Oțelul inoxidabil feritic se referă la oțelul inoxidabil cu ferită cubică centrată pe corp ca structură a matricei la temperatură ridicată și temperatură normală. Oțelul inoxidabil feritic are ca elemente principale fier și crom, în general nu conține nichel, iar unele conțin o cantitate mică de molibden, titan sau niobiu și alte elemente. Are o bună rezistență la oxidare, rezistență la coroziune și rezistență la fisurarea coroziunii clorurii. În plus, oțelul inoxidabil feritic are, de asemenea, caracteristicile conductivității termice mari, coeficient de dilatare mic, rezistență bună la oxidare și rezistență excelentă la coroziune la stres. Este folosit mai ales pentru fabricarea pieselor care sunt rezistente la coroziune atmosferică, vapori de apă, apă și acid oxidativ. Calitățile reprezentative ale oțelului inoxidabil feritic sunt: AISI 410 (UNS S41000), AISI 420 (UNS S42000), AISI 430 (UNS S43000) conform ASTM; 1.4006, 1.4021, 1.4016, conform standardului EN...etc.
Oțelul inoxidabil feritic poate fi împărțit în crom scăzut, crom mediu și crom ridicat în funcție de conținutul de crom. În funcție de puritatea oțelului, în special de conținutul de impurități de carbon și azot, acesta poate fi împărțit în oțel inoxidabil feritic obișnuit și oțel inoxidabil feritic ultra-pur. Oțelul inoxidabil feritic obișnuit are dezavantajele fragilității la temperaturi scăzute și la temperatura camerei, sensibilitatea la crestături, tendința ridicată la coroziune intergranulară și sudarea slabă. Deși acest tip de oțel a fost dezvoltat mai devreme, aplicarea sa industrială a fost foarte limitată. Aceste deficiențe ale oțelului inoxidabil feritic obișnuit sunt legate de puritatea oțelului, în special de conținutul ridicat de elemente interstițiale, cum ar fi carbonul și azotul din oțel. Atâta timp cât carbonul și azotul din oțel sunt suficient de scăzute, deficiențele de mai sus pot fi practic depășite.
Comparativ cuoțel inoxidabil austenitic, oțelul inoxidabil feritic are o rezistență mai bună la coroziune, rezistență la căldură și procesabilitate. Deoarece faza de ferită poate dizolva cu greu carbonul, ferita are caracteristicile de a fi moale și ușor de deformat. La fel ca oțelul inoxidabil martensitic, deoarece structura rețelei este o structură cubică centrată pe corp, este paramagnetică, deci oțelul inoxidabil feritic este magnetic. Oțelul inoxidabil austenitic este nemagnetic datorită structurii sale cubice centrate pe față.
Prețul oțelului inoxidabil feritic nu este doar relativ scăzut și stabil, dar are și multe caracteristici și avantaje unice. S-a dovedit că oțelul inoxidabil feritic este un material alternativ foarte excelent.
Oțel inoxidabil feritic obișnuit
Astfel de oțeluri includ conținut scăzut, mediu și ridicat de crom. Oțelul inoxidabil feritic cu conținut scăzut de crom conține aproximativ 11% până la 14% crom, cum ar fi 00Cr12 și 0Cr13Al în China. American AISI 400, 405, 406MF-2. Acest tip de oțel are o rezistență bună, plasticitate, deformare la rece și sudabilitate. Deoarece oțelul conține o anumită cantitate de crom și aluminiu, are o bună rezistență la oxidare și rezistență la rugină. 405 poate fi folosit ca turn de rafinare a petrolului, căptușeală de rezervor, lamă de turbină cu abur, dispozitiv rezistent la coroziune cu sulf la temperatură înaltă etc. 400 pentru aparate de uz casnic și de birou etc. etc. Oțel inoxidabil feritic cu crom mediu, conținutul de crom este de 14% până la 19%, cum ar fi 1Cr17 și 1Cr17Mo în China. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 în Statele Unite. Acest tip de oțel are o rezistență mai bună la rugină și coroziune. Coeficientul său de întărire este mic (n≈2) și are performanțe bune de ambutire adâncă, dar ductilitatea sa este slabă. Oțelul inoxidabil feritic AISI 430 este utilizat pentru decorarea arhitecturală, decorarea autovehiculelor, echipamentelor de bucătărie, arzătoarelor pe gaz și piese de echipamente industriale cu acid azotic, etc. AISI 434 este utilizat pentru decorarea exterioară a automobile și clădiri. 439 este folosit ca furtun pentru încălzitoare de apă pe gaz, conducte de cărbune și gaz etc. Oțelul inoxidabil feritic cu conținut ridicat de crom conține 19% până la 30% crom, cum ar fi Cr18Si2 și Cr25 în China, AISI 442, AISI 443 și AISI 446 în Statele Unite. state. Astfel de oțeluri au o rezistență bună la oxidare. AISI 442 este utilizat continuu in atmosfera, temperatura limita superioara este de 1035°C, iar temperatura maxima pentru utilizare continua este de 980°C. Oțelul inoxidabil feritic AISI 446 are o rezistență mai bună la oxidare.
