1.2. Хромистые стали

Хромистые стали имеют после охлаж­дения на воздухе ферритную, мартен-ситно-ферритную (с содержанием фер­рита более 10 %) и мартенситную структуры. Стали 20X13, 30X13, 40X13 и 95X18 относят к мартенситному, 12X13 —к мартенситно-фер-ритному и 08X13, 12X17, 08Х17Т, 15Х25Т, 15X28 — к феррит-ному классу. С увеличением содержания хрома возрастает кор­розионная стойкость сталей.

Термическая обработка сталей мартенситного класса 30X13, 40X13 состоит из закалки от температуры около 1000 °С в масле и низкого отпуска при 200—300 °С. После термообработки они имеют структуру отпущенного мартенсита. Из них изготавливают режущий, мерительный и хирургический инструменты, пружины, предметы домашнего обихода.

Стали марок 08X13, 12X13, 20X13 подвергают закалке и вы­сокому отпуску при 600—700 °С с целью получения сорбитной структуры. Их применяют для изготовления деталей с повышен­ной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам, рабо­тающих в слабоагрессивных средах. К таким деталям относятся клапаны гидравлических прессов, мешалки, шнеки, валы в пище­вой промышленности.

Термообработка ферритных сталей с повышенным содержанием хрома состоит из отжига при температуре 700—780 °С. Отжиг проводится с целью получения более однородного твердого рас­твора и увеличения коррозионной стойкости. Стали марок 12X17, 15Х25Т, 15X28 применяют для изготовления оборудования заво­дов пищевой и легкой промышленности, труб теплообменной аппаратуры, работающей в агрессивных средах. Сварка феррит­ных сталей обычно не применяется, она приводит к росту зерна и снижает коррозионную стойкость.

1.3. Аустенитные хромоникелевые стали

Хромоникелевые нержавеющие стали типа 12Х18Н10Т, 12Х18Н9, 04Х18Н10, ОЗХ18Н12, 17Х18Н9 обычно содержат 18 % хрома и 9—12 % никеля. Они имеют более высокую коррозионную стойкость по сравнению с хромистыми сталями. Термообработка этих сталей состоит из закалки от температуры 1100—1150°С в воде без отпуска. После закалки стали имеют следующие основ­ные свойства: чисто аустенитную структуру, низкую твердость, высокую пластичность; они немагнитны, хорошо деформируются и свариваются. Учитывая невысокую прочность (для ста­ли 12Х18Н9 б_0,2 = 200-250 МПа, б_в = 500-600 МПа при 5 = 50 %, = 50—60 %), стали подвергают холодной деформации с наклепом, после чего прочность повыша­ется.

Содержание углерода в коррозионностойких аустенитных сталях ограничено и желательно, чтобы оно было ниже предела растворимости углерода в легированном никелем аустените при 20 °С, составляющего 0,04 %. Присутствие в стали более высоких концентраций углерода может приводить к образованию карби­дов хрома типа Сг₂₃С₆, вследствие чего твердый раствор обед­няется хромом и создается двухфазная структура. При этом снижается коррозионная стойкость стали. Для предотвращения образования карбидов хрома, особенно при технологических на­гревах, связанных с проведением операций сварки или пайки и опасностью возникновения межкристаллитной коррозии, в сталь вводят дополнительно титан, ниобий или тантал. Эти элементы связывают углерод в карбиды типа TiC, NbC, TaC, оставляя хром в твердом растворе. Необходимое количество титана для введения в сталь определяют по формуле Ti = (С — 0,02)*5, где С — содержание углерода в стали.

Пассивации Сг—Ni аустенитных сталей способствует введе­ние 0,5—1,5 % молибдена. Введение таких количеств молибдена в сталь 12Х18Н10Т уменьшает плотность критического тока пас­сивации в 10 раз.

В пищевой промышленности хромоникелевые коррозионно-стойкие стали применяют в изделиях, контактирующих с аг­рессивными пищевыми средами (емкости, трубопроводы и т. д.).

В холодильной и криогенной технике они используются для изготовления сосудов для хранения жидких газов, корпусов адсорберов ацетилена, деталей центробежных машин.

Хромоникелевые коррозионностойкие стали содержат дефи­цитный и дорогостоящий никель и поэтому имеют высокую стои­мость. В ряде случаев применяют более дешевые стали, в которых часть или весь никель замены марганцем. До температур —196 °С и в слабоагрессивных пищевых средах вместо стали 10Х18Н10Т может быть использована сталь 10Х14П4Н4Т.

Также в целях экономии никеля промышленность выпускает двухслойные стали, в которых в основном слое использованы низколегированные или углеродистые стали, а в плакирующем слое — хромоникелевые коррозионностойкие стали и цветные металлы.