Charakteristika jednotlivých skupin korozivzdorných ocelí Značky

Transkript

1 Skupina ocelí Feritické Martenzitické Austenitické Charakteristika jednotlivých skupin korozivzdorných ocelí Značky Charakteristika skupiny uvedené v materiálov ých listech X6Cr13 (1.4000), X6Cr17 (1.4016), X3CrTi17 (1.4510) X6CrMo17-1 (1.4113), X6CrMoS17 (1.4105). X12Cr13 (1.4006), X20Cr13 (1.402, X30Cr13 (1.403, X39Cr13 (1.403, X17CrNi16-2 (1.4057) X2CrNi19-11 (1.4306), X2CrNiN19-11 (1.431, X5CrNi18-10 (1.430, X6CrNiTi18-10 (1.454, X2CrNiMo (1.440, X2CrNiMoN (1.4406), X5CrNiMo (1.440 X6CrNiMoTi (1.457, X1NiCrMoCu (1.4539). Hlavním legujícím prvkem je chrom. Chrom, který není vázán na uhlík ve formě karbidu, určuje korozní odolnost. Feritické korozivzdorné oceli obsahují maximálně 0,08 % C při odpovídajícím obsahu Cr. Převažující strukturní součástí za normální teploty je α ferit. Feritické korozivzdorné oceli se vyznačují nepřítomností přeměny ferit-austenit při ohřevu, takže při ochlazování nevzniká martenzit. Jsou proto nekalitelné. Jsou magnetické, čímž se odlišují od ocelí austenitických. Některé značky jsou stabilizovány titanem nebo obsahují též molybden. Automatové oceli obsahují více než 0,15 % S. Přítomnost síry však výrazně snižuje korozivzdornost. Některé typy, např. s 13% Cr a odpovídajícím obsahu C mohou vykazovat částečnou martenzitickou přeměnu. Ty se pak zařazují mezi oceli poloferitické. Feritické korozivzdorné oceli jsou náchylné ke křehnutí při delší prodlevě v oblasti kritických teplot ( o C) a dojde-li k růstu zrna při vyšších teplotách, které se vyskytují např. při svařování v okolí svaru. Obsahují z korozivzdorných ocelí nejvyšší obsah uhlíku v rozmezí 0,08 až 1% a výše. Jejich pevnost lze výrazně zvyšovat kalením. Při kalení vznikající martenzitická struktura je křehká. Po kalení proto následuje obvykle popouštění. Také martenzitické korozivzdorné oceli obsahují až 18 % Cr a prokalují i ve velkých průřezech. Vedle chromu se martenzitické korozivzdorné oceli legují též niklem a molybdenem. Čistě chromové typy s obsahem C přibližně do 0,25% slouží jako konstrukční ocel. S vyšším obsahem C se používají k výrobě nástrojů (nože). Se vzrůstajícím obsahem C se pro zachování dostatečné korozní odolnosti zvyšuje i obsah Cr. Přísada Ni až do obsahu 6 %, dovoluje zvýšit obsah Cr v rozmezí 16 až 18%. Dosahuje se tak příznivých mechanických vlastností a dobré korozní odolnosti. Kalitelné korozivzdorné oceli jsou feromagnetické. Velmi pomalým ochlazováním z austenitizační teploty se vznik martenzitu potlačí a vzniklá struktura je feritická s vyloučenými karbidy chromu. Feritickou strukturu lze získat i delším ohřevem na teplotu blízko pod Ac 1. Tímto způsobem lze martenzitické korozivzdorné oceli vyžíhat na tvrdost vhodnou pro obrábění. Martenzitické oceli jsou omezeně svařitelné do obsahu C 0,20%. Strukturu těchto ocelí tvoří převážně tzv. γ-austenit. Austenitická struktura vzniká při dostatečném obsahu tzv. austenitotvorných prvků (Ni, Mn, N). Základním typem je chrom-niklová austenitická ocel s 18% Cr a 9% Ni. Pro docílení požadované korozní odolnosti a mechanických vlastností, se přisazují další legující prvky. Pro zachování austenitické struktury však musí být působení austenitotvorných a feritotvorných prvků vyvážené. Vliv základních a doprovodných prvků na vlastnosti lze schematicky charakterizovat následovně: - celková korozní odolnost (Cr, Mo, Cu, Si, Ni), - mechanické vlastnosti (N), - obrobitelnost (S, Se, P, Pb, Cu), - odolnost proti bodové a štěrbinové korozi ( Mo, Si, N). Austenitické korozivzdorné oceli nepodléhájí fázovým přeměnám a jsou nemagnetické. Pevnost lze zvyšovat pouze legováním (např. přísadou N), nebo u některých typů, které se vyznačují menší stabilitou austenititu, tvářením za studena (pěchování, tažení). Pokud jsou tyto oceli po tepelném zpracování nebo svařování pomalu ochlazovány, dochází v oblasti kritických teplot přibližně v rozmezí 600 až 800 o C k vylučování karbidů po hranicích zrn. To způsobuje vznik mezikrystalové koroze v kyselém prostředí vlivem ochuzení zmíněných oblastí o chrom. Jsou však způsoby jak tomu zabránit změnou chemického složení (velmi nízké obsahy C, přísady Ti resp. Nb). Výchozím stavem pro použití austenitických ocelí je rozpouštěcí žíhání (žíhání při teplotách nad 1000 o C) s následným rychlým ochlazením na normální teplotu. Austenitické korozivzdorné oceli jsou velmi dobře svařitelné a značně houževnaté i při nízkých teplotách. Austenitických korozivzdorných ocelí existuje mnoho druhů a modifikací. Obsah feritu se v těchto ocelích pohybuje při normální teplotě přibližně mezi 30 až 50 %. Toho se dosahuje nastavením vhodného podílu austenitotvorných a feritotvorných prvků, především Cr a Ni, ale také tepelným zpracováním. Nazývají se dvoufázové nebo též

