Хромоникелевые нержавеющие стали.

При создании этой группы сталей (12Х18Н8, 17Х18Н9, 12Х18Н9Т, 04Х18Н10, 08Х18Н12Т и другие) учитывалось, что введение большого количества Ni в хромистую сталь переводит ее в аустенитный класс, что обеспечивает лучшие механические свойства, меньшую склонность к росту зерна и большую коррозионную стойкость.

Аустенитные стали с содержанием 8-10% никеля относятся к сталям с неустойчивым аустенитным состоянием, в которых пластическая деформация при комнатной температуре или переохлаждение в отрицательную область температур может вызывать образование мартенсита.

В сталях с 10-12% Ni образование мартенсита может произойти только при пластической деформации ниже 0⁰С, и, наконец, стали с содержанием Ni больше 14% обладают стабильным аустенитом, который не превращается в мартенсит при деформации при низких температурах. В хромоникелевых сталях из-за наличия углерода кроме аустенита присутствуют специальные карбиды типа M₂₃C₆, количество которых зависит от содержания углерода. При комнатной температуре и нагреве до 600-700⁰С растворимость карбидов не превышает 0,005%, но выше 800⁰С она резко увеличивается и при 1050⁰С составляет 0,05%, а при 1150⁰С-0,15%. Такая большая разница в растворимости карбидов в аустените при нагреве до высоких температур позволяет при закалке получить пересыщенный твердый раствор, из которого при повторном нагреве до температур 500-700⁰С, например сварке, по границам зерен может выделиться карбидная фаза, что способствует межкристаллитной коррозии.

Это приводит к потере сталью металлического звука и появлению надрывов по границам зерен при изгибе. Металл с сильно развитой межкристаллической коррозией разрушается при незначительных напряжениях.

Склонность к межкристаллитной (интерметаллической) коррозии можно уменьшить снижением содержания углерода (меньше 0,005%) и введением так называемых стабилизаторов (Ti или Nb), являющихся сильными карбидообразователями. Введения их в сталь приводит к образованию карбидов типа MС (фазы внедрения), которые связывают углерод и препятствуют образованию карбидов хрома (Fe, Cr)₂₃C₆, а следовательно сохраняют концентрацию хрома в аустените (особенно вблизи границ зерен).

Хромоникелевые аустенитные нержавеющие стали обладают высокими технологическими свойствами: хорошо прокатываются в горячем и холодном состоянии, в холодном состоянии выдерживают глубокую вытяжку и профилирование, свариваются без охрупчивания в околошовной зоне. Они подвергаются термической обработке с температуры 1100-1150⁰С в воду. Такой нагрев приводит к полному растворению карбидов M₂₃C₆, а быстрое охлаждение позволяет получить однофазную аустенитную структуру (правда, в виде перенасыщенного твердого раствора). Медленное охлаждение недопустимо, т.к. возможно выделение карбидов.

Закаленная, аустенитная сталь имеет сравнительно невысокую прочность (σ_В=450-600МПа), пониженный предел текучести (σ_0,2=180-210МПа), но большую пластичность (δ=40-45%, ψ=55-60%). Поэтому закаленное состояние называют смягченным состоянием. Упрочнение хромоникелевых сталей осуществляется холодным наклепом, при деформации 80-90% σ_0,2 повышается до 980-1170МПа, а σ_В до 1370МПа.

Кислотостойкие стали.

В производстве синтетических неметаллических материалов (пластмассы, стеклопластики, стекловолокно и т.д.), удобрений и других химических продуктов применяются агрессивные кислотные среды на основе серной, соляной, азотной и фосфорной кислот и их смесей различной концентрации при различных температурах.

Использование для установок и аппаратуры нержавеющих сталей оказывается недостаточно эффективным. Поэтому в этих случаях используют более высоколегированные стали, называемые кислотостойкими.

Увеличение стойкости в кислотах дает присадка в аустенитные стали молибдена и особенно молибдена с медью при одновременном увеличении содержания никеля, например, 10Х17Н13М2Т, 06Х23Н28М3Д3Т.

При необходимости иметь и высокую кислотность, и высокие механические свойства (σ_В больше 1000МПа) в стали, вводят Al. В этом случае Ti и Al в результате выделения дисперсных фаз типа Ni₃(Ti, Al) вызывают интерметаллидное упрочнение.