ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние основных легирующих и примесных элементов на стойкость к межкристаллитной коррозии аустенитных хромоникелевых сталей из "Новый справочник химика и технолога Электродные процессы Химическая кинетика и диффузия Коллоидная химия" Аустенитные хромоникелевые стали являются одним из основных материалов оборудования нефтехимической, химической и пищевой промышленности, они широко применяются в низкотемпературной технике и физике высоких энергий. Одним из основных факторов, снижающих надежность и долговечность такого оборудования, являются коррозионные повреждения, развивающиеся по механизму межкристаллитной коррозии. Межкристаллитным коррозионным повреждениям подвержено оборудование, в эксплуатационный цикл которого включаются высокотемпературные технологические разогревы в интервале температур 773-973 К, ремонтные сварочные операции. Этот температурный интервал нагрева характеризуется возникновением и ростом карбидной сетки МсззСб в границах зерен стали 12Х18Н12Т (рис. 1.4.22), определяющей возникновение склонности к МКК. [c.80] При фиксированном содержании углерода в хромоникелевых аустенитных сталях главную роль в изменении скорости диффузии атомов хрома и углерода в границы зерен играет никель, ускоряющий и облегчающий процесс карбидообразования. Кроме никеля, на свойства приграничных зон оказывают влияние атомы кремния, замещающие в твердом растворе уходящие во вновь образуемую карбидную фазу атомы хрома, а также фосфор, сегрегирующий в границах зерен при высокотемпературных нагревах. В табл. 1.4.23 приведены химические составы опытных плавок стали 12Х18Н12Т с различным содержанием никеля, кремния и фосфора. [c.80] Для получения наиболее достоверных данных о влиянии этих элементов был применен метод последовательной дошихтовки сплава, когда плавки 4-10 бьши получены путем дополнительного легирования тем или иным химическим элементом плавки 1. Испытания коррозионной стойкости опытных плавок проводили по методу АМУ (ГОСТ 6032-84) после провоцирующих нагревов, имитирующих высокотемпературные технологические разогревы металла оборудования в диапазоне от 723 до 1023 К во временном интервале от 0,5 до 100 часов. [c.81] Анализ результатов исследования влияния никеля на коррозионную стойкость стали 12Х18Н12Т к МКК показал, что с ростом его концентрации (плавка 1) до 13 масс. % (плавка 3) температурно-временная зона склонности к МКК увеличивается. С-образные кривые областей склонности хромоникелевых сталей к МКК с повышением в них содержания никеля смещаются влево в сторону меньших времен выдержек — от 4 часов у плавки 1 до 3 часов у плавки 3 (рис. 1.4.23). Причиной такого воздействия никеля является его влияние на увеличение скорости диффузионных процессов в хромоникелевых аустенитных сталях. [c.81] Если влияние никеля на коррозионную стойкость хромоникелевых сталей явно отрицательно, то воздействие кремния носит далеко не однозначный характер. Кремний способствует повышению пассивации хромоникелевых сталей наряду с такими металлами, как молибден, титан, тантал и алюминий. В хромоникелевых сталях кремний образует зернограничные плены — сегрегации, наличие которых подтверждается как замерами микротвердости по телу зерна (рис. 1.4.25), так и методом эмиссионного спектрального микроанализа (табл. 1.4.24). В объемах зерна, удаленных от границы более чем на 10 мкм (при среднем размере зерен в исследованных сталях 60-80 мкм), микротвердость твердого раствора практически неизменна. При удалении зерна от границы на расстояние менее 10 мкм микротвердость резко возрастает, причем с ммар-ное повышение микротвердости зависит от концентрации кремния в стали (рис. 1.4.25). Результатами эмиссионного спектрального анализа (табл. 1.4.24) было подтверждено, что ответственность за повышение микротвердости несут неравновесные (растянутые на значительные расстояния в глубь зерна) сегрегации кремния. [c.81] Таким образом, кремний, конкурируя с хромом за места в границах зерен, уменьшает приток атомов хрома взамен ушедших в карбидную фазу. Одновременно с этим при температурах выше 923 К измегается характер распределения атомов кремния в границах зерен. Если до 873 К это распределение носит равномерный характер и оказывает благоприятное воздействие на стойкость стали к МКК, то при более высокой температуре концентрационное расслоение зернограничных зон на низко- и высокоьфемнистые приводит к снижению стойкости стали к МКК. [c.82] На рис. 1.4.28 приведены данные о влиянии никеля, кремния и фосфора на скорость проникновения коррозионного дефекта в глубь образца из стали 12Х18Н12Т. Установлено, что изменение концентрации никеля в исследуемых пределах практически не изменяет скорости коррозионного процесса. В то же время кремний и фосфор резко повышают скорость движения трещины МКК в глубь металла. [c.84] Вернуться к основной статье