Стали аустенитного класса

В современной промышленной практике широко применяются различные марки аустенитных сталей, преимущественно в виде хромоникелевых. Сочетая достаточную прочность с чрезвычайно высокой пластичностью в большом диапазоне температур, они, как и хромистые стали, обладают высокой коррозионной стойкостью в различных агрессивных средах и жаростойкостью.

Однако, в отличие от хромистых сталей, хромоникелевым присуща и жаропрочность, т. е. способность работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени, сохраняя прочность в условиях ползучести металла. Такое сочетание ценных свойств обеспечивается введением в хромистую нержавеющую сталь никеля, который, нейтрализуя действие хрома как ферритообразователя, способствует получению устойчивой однородной структуры аустенита.

 

Кроме Сг и Ni, хромоникелевые стали содержат еще некоторые другие легирующие элементы, улучшающие их свариваемость и эксплуатационные свойства. Такими элементами могут быть Ti, Nb, Si, Мп, Al, Си, Мо, W и др. Различают две группы хромоникелевых аустенитных сталей:

Стали типа 18-8 (12Х18Н10Т, 12Х18Н11Б, 12Х18Н12М2Т и др.);

Стали типа 25-20 (Х25Н20С2, Х23Н18, Х23Н13 и др.).

 

Стали типа 18-8 являются нержавеющими и кислотостойкими и сохраняют свои свойства до температуры 700—750 °С, а при непродолжительной работе и до более высоких температур.

Стали типа 25-20 - окалиностойкие и жаропрочные и могут работать в агрессивной газовой среде при температуре до 1100—1150 °С.

Хромоникелевые стали широко применяют в азотной промышленности, в производстве искусственного волокна, в авиации, ракетной технике, судостроении, в угольной и нефтяной промышленности, в котло- и турбостроении, в атомной промышленности, приборостроении и т. п.

Особое место среди хромоникелевых занимают стали повышенной кислотостойкости (Х18Н28МЗДЗ, Х23Н23МЗДЗ, Х23Н28МЗДЗ, Х23Н28М2Т и др.).

При медленном охлаждении хромоникелевая сталь приобретет аустенитную структуру с расположенными по границам зерен вторичными карбидами и вторичным ферритом, упрочняющими металл. Сталь приобретает высокую твердость.

Однако в условиях охлаждения от температуры, соответствующей точке 4, в металле может быть зафиксирована однородная аустенитная структура без карбидных выделений и даже без выделений вторичного феррита. Обычно этого достигают закалкой хромоникелевой стали. Металл становится пластичным.

 

Оценивая свариваемость хромоникелевых аустенитных сталей, следует, прежде всего, иметь в виду, что они не подвержены фазовым превращениям. Поэтому отпадают затруднения, связанные с появлением в зоне термического влияния структурных напряжений, и снижается опасность возникновения холодных трещин.

 

Основные факторы, ухудшающие свариваемость аустенитных хромоникелевых сталей, следующие:

Низкая стойкость металла шва к возникновению кристаллизационных трещин;