Oțel inoxidabil feritic de înaltă puritatel
Acest tip de oțel conține carbon extrem de scăzut, azot; crom ridicat, molibden, titan, niobiu și alte elemente. Cum ar fi 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2 din China. Acest tip de oțel are proprietăți mecanice bune (în special tenacitate), sudabilitate, rezistență la coroziune intergranulară, rezistență la coroziune prin pitting, rezistență la coroziune în fisuri și rezistență excelentă la coroziune la criză. De exemplu, oțelul inoxidabil feritic 18-2 are o rezistență bună la coroziune în acid azotic, acid acetic, NaOH, rezistență la coroziune în 3% NaCl și FeCl3 este echivalent cu sau depășește 18-8 oțel inoxidabil austenitic, oțel 26CrMo în multe medii Rezistență la coroziune , în special în acizi organici, acizi oxidanți și alcalii puternici. Are o bună rezistență la coroziune prin pitting în mediu puternic clorurat. Nu apare fisurarea prin coroziune sub tensiune în clorură, hidrogen sulfurat, acid sulfuric excesiv și alcali puternici. 30Cr-2Mo are o rezistență mai mare la coroziunea prin pitting și coroziunea crevată, menținând în același timp rezistența la coroziune la stres.
Rezistența la coroziune a oțelului inoxidabil feritic
(1) Coroziunea uniformă.
Cromul este cel mai ușor element de pasivizat. În mediul atmosferic, aliajul fier-crom cu un conținut de crom de peste 12% poate fi autopasivat. În mediul oxidant, conținutul de crom poate fi pasivizat dacă este mai mare de 17%. În unele medii corozive, crom și molibden ridicat, nichel, cupru și alte elemente pot fi adăugate pentru a obține o rezistență bună la coroziune.
(2) Coroziunea intergranulară.
Oțelurile inoxidabile feritice, ca și oțelurile inoxidabile austenitice, suferă de coroziune intergranulară, dar tratamentul de sensibilizare și tratamentul termic pentru a evita această coroziune sunt exact opusul. Oțelul inoxidabil feritic este predispus la coroziune intergranulară de la răcirea rapidă peste 925°C, iar starea (starea sensibilizată) care este susceptibilă la coroziune intergranulară poate fi eliminată după o scurtă perioadă de revenire la 650-815°C. Coroziunea intergranulară a oțelului feritic este, de asemenea, rezultatul epuizării cromului cauzată de precipitarea carburilor. Prin urmare, reducerea conținutului de carbon și azot din oțel și adăugarea de elemente precum titanul și niobiul poate reduce susceptibilitatea la coroziune intergranulară.
(3) Coroziune prin pitting și crevase.
Cromul și molibdenul sunt elementele cele mai eficiente pentru îmbunătățirea rezistenței la coroziune la sâmburi și la coroziune a oțelului inoxidabil. Pe măsură ce crește conținutul de crom, crește și conținutul de crom din filmul de oxid, iar stabilitatea chimică a filmului crește. Molibdenul este adsorbit pe suprafața metalului activ sub formă de MoO4, care inhibă dizolvarea metalului, promovează repasivarea și previne deteriorarea filmului. Prin urmare, oțelul inoxidabil feritic cu un conținut ridicat de crom și molibden are o rezistență excelentă la coroziune cu sâmburi și fisuri.
