Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Фери́тна сталь (англ. ferritic steel) або сталь фери́тного кла́су — це сталь із структурою з легованого фериту з певним вмістом карбідів. Феритна сталь утворюється при низькому вмісті вуглецю й великій кількості легувального елемента, що обмежує область існування аустеніту (Cr, W, Mo, V, Si, Al та ін.). Хром (Cr) утворює захисний шар на поверхні, тому феритні сталі ще називають хромистими і вони належать до неіржавних сталей.
Склад і класифікація феритних сталей
Легувальні елементи, вступаючи у взаємодію із залізом і вуглецем, можуть брати участь в утворенні різних фаз в легованих сталях: легованого фериту, легованого аустеніту, легованого цементиту. При вмісті легувальних елементів — ванадію, молібдену, силіцію та інших елементів понад певну межу стійким за всіх температура є α-стан (легований ферит). Такі сплави на основі заліза називають феритними сталями. (сталями феритного класу).
Розрізняють декілька видів феритних сталей:
- феритні
- аустенітно-феритні (не менше ніж 10 % фериту у структурі)
- мартенситно-феритні (не менше ніж 10 % фериту).
Поділ сталей на класи за структурним ознаками є умовним і робиться залежно від основної структури, отриманої при охолодженні сталей на повітрі після високотемпературного (1000…1050 °С) нагріву.
У сталях ферито-утворювальні легувальні елементи звужують γ-область і розширюють область α-твердих розчинів; до числа ферито-утворювальних легувальних елементів належать Cr, Si, Al, Mo, V, Ti, W, Nb, Zr. При легуванні сталей ферито-утворювальними елементами у великій кількості область γ-Fe може бути повністю виключена, при цьому сталь набуває чисто феритної структури і отримується феритна сталь.
При комбінованому легуванні сталей аустеніто- та ферито-утворювальними елементами структура сталі буде складатись з аустеніту і фериту, такі сталі будуть аустенітно-феритними.
Мартенситно-феритні сталі отримують шляхом двофазового термокінетичного перетворення. Залежно від швидкості охолодження і температури, з одного боку утворюється феритна складова, з другого боку аустеніт перетворюється на мартенсит. Такі сталі містять приблизно 14 % хрому й характеризуються ідеальною стійкістю до корозії.
Властивості
Деякі хромисті сталі:
- феритного класу — 10Х13СЮ, 08Х13, 12Х17, 08Х17Т, 15Х18СЮ, 15Х25Т, 15Х28;
- мартенситно-фертного класу — 12Х13, 14Х17Н2, 15Х12ВНМФ;
- аустенітно-феритного класу — 08Х20Н14С2, 20Х20Н14С2, 08Ч18Т1.
Залежно від виду легувальних елементів і їх вмісту у феритних сталях, виробництво може бути як дорогим, так і дешевим. Дешеві феритні сталі мають ряд недоліків, зокрема, схильність до зростання зерна і схильність, завдяки хрому, до міжкристалітної корозії. З цими негативними факторами борються уведенням до феритної сталі додаткових легувальних елементів, а також, термообробленням.
Сталі феритного класу (12Х17, 25Х25Т, 15Х28) мають вищу корозійну стійкість ніж сталі з мартенситною структурою. Сталь 12Х17 застосовують після рекристалізаційного відпалу при температурі 760…780 °С. Феритні сталі 25Х25Т та 15Х28 використовують частіше без термообробки для виготовлення зварних деталей, що працюють в дуже агресивних середовищах та не зазнають ударних навантажень за температур експлуатації не нижче за — 20 °С. Для цих сталей характерною є крупнозернистість у литому вигляді і схильність до значного росту зерна при нагріванні понад 850 °С (наприклад, при зварюванні), що приводить до окрихчування. Подрібнити зерно та підвищити пластичність темообробленням не вдасться, оскільки сталі не зазнають α↔γ перетворень. Зварні конструкції із сталі 15Х28 схильні до міжкристалічної корозії. Для підвищення опору міжкристалічної корозії та подрібнення зерна сталь легують титаном у кількості не менше від п'ятикратного вмісту вуглецю (15Х25Т). Титан зв'язує вуглець і виключає можливість утворення карбідів хрому, а значить, збіднення фериту на хром. Феритні сталі з вмістом 25—30 % Cr окрихчуються при тривалому нагріві до 450…500 °С внаслідок утворення виділень σ-фази.