2 (c) Bohdan Bolzano s.r.o. Volba korozivzdorných materiálů pro různá prostředí Tabulka korozní odolnosti Následující korozní tabulky poskytují všeobecnou informaci o chování vybraných značek korozivzdorných ocelí v různých prostředích, která vesměs neobsahují další příměsi. Slouží proto k informaci především o úbytcích hmoty dané oceli v uvedeném prostředí (rovnoměrná koroze). Pokud v uvedeném prostředí vzniká nebezpečí napadení zvláštními druhy koroze, např. bodové, štěrbinové, korozního praskání a podobně, je v tabulkách uveden symbol upozorňující na takovéto možné napadení. Při využívání tabulek je nutno brát též v úvahu, že uvedené hodnoty platí pro stav ve kterém má uvedená korozivzdorná ocel nejvyšší korozní odolnost (např. pro martenzitické oceli stav zušlechtěný nebo pro austenitické oceli stav po rozpouštěcím žíhání). Spolehlivější údaje o korozní odolnosti poskytují samozřejmě korozní zkoušky nebo testy, prováděné za podmínek, které se co nejvíce blíží reálným provozním podmínkám. Doporučené značky, uvedené v tabulce představují variantu, která ještě splňuje zvolené kriterium pro korozní rychlost. Všechny značky dané skupiny ocelí s vyšším stupněm legování, budou mít v zásadě při stejných podmínkách stejnou nebo lepší korozní odolnost. Použité symboly: a (velmi dobrá korozní odolnost) korozní rychlost 0,1 mm za rok (úbytek tloušťky); b(průměrná korozní odolnost) korozní rychlost od 0,1 do 1 mm za rok, v.k. všechny koncentrace, v.t. všechny teploty do bodu varu, atm. atmosferický tlak, b.v. bod varu, konc. koncentrovaný, n.r. nasycený roztok, P - nebezpečí vzniku bodové koroze (pitting), Prostředí Anorganické kyseliny Sírová Sírová + dusičná Kp korozní praskání, VZ (všechny značky uvedené v materiálových listech). Koncentrace Teplota Doporučená značka oceli % o C Korozní rychlost a Korozní rychlost b 0 až , až , až až , až , až , až až až , až , až , až , až , až až , až , b.v , , , , , , , , , až , až až Fosforečná 50 b.v až , až až až až korozní proces je řízen přítomností nečistot přičemž závisí na jejich koncentraci. Nečistoty oxidačního charakteru zpomalují korozi, zatímco fluoridy ji urychlují.

