Ferriitne roostevaba teras viitab roostevabale terasele, mille maatriksstruktuuriks on kõrgel temperatuuril ja normaaltemperatuuril kehakeskne kuupferriit. Ferriitse roostevaba terase peamised elemendid on raud ja kroom, üldiselt ei sisalda see niklit ja mõned sisaldavad vähesel määral molübdeeni, titaani või nioobiumi ja muid elemente. Sellel on hea oksüdatsioonikindlus, korrosioonikindlus ja kloriidi korrosioonipragunemiskindlus. Lisaks on ferriitsel roostevabal terasel ka suur soojusjuhtivus, väike paisumiskoefitsient, hea oksüdatsioonikindlus ja suurepärane pingekorrosioonikindlus. Seda kasutatakse enamasti atmosfääri-, veeauru-, vee- ja oksüdatiivse happe korrosioonikindlate osade valmistamiseks. Ferriitse roostevaba terase tüüpilised klassid on: AISI 410 (UNS S41000), AISI 420 (UNS S42000), AISI 430 (UNS S43000) vastavalt ASTM-ile; 1.4006, 1.4021, 1.4016, vastavalt EN standardile...jne.
Ferriitse roostevaba terase saab kroomisisalduse järgi jagada madala kroomi, keskmise kroomi ja kõrge kroomisisaldusega teraseks. Terase puhtuse, eriti süsiniku ja lämmastiku lisandite sisalduse järgi võib selle jagada tavaliseks ferriitseks roostevabaks teraseks ja ülipuhtaks ferriitseks roostevabaks teraseks. Tavalise ferriitse roostevaba terase puuduseks on madala temperatuuri ja toatemperatuuri rabedus, sälkude tundlikkus, suur teradevahelise korrosiooni kalduvus ja halb keevitatavus. Kuigi seda tüüpi teras töötati välja varem, on selle tööstuslik kasutamine oluliselt piiratud. Need tavalise ferriitse roostevaba terase puudused on seotud terase puhtusega, eriti terases sisalduvate interstitsiaalsete elementide, nagu süsinik ja lämmastik, suure sisaldusega. Kuni süsiniku ja lämmastiku sisaldus terases on piisavalt madal, on ülaltoodud puudused põhimõtteliselt ületatavad.
Võrreldesausteniit roostevaba teras, ferriitsel roostevabal terasel on parem korrosioonikindlus, kuumuskindlus ja töödeldavus. Kuna ferriidifaas ei suuda süsinikku peaaegu lahustada, on ferriidil pehme ja kergesti deformeeritav omadus. Nagu martensiitsest roostevaba teras, kuna võrestruktuur on kehakeskne kuubikujuline struktuur, on see paramagnetiline, seega on ferriitne roostevaba teras magnetiline. Austeniitsest roostevabast terasest on mittemagnetiline, kuna sellel on näokeskne kuubikujuline struktuur.
Ferriitse roostevaba terase hind pole mitte ainult suhteliselt madal ja stabiilne, vaid sellel on ka palju ainulaadseid omadusi ja eeliseid. On tõestatud, et ferriitne roostevaba teras on väga suurepärane alternatiivmaterjal.
Tavaline ferriitne roostevaba teras
Sellised terased hõlmavad madala, keskmise ja kõrge kroomisisaldusega terasid. Madala kroomisisaldusega ferriitne roostevaba teras sisaldab umbes 11% kuni 14% kroomi, näiteks 00Cr12 ja 0Cr13Al Hiinas. Ameerika AISI 400, 405, 406MF-2. Seda tüüpi terasel on hea sitkus, plastilisus, külmdeformatsioon ja keevitatavus. Kuna teras sisaldab teatud koguses kroomi ja alumiiniumi, on sellel hea oksüdatsiooni- ja roostekindlus. 405 saab kasutada nafta rafineerimistorni, paagi vooderduse, auruturbiini labana, kõrge temperatuuriga väävli korrosioonikindla seadmena jne. 400 kodu- ja kontoriseadmete jaoks jne. 409 kasutatakse autode väljalaske summutisüsteemi seadmete ning külma ja sooja vee torude jaoks, jne. Keskmise kroomiga ferriitne roostevaba teras, kroomisisaldus on 14–19%, näiteks 1Cr17 ja 1Cr17Mo Hiinas. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 Ameerika Ühendriikides. Seda tüüpi terasel on parem rooste- ja korrosioonikindlus. Selle kõvastuskoefitsient on väike (n≈2) ja sellel on hea sügavtõmbejõud, kuid selle elastsus on halb. AISI 430 ferriitset roostevaba terast kasutatakse arhitektuurseks kaunistamiseks, autode kaunistamiseks, köögiseadmeteks, gaasipõletiteks ja lämmastikhappega tööstusseadmete osadeks jne. AISI 434 kasutatakse autode ja hoonete välisviimistluseks. 439 kasutatakse gaasiveesoojendite, söe- ja gaasitorustike jms voolikuna. Kõrge kroomisisaldusega ferriitne roostevaba teras sisaldab 19–30% kroomi, nagu näiteks Cr18Si2 ja Cr25 Hiinas, AISI 442, AISI 443 ja AISI 446 Ameerika Ühendriikides. osariigid. Sellistel terastel on hea oksüdatsioonikindlus. AISI 442 kasutatakse atmosfääris pidevalt, ülemine piirtemperatuur on 1035 °C ja maksimaalne temperatuur pidevaks kasutamiseks on 980 °C. AISI 446 ferriitse roostevaba teras on parema oksüdatsioonikindlusega.
Kõrge puhtusastmega ferriitne roostevaba terasl
Seda tüüpi teras sisaldab äärmiselt madala süsinikusisaldusega lämmastikku; kõrge kroomi, molübdeeni, titaani, nioobiumi ja muid elemente. Näiteks Hiina 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2. Seda tüüpi terasel on head mehaanilised omadused (eriti sitkus), keevitatavus, teradevaheline korrosioonikindlus, punktkorrosioonikindlus, pragude korrosioonikindlus ja suurepärane pingekorrosioonipragunemiskindlus. Näiteks 18-2 ferriitsest roostevabast terasest on hea korrosioonikindlus lämmastikhappes, äädikhappes, NaOH-s, punktkorrosioonikindlus 3% NaCl ja FeCl3 puhul on samaväärne või suurem kui 18-8 austeniitset roostevaba teras, 26CrMo teras paljudes keskkondades. Korrosioonikindlus , eriti orgaanilistes hapetes, oksüdeerivates hapetes ja tugevates leelistes. Sellel on hea punktkorrosioonikindlus tugevas kloriidikeskkonnas. Kloriidis, vesiniksulfiidis, liigses väävelhappes ja tugevas leelis ei teki pingekorrosioonipragusid. 30Cr-2Mo-l on suurem vastupidavus punktkorrosioonile ja pragukorrosioonile, säilitades samas pingekorrosioonikindluse.
Ferriitse roostevaba terase korrosioonikindlus
(1) Ühtlane korrosioon.
Kroom on kõige lihtsamini passiveeritav element. Atmosfäärikeskkonnas saab üle 12% kroomisisaldusega raua-kroomi sulamit isepassiveerida. Oksüdeerivas keskkonnas saab kroomisisaldust passiveerida, kui see on üle 17%. Mõnes söövitavas keskkonnas võib hea korrosioonikindluse saavutamiseks lisada kõrge kroomi ja molübdeeni, niklit, vaske ja muid elemente.
(2) Teradevaheline korrosioon.
Ferriitsed roostevabad terased, nagu austeniitsed roostevabad terased, kannatavad teradevahelise korrosiooni all, kuid sensibiliseerimine ja kuumtöötlus selle korrosiooni vältimiseks on vastupidised. Ferriitne roostevaba teras on altid teradevahelisele korrosioonile kiire jahutamise tõttu üle 925 °C ja teradevahelisele korrosioonile vastuvõtliku seisundi (sensibiliseeritud olek) saab pärast lühikest karastamist 650–815 °C juures kõrvaldada. Ferriiterase teradevaheline korrosioon on samuti karbiidide sademetest põhjustatud kroomi ammendumise tagajärg. Seetõttu võib terase süsiniku ja lämmastiku sisalduse vähendamine ning selliste elementide nagu titaan ja nioobium lisamine vähendada vastuvõtlikkust teradevahelisele korrosioonile.
(3) Punkt- ja pragukorrosioon.