Аустенітно-феритні сталі містять 18…22 % Cr, 2…6 % Ni і деяку кількість Mo, Cu, Ti (08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т та ін..) є замінниками хромонікелевих сталей аустенітного класу і характеризуються високою корозійною стійкістю в агресивних середовищах завдяки значному вмісту хрому (>20 %). Вони також мають високу міцність та стійкість до пітінгоутворення й корозійного розтріскування. Аустенітно-феритні сталі порівняно з аустенітними характеризуються вищою міцністю (σв = 650…750 Н/мм², σ0,2 = 350…400 Н/мм²) при задовільній пластичності (δ = 16…25 %, ψ = 45 %). При нагріванні до 400…750 °С сталі окрихчуються.
Сталь 12Х13 у рівноважному стані належить до напівферитних, а після гартування у маслі або на повітрі з високих температур має структури мартенситу і фериту.
Істотним, у деяких випадках, недоліком, яким характеризується сталь феритного класу, є її не завжди однозначні магнітні властивості, що залежать від співвідношення структурних компонентів. Ферит як фазова структура залізо-вуглецевих сплавів має дві модифікації — при температурах нижче від точки Кюрі, він, як і мартенсит, є феромагнетиком. Високотемпературний, так званий «дельта-ферит», за визначенням, вище від точки Кюрі для заліза (768 °С), очевидно, має парамагнітні властивості.
Використання
Недорогі феритні сталі зазвичай використовують при виготовленні ненавантажених деталей, невідповідальних товарів масового споживання, фурнітури. Взагалі ж діапазон використання феритних сталей є надзвичайно широким — від умов роботи побутової апаратури до роботи в агресивних середовищах за помірно високих температур (до 500…600 °C).
Із сталі 12Х17 виготовляють обладнання для заводів легкої і харчової промисловості, кухонне начиння. Зварювання цієї сталі слід уникати, оскільки зони, що прилягають до зварного шва, мають крупне зерно, низьку пластичність і корозійну стійкість.
Мартенситно-феритні сталі знайшли застосування у нафтохімічній та ін. промисловостях. Зокрема, енергетичне і нафтохімічне обладнання та апаратуру виробляють з мартенситно-феритної сталі.
Із сталей феритного класу виготовляють деталі турбін, труби, деталі котлів (12Х13), клапани автотракторних двигунів (10Х13СЮ), теплообмінники, кухонне обладнання (12Х17, 08Х17Т), труби і деталі піролізного устаткування (15Х18СЮ, 15Х28), чохли термопар, електроди свічок запалювання (15Х25Т) тощо.
Див. також
Примітки
- Иванов, 1990.
- Лахтин, 1980, с. 145.
- ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.
- ГОСТ 25054-81, Поковки из коррозионно-стойких сталей и сплавов. Общие технические условия.
- Лахтин, 1980, с. 293.
- Лахтин, 1980, с. 295.
- Гуляєв, 1986.
Джерела
- Гуляев А.П. Металловедение. Учебник для вузов. — 6-е изд., перераб. — М. : Металлургия, 1986. — 544 с.
- Солнцев, Ю. П. Пряхин, Е.И. Материаловедение : учебник для студентов вузов / Под ред.. Ю.П.Солнцева. — Изд. 4-е перераб. и доп. — СПб. : Химиздат, 2007. — 784 с. — .
- Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству. — М. : Машиностроение, 1990. — 384 с. — .
- Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для машиностроительных вузов. — 2-е изд. перераб. и доп. — М., 1980. — 493 с.
- Лебедєв В. Г. Матеріалознавство і термічна обробка зварних з'єднань : конспект лекцій / В. Г. Лебедєв, О. Г. Дерев'янченко, О. В. Косс, Н. М. Клименко. — О. : АО БАХВА, 2007. — 136 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Feri tna stal angl ferritic steel abo stal feri tnogo kla su ce stal iz strukturoyu z legovanogo feritu z pevnim vmistom karbidiv Feritna stal utvoryuyetsya pri nizkomu vmisti vuglecyu j velikij kilkosti leguvalnogo elementa sho obmezhuye oblast isnuvannya austenitu Cr W Mo V Si Al ta in Hrom Cr utvoryuye zahisnij shar na poverhni tomu feritni stali she nazivayut hromistimi i voni nalezhat do neirzhavnih stalej Sklad i klasifikaciya feritnih stalejLeguvalni elementi vstupayuchi u vzayemodiyu iz zalizom i vuglecem mozhut brati uchast v utvorenni riznih faz v legovanih stalyah legovanogo feritu legovanogo austenitu legovanogo cementitu Pri vmisti leguvalnih elementiv vanadiyu molibdenu siliciyu ta inshih elementiv ponad pevnu mezhu stijkim za vsih temperatura ye a stan legovanij ferit Taki splavi na osnovi zaliza nazivayut feritnimi stalyami stalyami feritnogo klasu Rozriznyayut dekilka vidiv feritnih stalej feritni austenitno feritni ne menshe nizh 10 feritu u strukturi martensitno feritni ne menshe nizh 10 feritu Podil stalej na klasi za strukturnim oznakami ye umovnim i robitsya zalezhno vid osnovnoyi strukturi otrimanoyi pri oholodzhenni stalej na povitri pislya visokotemperaturnogo 1000 1050 S nagrivu U stalyah ferito utvoryuvalni leguvalni elementi zvuzhuyut g oblast i rozshiryuyut oblast a tverdih rozchiniv do chisla ferito utvoryuvalnih leguvalnih elementiv nalezhat Cr Si Al Mo V Ti W Nb Zr Pri leguvanni stalej ferito utvoryuvalnimi elementami u velikij kilkosti oblast g Fe mozhe buti povnistyu viklyuchena pri comu stal nabuvaye chisto feritnoyi strukturi i otrimuyetsya feritna stal Pri kombinovanomu leguvanni stalej austenito ta ferito utvoryuvalnimi elementami struktura stali bude skladatis z austenitu i feritu taki stali budut austenitno feritnimi Martensitno feritni stali otrimuyut shlyahom dvofazovogo termokinetichnogo peretvorennya Zalezhno vid shvidkosti oholodzhennya i temperaturi z odnogo boku utvoryuyetsya feritna skladova z drugogo boku austenit peretvoryuyetsya na martensit Taki stali mistyat priblizno 14 hromu j harakterizuyutsya idealnoyu stijkistyu do koroziyi VlastivostiDeyaki hromisti stali feritnogo klasu 10H13SYu 08H13 12H17 08H17T 15H18SYu 15H25T 15H28 martensitno fertnogo klasu 12H13 14H17N2 15H12VNMF austenitno feritnogo klasu 08H20N14S2 20H20N14S2 08Ch18T1 Zalezhno vid vidu leguvalnih elementiv i yih vmistu u feritnih stalyah virobnictvo mozhe buti yak dorogim tak i deshevim Deshevi feritni stali mayut ryad nedolikiv zokrema shilnist do zrostannya zerna i shilnist zavdyaki hromu do mizhkristalitnoyi koroziyi Z cimi negativnimi faktorami boryutsya uvedennyam do feritnoyi stali dodatkovih leguvalnih elementiv a takozh termoobroblennyam Stali feritnogo klasu 12H17 25H25T 15H28 mayut vishu korozijnu stijkist nizh stali z martensitnoyu strukturoyu Stal 12H17 zastosovuyut pislya rekristalizacijnogo vidpalu pri temperaturi 760 780 S Feritni stali 25H25T ta 15H28 vikoristovuyut chastishe bez termoobrobki dlya vigotovlennya zvarnih detalej sho pracyuyut v duzhe agresivnih seredovishah ta ne zaznayut udarnih navantazhen za temperatur ekspluataciyi ne nizhche za 20 S Dlya cih stalej harakternoyu ye krupnozernistist u litomu viglyadi i shilnist do znachnogo rostu zerna pri nagrivanni ponad 850 S napriklad pri zvaryuvanni sho privodit do okrihchuvannya Podribniti zerno ta pidvishiti plastichnist temoobroblennyam ne vdastsya oskilki stali ne zaznayut a g peretvoren Zvarni konstrukciyi iz stali 