Тот баспайтын болат дегеніміз не?
«Тот баспайтын» - бұл болаттардың ас құралдары үшін қолданылуының басында ойлап табылған термин. Ол осы болаттар үшін жалпы атау ретінде қабылданды және қазір коррозияға немесе тотығуға төзімді қолданбаларға арналған болат түрлері мен маркаларының кең ауқымын қамтиды.
Тот баспайтын болаттар ең аз дегенде 10,5% хромы бар темір қорытпалары болып табылады. Басқа легирленген элементтер олардың құрылымы мен қасиеттерін жақсарту үшін қосылады, мысалы, қалыптау, беріктік және криогендік қаттылық.
Бұл кристалдық құрылым мұндай болаттарды магнитті емес және төмен температурада сынғыш етеді. Жоғары қаттылық пен беріктік үшін көміртегі қосылады. Тиісті термиялық өңдеуге ұшыраған кезде бұл болаттар ұстара, ас құралдары, құралдар және т.б. ретінде пайдаланылады.
Көптеген тот баспайтын болаттан жасалған композицияларда марганецтің айтарлықтай мөлшері қолданылған. Марганец болаттағы никель сияқты аустениттік құрылымды сақтайды, бірақ арзанырақ.
Тот баспайтын болаттан жасалған негізгі элементтер
Тот баспайтын болат немесе коррозияға төзімді болат - әртүрлі формаларда кездесетін металл қорытпасының бір түрі. Ол біздің практикалық қажеттіліктерімізге өте жақсы қызмет етеді, сондықтан біз болаттың мұндай түрін қолданбайтын өміріміздің кез келген саласын табу қиын. Тот баспайтын болаттың негізгі компоненттері: темір, хром, көміртек, никель, молибден және басқа металдардың аз мөлшері.
Оларға мыналар сияқты металдар кіреді:
- Никель
- Молибден
- Титан
- Мыс
Металл емес қоспалар да жасалады, олардың негізгілері:
- Көміртек
- Азот
ХРОМ ЖӘНЕ НИКЕЛ:
Хром - тот баспайтын болатты баспайтын етіп жасайтын элемент. Бұл пассивті пленканы қалыптастыру үшін маңызды. Қалған элементтер хромның пленканы қалыптастыру немесе сақтаудағы тиімділігіне әсер етуі мүмкін, бірақ басқа ешбір элемент өздігінен баспайтын болаттың қасиеттерін жасай алмайды.
Шамамен 10,5% хромда әлсіз пленка пайда болады және жұмсақ атмосфералық қорғанысты қамтамасыз етеді. Аустенитті баспайтын болаттардың тип-300 сериясына тән хромды 17-20%-ға дейін арттыру арқылы пассивті пленканың тұрақтылығы артады. Хром құрамын одан әрі арттыру қосымша қорғанысты қамтамасыз етеді.
| Таңба | Элемент |
| Әл | Алюминий |
| C | Көміртек |
| Cr | Chromium |
| Cu | Мыс |
| Фе | Темір |
| Ай | Молибден |
| Mn | Марганец |
| Н | Азот |
| Ni | Никель |
| П | Фосфор |
| С | Күкірт |
| Се | Селен |
| Та | Тантал |
| Ти | Титан |
Никель тот баспайтын болаттың аустениттік құрылымын (түйіршік немесе кристалдық құрылым) тұрақтандырады және механикалық қасиеттер мен дайындау сипаттамаларын жақсартады. Никель мөлшері 8-10% және одан жоғары болса, металдың кернеулі коррозияға байланысты жарылу үрдісі төмендейді. Никель сонымен қатар пленка зақымдалған жағдайда репассивацияға ықпал етеді.
Марганец:
Марганец, никельмен байланыста, никельге жататын көптеген функцияларды орындайды. Ол сондай-ақ тот баспайтын болаттағы күкіртпен әрекеттесіп, марганец сульфиттерін түзеді, бұл коррозияға төзімділікті арттырады. Марганецті никельмен алмастыру, содан кейін оны азотпен біріктіру арқылы да беріктік артады.
МОЛИБДЕН:
Молибден хроммен бірге хлоридтердің қатысуымен пассивті пленканы тұрақтандыруда өте тиімді. Бұл жарықтар немесе шұңқыр коррозиясының алдын алуда тиімді. Молибден, хромның жанында, тот баспайтын болаттан коррозияға төзімділіктің ең үлкен өсуін қамтамасыз етеді. Edstrom Industries 316 тот баспайтын материалды пайдаланады, себебі оның құрамында 2-3% молибден бар, ол суға хлор қосылғанда қорғаныс береді.
КӨМІРТЕК:
Күшті арттыру үшін көміртегі қолданылады. Мартенситті сортта көміртекті қосу термиялық өңдеу арқылы қатаюды жеңілдетеді.