Kroom ja molübdeen on kõige tõhusamad elemendid roostevaba terase punkt- ja pragukorrosioonikindluse parandamiseks. Kroomisisalduse suurenedes suureneb ka kroomi sisaldus oksiidkiles ja kile keemiline stabiilsus suureneb. Molübdeen adsorbeerub aktiivsele metallipinnale MoO4 kujul, mis pärsib metalli lahustumist, soodustab repassiveerumist ja hoiab ära kile kahjustamise. Seetõttu on kõrge kroomi- ja molübdeenisisaldusega roostevaba ferriitteras suurepärane vastupidavus punkt- ja pragukorrosioonile.
(4) Vastupidavus pingekorrosioonipragunemisele.
Organisatsioonilise struktuuri omaduste tõttu on roostevaba ferriitteras korrosioonikindel keskkonnas, kus austeniitse roostevaba teras tekitab pingekorrosioonipragusid.
Ferriitse roostevaba terase mehaanilised omadused
Ferriitset roostevaba terast ei saa kuumtöötlemisega tugevdada, kuna faasimuutust ei toimu. Tavaliselt kasutatakse seda pärast lõõmutamist 700–800 °C juures. Raua ja kroomi sarnase aatomi suuruse tõttu on tahke lahuse tugevdav toime väike, ferriitse roostevaba terase voolavuspiir ja tõmbetugevus on veidi kõrgemad kui madala süsinikusisaldusega terasel ning elastsus on madalam kui madala süsinikusisaldusega terasel. .
1) Tavalise ferriitse roostevaba terase rabedus toatemperatuuril.
Tavaline ferriitne roostevaba teras on tundlik sälkude suhtes ja rabeda ülemineku temperatuur on toatemperatuurist kõrgem, välja arvatud madala kroomisisaldusega roostevaba ferriitteras. Mida suurem on kroomi sisaldus, seda suurem on külma rabedus. See külm rabedus on seotud terases sisalduvate interstitsiaalsete elementidega, nagu süsinik ja lämmastik, ning ülipuhtal ferriitterasel on väga madal süsinikusisaldus interstitsiaalsetes elementides, nagu süsinik ja lämmastik, nii et see võib saavutada hea sitkuse ja rabeda ülemineku. temperatuuri saab langetada alla toatemperatuuri.
2) Tavalise ferriitse roostevaba terase kõrge temperatuuriga rabestumine.
Tavalist ferriitset roostevaba terast kuumutatakse üle 927 °C ja jahutatakse seejärel kiiresti toatemperatuurini, plastilisus ja sitkus vähenevad oluliselt. Kõrgel temperatuuril esinev rabestumine on seotud süsiniku (nitriid) ühendite kiire sadestumisega terade piiridel või dislokatsioonidel temperatuuril 427–927 °C. Terase süsiniku- ja lämmastikusisalduse vähendamine (kasutades ülipuhast tehnoloogiat) võib seda rabedust oluliselt parandada. Lisaks sellele, kui ferriitset terast kuumutatakse üle 927 °C, jämeneb tera mahutavus ja jäme tera halvendab terase plastilisust ja tugevust.
3) σ-faasi teke.
Raua-kroomi faasidiagrammi kohaselt moodustab 40–50% kroomi sisaldav sulam temperatuuril 500–800 °C hoides ühefaasilise σ ja sulam, mis sisaldab vähem kui 20% või üle 70% kroomi. α+σ kahefaasiline struktuur. σ-faasi moodustumine vähendab oluliselt terase plastilisust ja sitkust. Seetõttu ei tohiks ferriitset roostevaba terast 500–800 °C juures pikka aega kasutada.
4) rabedus 475°C juures.
Kõrge kroomisisaldusega (>15%) ferriitteras muutub temperatuuril 400–500 °C hoidmisel tugevalt rabedaks. Selline rabestumine võtab lühemat aega kui σ-faasi sadestumine. Näiteks kui ferriitset roostevaba terast 0,080C-0,4Si-16,9Cr hoitakse 450°C juures 4 tundi, langeb toatemperatuuril löögitugevus peaaegu nullini. Haprusaste suureneb kroomisisalduse suurenedes, kuid sitkus võib taastuda pärast töötlemist temperatuuril üle 600 °C. Hapranemine 475°C juures on kroomirikka alfafaasi sadenemise tulemus. Selline teras peaks vältima kuumutamist 475 °C lähedal.
Postitusaeg: mai-02-2023