15H28 shilni do mizhkristalichnoyi koroziyi Dlya pidvishennya oporu mizhkristalichnoyi koroziyi ta podribnennya zerna stal leguyut titanom u kilkosti ne menshe vid p yatikratnogo vmistu vuglecyu 15H25T Titan zv yazuye vuglec i viklyuchaye mozhlivist utvorennya karbidiv hromu a znachit zbidnennya feritu na hrom Feritni stali z vmistom 25 30 Cr okrihchuyutsya pri trivalomu nagrivi do 450 500 S vnaslidok utvorennya vidilen s fazi Austenitno feritni stali mistyat 18 22 Cr 2 6 Ni i deyaku kilkist Mo Cu Ti 08H22N6T 12H21N5T ta in ye zaminnikami hromonikelevih stalej austenitnogo klasu i harakterizuyutsya visokoyu korozijnoyu stijkistyu v agresivnih seredovishah zavdyaki znachnomu vmistu hromu gt 20 Voni takozh mayut visoku micnist ta stijkist do pitingoutvorennya j korozijnogo roztriskuvannya Austenitno feritni stali porivnyano z austenitnimi harakterizuyutsya vishoyu micnistyu sv 650 750 N mm s0 2 350 400 N mm pri zadovilnij plastichnosti d 16 25 ps 45 Pri nagrivanni do 400 750 S stali okrihchuyutsya Stal 12H13 u rivnovazhnomu stani nalezhit do napivferitnih a pislya gartuvannya u masli abo na povitri z visokih temperatur maye strukturi martensitu i feritu Istotnim u deyakih vipadkah nedolikom yakim harakterizuyetsya stal feritnogo klasu ye yiyi ne zavzhdi odnoznachni magnitni vlastivosti sho zalezhat vid spivvidnoshennya strukturnih komponentiv Ferit yak fazova struktura zalizo vuglecevih splaviv maye dvi modifikaciyi pri temperaturah nizhche vid tochki Kyuri vin yak i martensit ye feromagnetikom Visokotemperaturnij tak zvanij delta ferit za viznachennyam vishe vid tochki Kyuri dlya zaliza 768 S ochevidno maye paramagnitni vlastivosti VikoristannyaNedorogi feritni stali zazvichaj vikoristovuyut pri vigotovlenni nenavantazhenih detalej nevidpovidalnih tovariv masovogo spozhivannya furnituri Vzagali zh diapazon vikoristannya feritnih stalej ye nadzvichajno shirokim vid umov roboti pobutovoyi aparaturi do roboti v agresivnih seredovishah za pomirno visokih temperatur do 500 600 C Iz stali 12H17 vigotovlyayut obladnannya dlya zavodiv legkoyi i harchovoyi promislovosti kuhonne nachinnya Zvaryuvannya ciyeyi stali slid unikati oskilki zoni sho prilyagayut do zvarnogo shva mayut krupne zerno nizku plastichnist i korozijnu stijkist Martensitno feritni stali znajshli zastosuvannya u naftohimichnij ta in promislovostyah Zokrema energetichne i naftohimichne obladnannya ta aparaturu viroblyayut z martensitno feritnoyi stali Iz stalej feritnogo klasu vigotovlyayut detali turbin trubi detali kotliv 12H13 klapani avtotraktornih dviguniv 10H13SYu teploobminniki kuhonne obladnannya 12H17 08H17T trubi i detali piroliznogo ustatkuvannya 15H18SYu 15H28 chohli termopar elektrodi svichok zapalyuvannya 15H25T tosho Div takozhLegovana stal Neirzhavna stal Austenitna stalPrimitkiIvanov 1990 Lahtin 1980 s 145 GOST 5632 72 Stali vysokolegirovannye i splavy korrozionnostojkie zharostojkie i zharoprochnye Marki GOST 25054 81 Pokovki iz korrozionno stojkih stalej i splavov Obshie tehnicheskie usloviya Lahtin 1980 s 293 Lahtin 1980 s 295 Gulyayev 1986 DzherelaGulyaev A P Metallovedenie Uchebnik dlya vuzov 6 e izd pererab M Metallurgiya 1986 544 s Solncev Yu P Pryahin E I Materialovedenie uchebnik dlya studentov vuzov Pod red Yu P Solnceva Izd 4 e pererab i dop SPb Himizdat 2007 784 s ISBN 5 93808 131 9 Ivanov V N Slovar spravochnik po litejnomu proizvodstvu M Mashinostroenie 1990 384 s ISBN 5 217 00241 7 Lahtin Yu M Leonteva V P Materialovedenie Uchebnik dlya mashinostroitelnyh vuzov 2 e izd pererab i dop M 1980 493 s Lebedyev V G Materialoznavstvo i termichna obrobka zvarnih z yednan konspekt lekcij V G Lebedyev O G Derev yanchenko O V Koss N M Klimenko O AO BAHVA 2007 136 s