферритный 15Х13Л 392 540 16 45 491

Мартенситно-ферритный 15Х13Л Не более 0,15 0,20-0,80 0,30-0,80 12,0-14,0 - - - - - - - - - - - 0,025 0,030

2) мартенситно-ферритный — стали, содержащие в структуре кроме мартенсита не менее 10 % феррита (хромистые стали с 13-18 % Сг и низким содержанием С - до 0,15 %, в ряде случаев с добавками Al, Ti, Ni, Si);

Коррозионностойкие хромистые стали можно разделить на три группы: с фазовым превращением (мартенситный класс); с частичным фазовым превращением (мартенситно-ферритный класс); без фазовых превращений (ферритный класс).

Структура и свойства этих сталей в значительной степени зависят от содержания в них углерода: с понижением содержания углерода в этих сталях появляется структурно свободный феррит, ухудшающий механические свойства, и они переходят из мартенситного в мартенситно-ферритный (сталь 12X13) и даже чисто феррит-ный (сталь 08X13) классы; коррозионная стойкость их при этом несколько повышается. С повышением содержания углерода снижается коррозионная стойкость, увеличивается твердость, но возрастает хрупкость.

Хромистые стали ферритные и мартенситно-ферритные обладают некоторой склонностью к межкристаллитной коррозии (м. к. к.). Особо высокую склонность к м. к. к. они приобретают после быстрого охлаждения с высоких температур. Для восстановления стойкости против м. к. к. возможно применение высокого отпуска, причем его температура и длительность

Мартенситно-ферритные

---мартенситно-ферритные 9, 12,

В зависимости от содержания хрома высокохромистые стали на основе а-железа подразделяют на три группы: 1) с содержанием 5—10 % Сг (мартен-ситные); 2) с содержанием 10—13% Сг (мартенситно-ферритные); 3) с содержанием Сг выше 13 % (ферритные). Наиболее высокую жаропрочность имеют стали, содержащие 10—13 % Сг, а самую низкую — стали, содержащие свыше 13 % Сг, которые применяются в основном как жаростойкие.

Высоколегированными называют стали, содержащие легирующих элементов в сумме более 10 % или одного элемента не менее 5 %. Их применяют в судостроении, нефтехимической промышленности, производстве летательных аппаратов, энергетических установок, бытовой техники. Эти стали имеют более низкую, чем у углеродистых сталей, теплопроводность, больший коэффициент теплового расширения и высокое омическое сопротивление. По особенностям структуры все многообразие марок высоколегированных сталей разделяют на восемь групп: мартенситные, мартенситно-ферритные, ферритные, аус-тенитные жаропрочные, аустенитные коррозионно-стойкие, аустенит-но-ферритные коррозионно-стойкие, аустенитно-мартенситные и мартенситно-стареющие стали.

Мартенситно-ферритные стали (08X13, 12X13, 20X13, 14Х17Н2'и т.п.) имеют повышенное (до 12...18 %) содержание хрома. Это придает им стойкость против коррозии. Эти стали используют для изготовления конструкций, работающих в агрессивных средах, например в производстве нефтехимических продуктов, а также в воде при высоких температуре и давлении.

С точки зрения свариваемости мартенситно-ферритные стали являются "неудобным" материалом. В связи с высокой склонностью к подкалке в сварных соединениях возможно образование холодных трещин. Из-за опасности образования холодных трещин и хрупкого разрушения вследствие резкого снижения ударной вязкости металла околошовной зоны сварку этих сталей нужно вести с предварительным и сопутствующим подогревом, а также подвергать сварные соединения термическому отпуску. Сталь 08X13 подогревают до температуры 150...200 °С, а отпускают при температуре 680...700 °С. Сталь 14Х17Н2 подогревают так же, а отпуск производят при температуре 620...640 "С. Время между сваркой и отпуском для этих сталей не ограничивается. Стали 12X13 и 20X13 подогревают перед сваркой до температуры 300 °С и не позже чем через 2 ч после сварки производят отпуск при температуре 620...640 °С.

17. Почему с точки зрения свариваемости мартенситно-ферритные стали являются "неудобным" материалом?

В связи с влиянием хрома и углерода на структуру кристаллической решетки хромистых сталей при комнатной температуре различают мар-тенситные, мартенситно-ферритные и ферритные. Влияние хрома на положение критических точек фазовых превращений для наиболее распространенных составов высокохромистых сталей показано на рис. 8.2.

Несмотря на отрицательное влияние 5-феррита на пластичность и ударную вязкость, мартенситно-ферритные стали марок 08X13, 12X13, 20X13, 08X14МФ и других находят довольно широкое применение при изготовлении химических аппаратов и энергетического оборудования (табл. 8.4). Наиболее широкое применение в машиностроении имеют стали марок 08X13 и 08X14МФ с пониженным содержанием углерода.

Двухслойные стали позволяют резко уменьшить потребление дефицитных высоколегированных сталей без снижения работоспособности конструкций. Эти стали обычно используют для изготовления аппаратуры, работающей в коррозионной среде. Для облицовочного коррозионно-стойкого слоя, находящегося в контакте с агрессивной средой, толщина которого может достигать 12 мм, применяют высоколегированные хро-моникелевые аустенитные (12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Б и др.) и хромистые ферритные и мартенситно-ферритные (08X13, 12X13 и др.) стали. Основной слой толщиной до 150 мм и более воспринимает силовые нагрузки и изготовляется из углеродистых низколегированных сталей (СтЗ, 20К, 15ХМ и др.). Сварные соединения из этих сталей должны отвечать следующим требованиям: