Маркировка легированной стали

Сталь углеродистая, несмотря на свои высокие потребительские характеристики все же обладает рядом недостатков — отличается повышенной восприимчивостью к коррозии и теряет свою твердость при высоких температурах, что ограничивает сферу ее применения.

 

При введении в углеродистые стали специальных легирующих добавок (Cr, Mn, Ni, Si, VV, Mo, Ti, Co, V и др.) достигается значительное улучшение их физико-механических свойств (например, повышение предела текучести без снижения пластичности и ударной вязкости и т. д.).

 

Легирующие добавки, растворяясь в железе, искажают и нарушают симметрию его кристаллической решетки, так как они имеют другие атомные размеры и строение внешних электронных оболочек.

Чаще всего увеличивается карбидосодержащая фаза за счет уменьшения углерода в перлите, что соответственно увеличивает прочность стали.

Многие легирующие элементы способствуют измельчению зерен феррита и перлита в стали, что значительно повышает вязкость стали.

Некоторые легирующие элементы расширяют область аустенита, снижая критические точки Асг, а другие, наоборот, сужают эту область.

 

Введение в состав стали легирующих добавок позволяет повысить определенные качества и характеристики:

• марганец (Г) — делает сталь более прочной и износостойкой
• чистая медь (Д) — увеличивает сопротивляемость коррозионным процессам
• никель (Н) — придает стали необходимую вязкость
• хром (Х) — увеличивает жаростойкость.

Помимо вышеперечисленных добавок в сталь вводят следующие легирующие элементы — молибден (М), кобальт (К), алюминий (Ю), вольфрам (В), цирконий (Ц), селен (Е).

 

Маркировка легированных сталей производится по следующему типу: % состав углерода в стали обозначается первыми двумя цифрами, умноженными на 100, следующая за цифрами буква означает легирующую добавку, а цифры, идущие за знаком легирующей добавки, показывают ее процентное содержание, которое увеличено в 100 раз.

Так, например, аббревиатура 35Г2 означает легированную сталь с 0,35 % содержанием углерода и 2% содержанием марганца.

При количестве легирующих примесей в составе стали меньше 1,5 процентов, соответствующие цифры после буквенных символов не пишутся (например, 38ХГ — сталь, в составе которой находится 0,38 %, углерода, хрома — меньше 1,5 %, марганца — меньше 1,5 %).

 

 

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

 

Корро́зия — самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического, электрохимического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.

 Разрушение по физическим причинам не является коррозией, а характеризуется понятиями «эрозия», «истирание», «износ».

Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде.

Пример — кислородная коррозия железа в воде:

4Fe+6H₂O+3O₂ → 4 Fe (OH)₃

Гидроксид железа Fe(OH)₃ и является тем, что называют ржавчиной.

В повседневной жизни для сплавов железа (сталей) чаще используют термин «ржавление» — коррозия железа и его сплавов с образованием продуктов коррозии, состоящих из гидратированных остатков железа.

 

Коррозионные процессы классифицируют

· по механизму взаимодействия металлов с внешней средой;

· по виду коррозионной среды и условиям протекания процесса;

· по характеру коррозионных разрушений;

· по видам дополнительных воздействий, которым подвергается металл одновременно с действием коррозионной среды.

 

По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металлов.

 

Химическая коррозия — это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента среды протекают единовременно в одном акте. Продукты взаимодействия пространственно не разделены.

 

Электрохимическая коррозия — это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала.

 

По виду коррозионной среды и условиям протекания различают несколько видов коррозии.

Газовая коррозия - это химическая коррозия металлов в газовой среде при минимальном содержании влаги (как правило не более 0,1%) или при высоких температурах. В химической и нефтехимической промышленности такой вид коррозии встречается часто. Например, при получении серной кислоты на стадии окисления диоксида серы, при синтезе аммиака, получении азотной кислоты и хлористого водорода, в процессах синтеза органических спиртов, крекинга нефти и т.д.

 

Атмосферная коррозия — это коррозия металлов в атмосфере воздуха или любого влажного газа.

 

Подземная коррозия — это коррозия металлов в почвах и грунтах.

 

Биокоррозия — это коррозия, протекающая под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов.

 

Контактная коррозия — это вид коррозии, вызванный контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите.

 

Радиационная коррозия - это коррозия, обусловленная действием радиоактивного излучения.

 

Коррозия внешним током и коррозия блуждающим током. В первом случае — это коррозия металла, возникающая под воздействием тока от внешнего источника. Во втором случае — под воздействием блуждающего тока.

 

Коррозия под напряжением — коррозия, вызванная одновременным воздействием коррозионной среды и механических напряжений. Если это растягивающие напряжения, то может произойти растрескивание металла. Это очень опасный вид коррозии, особенно для конструкций, испытывающих механические нагрузки (оси, рессоры, автоклавы, паровые котлы, турбины и т.д.). Если металлические изделия подвергаются циклическим растягивающим напряжениям, то можно вызвать коррозионную усталость. Происходит понижение предела усталости металла. Такому виду коррозии подвержены рессоры автомобилей, канаты, валки прокатных станов.

 

Коррозионная кавитация — разрушение металла, обусловленное одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды.

 

Фреттинг-коррозия — это коррозия, вызванная одновременно вибрацией и воздействием коррозионной среды. Устранить коррозию при трении или вибрации возможно правильным выбором конструкционного материала, снижением коэффициента трения, применением покрытий и т.д.

 

Коррозия называется сплошной, если она охватывает всю поверхность металла.

 Сплошная коррозия может быть

равномерной, если процесс протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла, и неравномерной когда скорость процесса неодинакова на различных участках поверхности. Равномерная коррозия наблюдается, например, при коррозии железных труб на воздухе.
При избирательной коррозии разрушается одна структурная составляющая или один компонент сплава. В качестве примеров можно привести графитизацию чугуна или обесцинкование латуней.

Местная (локальная) коррозия охватывает отдельные участки поверхности металла.

 Местная коррозия может быть выражена в виде отдельных пятен, не сильно углубленных в толщу металла; язв - разрушений, имеющих вид раковины, сильно углубленной в толщу металла, или точек (питтингов), глубоко проникающих в металл.
Первый вид наблюдается, например, при коррозии латуни в морской воде. Язвенная коррозия отмечена у сталей в грунте, а питтинговая — у аустенитной хромоникелевой стали в морской воде.

Подповерхностная коррозия начинается на поверхности, но затем распространяется в глубине металла. Продукты коррозии оказываются сосредоточенными в полостях металла. Этот вид коррозии вызывает вспучивание и расслоение металлических изделий.

Межкристаллитная коррозия характеризуется разрушением металла по границам зерен. Она особенно опасна тем, что внешний вид металла не меняется, но он быстро теряет прочность и пластичность и легко разрушается. Связано это с образованием между зернами рыхлых малопрочных продуктов коррозии. Этому виду разрушений особенно подвержены хромистые и хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы.

 

Щелевая коррозия вызывает разрушение металла под прокладками, в зазорах, резьбовых креплениях и т.д.