АЗОТ:
Азот тот баспайтын болаттың аустениттік құрылымын тұрақтандыру үшін қолданылады, бұл оның коррозияға төзімділігін арттырады және болатты нығайтады. Азотты қолдану молибденнің құрамын 6%-ға дейін арттыруға мүмкіндік береді, бұл хлоридті ортада коррозияға төзімділікті жақсартады.
ТИТАН ЖӘНЕ МИОБИЙ:
Тот баспайтын болаттың сезімталдығын азайту үшін титан мен миобий қолданылады. Тот баспайтын болат сенсибилизацияланған кезде түйіршік аралық коррозия пайда болуы мүмкін. Бұл бөлшектерді дәнекерлеу кезінде салқындату фазасында хром карбидтерінің тұнбасына түсуінен туындайды. Бұл хромның дәнекерлеу аймағын азайтады. Хромсыз пассивті пленка түзілмейді. Титан мен ниобий карбидтер түзу үшін көміртекпен әрекеттеседі, хром ерітіндіде қалады, осылайша пассивті пленка пайда болады.
МЫС ЖӘНЕ АЛЮМИНИЙ:
Тот баспайтын болатқа титанмен бірге мыс пен алюминий қосылып, оның қатаюын тездетуге болады. Қатайтуға 900°-ден 1150°F температураға дейін сулау арқылы қол жеткізіледі. Бұл элементтер жоғары температурада сіңіру процесінде қатты интерметалл микроқұрылымын құрайды.
Күкірт және селен:
Күкірт пен селен 304 тот баспайтын материалға қосылып, оны еркін машинаға айналдырады. Бұл Edstrom Industries 303 немесе 303SE тот баспайтын болатқа айналады, оны ауыз суға ұшырамайтын клапандар, жаңғақтар және бөлшектер жасау үшін пайдаланады.
Тот баспайтын болат түрлері
AISI БАСҚАЛАР АРАСЫНДА КЕЛЕСІ БАҒАЛАРДЫ АНЫҚТАДЫ:
Сондай-ақ, 304 түрімен салыстырғанда тұзды судың коррозиясына қарсы тұру қабілетінің жоғарылауына байланысты «теңіз сорты» тот баспайтын болат ретінде белгілі. SS316 жиі ядролық қайта өңдеу зауыттарын салу үшін қолданылады.
304/304L тот баспайтын болат
304 түрі көміртегінің төмен болуына байланысты 302-ден сәл төмен беріктікке ие.
316/316L тот баспайтын болат
316/316L типті тот баспайтын болат – хлоридтер мен басқа галогенидтері бар ерітінділердің шұңқырға түсуіне төзімділігі жоғары молибденді болат.
310S тот баспайтын болат
310S баспайтын болат 2000°F дейін тұрақты температурада тотығуға тамаша төзімділікке ие.
317L тот баспайтын болат
317L – молибденді аустенитті хромды никельді болат, 316 типіне ұқсас, тек 317L құрамындағы қорытпа мөлшері біршама жоғары.
321/321H тот баспайтын болат
321 түрі - көміртегі плюс азот мазмұнынан кемінде 5 есе көп мөлшерде титан қосу арқылы модификацияланған 304 негізгі түрі.
410 тот баспайтын болат
410 түрі - магнитті, жұмсақ ортада коррозияға төзімді және жеткілікті жақсы икемділікке ие мартенситті баспайтын болат.
ДУPLEX 2205 (UNS S31803)
Дуплекс 2205 (UNS S31803) немесе Авеста Шеффилд 2205 - ферритті-аустениттік баспайтын болат.
Тот баспайтын болаттар, сондай-ақ, кристалдық құрылымы бойынша жіктеледі:
- Аустенитті баспайтын болаттар тот баспайтын болат өндірісінің 70%-дан астамын құрайды. Олардың құрамында криогендік аймақтан қорытпаның балқу температурасына дейінгі барлық температураларда аустениттік құрылымды сақтау үшін ең көбі 0,15% көміртегі, ең азы 16% хром және жеткілікті никель және/немесе марганец бар. Әдеттегі композиция 18% хром және 10% никель болып табылады, әдетте 18/10 тот баспайтын деп аталатын ыдыс-аяқта жиі қолданылады. Сол сияқты 18/0 және 18/8 де қол жетімді. ¨Superaustenitic〃 AL-6XN және 254SMO қорытпасы сияқты тот баспайтын болаттар молибденнің жоғары (>6%) және азот қосындыларының арқасында хлоридті шұңқырлар мен жарықтар коррозиясына үлкен төзімділік көрсетеді және никельдің жоғары мөлшері кернеулі коррозияға жақсы төзімділікті қамтамасыз етеді. 300 сериядан астам. «Супераустениттік» болаттардың жоғары легирленген құрамы олардың өте қымбат екенін білдіреді және ұқсас өнімділікке әдетте дуплексті болаттарды пайдалану арқылы әлдеқайда төмен бағамен қол жеткізуге болады.