(4) Rezistența la fisurare prin coroziune sub tensiune.
Datorită caracteristicilor structurii organizatorice, oțelul inoxidabil feritic este rezistent la coroziune în mediul în care oțelul inoxidabil austenitic produce fisurare prin coroziune sub tensiune.
Proprietățile mecanice ale oțelului inoxidabil feritic
Oțelul inoxidabil feritic nu poate fi consolidat prin tratament termic deoarece nu există o schimbare de fază. În general, se utilizează după recoacere la 700-800°C. Datorită dimensiunii atomice similare a fierului și a cromului, efectul de întărire a soluției solide este mic, limita de curgere și rezistența la tracțiune a oțelului inoxidabil feritic sunt ușor mai mari decât a oțelului cu conținut scăzut de carbon, iar ductilitatea este mai mică decât cea a oțelului cu conținut scăzut de carbon. .
1) fragilitatea la temperatura camerei a oțelului inoxidabil feritic obișnuit.
Oțelul inoxidabil feritic obișnuit este sensibil la crestături, iar temperatura de tranziție fragilă este peste temperatura camerei, cu excepția oțelului inoxidabil feritic cu conținut scăzut de crom. Cu cât conținutul de crom este mai mare, cu atât fragilitatea la rece este mai mare. Această fragilitate la rece este legată de elementele interstițiale, cum ar fi carbonul și azotul din oțel, iar oțelul feritic ultra-pur are un conținut foarte scăzut de carbon în elementele interstițiale, cum ar fi carbonul și azotul, astfel încât poate obține o rezistență bună și tranziția fragilă. temperatura poate fi scăzută sub temperatura camerei.
2) Fragilarea la temperaturi ridicate a oțelului inoxidabil feritic obișnuit.
Oțelul inoxidabil feritic obișnuit este încălzit la peste 927 °C și apoi răcit rapid la temperatura camerei, plasticitatea și duritatea sunt reduse semnificativ. Această fragilizare la temperatură înaltă este legată de precipitarea rapidă a compușilor de carbon (nitrură) pe limitele granulelor sau dislocări la o temperatură de 427-927 °C. Reducerea conținutului de carbon și azot al oțelului (folosind tehnologie ultra-pură) poate îmbunătăți foarte mult această fragilitate. În plus, atunci când oțelul feritic este încălzit peste 927°C, capacitatea granulelor va fi grosieră, iar boabele grosiere vor deteriora plasticitatea și duritatea oțelului.
3) Formarea fazei σ.
Conform diagramei de fază fier-crom, atunci când este menținut la 500-800°C, aliajul care conține 40%-50% crom va forma o singură fază σ, iar aliajul care conține mai puțin de 20% sau mai mult de 70% crom va forma o structură duală α+σ. Formarea fazei σ va reduce semnificativ ductilitatea și duritatea oțelului. Prin urmare, oțelul inoxidabil feritic nu trebuie utilizat pentru o perioadă lungă de timp la 500-800 °C.
4) fragilitate la 475°C.
Oțelul feritic cu conținut ridicat de crom (>15%) va fi puternic fragilizat atunci când este păstrat la 400-500 °C. Acest tip de fragilizare durează un timp mai scurt decât precipitarea fazei σ. De exemplu, când oțelul inoxidabil feritic 0,080C-0,4Si-16,9Cr este menținut la 450°C timp de 4 ore, rezistența la impact la temperatura camerei aproape scade la zero. Gradul de fragilizare crește odată cu creșterea conținutului de crom, dar duritatea poate fi recuperată după un tratament la peste 600 °C. Fragilarea la 475°C este rezultatul precipitării fazei alfa bogate în crom. Un astfel de oțel ar trebui să evite încălzirea la 475°C.
Ora postării: mai-02-2023