- Ферритті тот баспайтын болаттар коррозияға өте төзімді, бірақ аустениттік сорттарға қарағанда әлдеқайда аз төзімді және термиялық өңдеу арқылы қатайтылмайды. Олардың құрамында 10,5% және 27% хром және өте аз никель бар болса. Композициялардың көпшілігі молибденді қамтиды; кейбір, алюминий немесе титан. Жалпы ферриттік сорттарға 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo және 29Cr-4Mo-2Ni жатады.
- Мартенситті тот баспайтын болаттар басқа екі класс сияқты коррозияға төзімді емес, бірақ өте берік және қатты, сонымен қатар жоғары өңдеуге қабілетті және термиялық өңдеу арқылы қатайтылуы мүмкін. Мартенситті тот баспайтын болаттан хром (12-14%), молибден (0,2-1%), никель жоқ және шамамен 0,1-1% көміртегі бар (оны қаттылық береді, бірақ материалды біршама сынғыш етеді). Ол сөндіріледі және магнитті. Ол «серия-00» болат ретінде де белгілі.
- Дуплексті тот баспайтын болаттар аустенит пен ферриттің аралас микроқұрылымына ие, мақсаты 50:50 қоспасын алу, бірақ коммерциялық қорытпаларда қоспасы 60:40 болуы мүмкін. Дуплексті болат аустенитті тот баспайтын болаттарға қарағанда беріктігін жақсартты, сонымен қатар жергілікті коррозияға, әсіресе шұңқырға, жарықтар коррозиясына және кернеулі коррозияға қарсы төзімділікті жақсартты. Олар аустенитті тот баспайтын болаттарға қарағанда жоғары хроммен және никельдің төмен мөлшерімен сипатталады.
Тот баспайтын болаттың тарихы
Коррозияға төзімді бірнеше темір артефактілер көне заманнан аман қалды. Атақты (және өте үлкен) мысал - Кумара Гупта I бұйрығымен шамамен б.з. 400 жылы тұрғызылған Делидегі Темір бағана. Алайда, тот баспайтын болаттан айырмашылығы, бұл артефактілер олардың беріктігі хромға емес, фосфордың жоғары болуына байланысты. бұл қолайлы жергілікті ауа-райы жағдайларымен бірге темір оксидтері мен фосфаттардың қатты қорғаныш пассивациялық қабатының түзілуіне ықпал етеді, темір бұйымдарының көпшілігінде пайда болатын қорғанышсыз, жарылған тот қабатының орнына.
Темір-хром қорытпаларының коррозияға төзімділігін алғаш рет 1821 жылы француз металлургі Пьер Бертье таныды, ол олардың кейбір қышқылдардың шабуылына төзімділігін атап өтті және оларды асханалық аспаптарда қолдануды ұсынды. Дегенмен, 19 ғасырдағы металлургтер қазіргі заманғы тот баспайтын болаттардың көпшілігінде кездесетін төмен көміртекті және жоғары хром комбинациясын шығара алмады, ал олар шығара алатын жоғары хромды қорытпалар практикалық қызығушылық тудыруы үшін тым сынғыш болды.
Бұл жағдай 1890 жылдардың аяғында, неміс Ганс Голдшмидт көміртегісіз хром алу үшін алюминотермиялық (термиттік) процесті жасаған кезде өзгерді. 1904–1911 жылдары бірнеше зерттеушілер, әсіресе француздық Леон Гилье бүгінде тот баспайтын болат болып саналатын қорытпаларды дайындады. 1911 жылы германиялық Филипп Моннарц осы қорытпалардың хром құрамы мен коррозияға төзімділігі арасындағы байланыс туралы баяндады.
Англияның Шеффилд қаласындағы Браун-Ферт зерттеу зертханасының қызметкері Гарри Брирли көбінесе тот баспайтын болаттың «өнертапқышы» болып саналады.
болат. 1913 жылы зеңбірек оқпандары үшін эрозияға төзімді қорытпаны іздестіру кезінде ол мартенситті тот баспайтын болаттан жасалған қорытпаны тауып, кейіннен өнеркәсіптікке айналдырды. Дегенмен, ұқсас өнеркәсіптік оқиғалар Эдуард Маурер мен Бенно Штраусс аустениттік қорытпаны (21% хром, 7% никель) жасап жатқан Германиядағы Крупп темір зауытында және Кристиан Данцизен мен Фредерик Бекет Америка Құрама Штаттарында бір мезгілде орын алды. ферритті тот баспайтын бұйымдарды индустрияландыру болды.
Біз жариялаған басқа техникалық мақалалар сізді қызықтыруы мүмкін екенін ескеріңіз:
Жіберу уақыты: 16 маусым 2022 ж