3 H 3PO 4+H 2SO 4+HNO 3+H 2CrO ,1 až 2% Fe Chlorovodíková P , , , , , Kyselina dusičná Kyselina fluorovodíková + dusičná 1 až VZ 1 až , až 50 b.v b.v až , až nad (40%níHF) , 10 (52%ní HNO 3 2 (40%níHF) (52%ní HNO 3 Kyselina boritá 4 b.v. VZ 20 b.v Organické kyseliny Octová Citronová Mléčná Šťavelová Vinná P 5 b.v , , b.v , , , b.v , , b.v , , b.v , b.v , VZ 10 b.v , , VZ 25 b.v , , n.r , n.r. b.v , v.k , b.v , , b.v , b.v , Všechny značky aust. ocelí 13 a 17%ní Cr-oc. 5 b.v , až , n.r až VZ 20 b.v , n.r , , Máselná v.k. 20 až b.v , Mastné kyseliny 20 až 150 VZ , Soli anorganických kyselin Chloridy V tomto případě je velmi obtížné stanovit vhodnou značku oceli, poněvadž za přítomnosti chloridových iontů nekorodují oceli rovnoměrně. Nejčastěji se vyskytuje pitting (bodová koroze) nebo korozní praskání. Při volbě oceli je třeba vzít úvahu ph roztoku, teplotu, provzdušnění a napětí, které na součást působí. Všeobecně lze doporučit oceli s nízkým obsahem uhlíku a legované molybdenem. Pro některé případy nutno použít vysoce legované značky ocelí.

4 Osvědčily se i oceli austeniticko-feritické (duplexy). Dusičnan amonný (tavenina) , Dusičnan amonný (vod. roztok) v.k. v. t , Dusičnan draselný v.k. v.t , Dusičnan měďnatý v.k. v.t , Dusičnan sodný v.k. v.t , , Dusičnan vápenatý v.k. v.t , Hydrogensíran draselný , Hydrogensiřičitan vápenatý až 20 b.v. VZ Chlorečnan sodný VZ 30 b.v , Soli anorganických kyselin Chlorové vápno (aktivní Cl , P 1%) (aktivní Cl %) Kyanid draselný v.k. v.t. VZ Kyanid draselný (tavenina) , , Kyanid sodný v.k. v.t. VZ Kyanid sodný (tavenina) , , Lázeň pro pokovování Ni NiSO 4 + NH 4Cl + H 3BO g/l + 20 g/l + 10 g/l , g/l + 30 g/l + 30 g/l , Manganistan draselný v.k. v.t. VZ Peroxosíran draselný v.k , až Peroxoboritan sodný v.k. 20 VZ Tetraboritan sodný (borax) 5 v.t. VZ Síran amonný v.k. b.v , Síran draselný v.k. v.t. VZ Síran hlinitý v.k , b.v , v.k. b.v Síran hlinitodraselný v.k , , n.r. b.v Síran měďnatý v.k. v.t. VZ Síran sodný v.k. v.t. VZ Síran vápenatý v.k. v.t. VZ Síran železnatý i železitý v.k. 20 VZ v.k. b.v , , Uhličitan draselný (potaš) VZ 50 b.v , Uhličitan sodný (tavenina) 785 o C , Hydroxidy a zásadité roztoky Hydroxid amonný v.k. 20 až 100 VZ Hydroxid barnatý konc. 0 až var VZ 10 b.v. VZ Hydroxid draselný 30 b.v b.v Kp tavenina (> 1 mm) do 30 v.t. VZ 30 b.v , Kp Kp Hydroxid sodný tavenina ca (> 1 mm) Hydroxid vápenatý konc. VZ

5 Vápno (vápenné mléko) b.v , Soli organických kyselin Octan hlinitý v.k. v.t. VZ Octan měďnatý v.k. v.t. VZ Octan olovnatý v.k. v.t. VZ Octan hlinitý v.k. v.t. VZ Šťavelan amonný v.k. v.t Šťavelan sodný v.k. v.t Šťavelan draselný v.k. v.t. Organické sloučeniny Acetylchlorid (chlorid k. octové) až b.v , Aldehyd kyseliny benzoové 100 VZ Aldehyd kyseliny mravenčí 20 až b.v. VZ Alkohol (etanol) koncentrovaný 20 VZ b.v , Organické sloučeniny Anhydrid kyseliny octové (acetanhydrid) až 80 VZ 100 b.v , Benzen VZ Butylacetát 20 až b.v. VZ Dibrometan 20 VZ P, Kp Dietyléter 20 až 50 VZ Dimetylketon (aceton) 20 b.v. VZ Dichlóretan 20 b.v. VZ P, Kp Etylenglykol 20 VZ Etylchlorid 20 b.v. VZ P, Kp Glukosa 20 VZ Glycerin VZ Chloroform VZ Chlórbenzen , P, Kp b.v , P, Kp Chlórtoluen čistý, suchý b.v. VZ vlhký b.v. VZ P, Kp Metanol v.k. 20 b.v Močovina (nízký obsah feritu) Moč 0 až P Naftalen čistý , Pyridin čistý b.v , b.v , Tanin (kyselina digallová) b.v Tetrachlórmetan 20 b.v. VZ Toluen čistý b.v. VZ Ostatní látky Benzin 20 VZ Cukr (sacharoza) a syrup konc. 90 až 100 VZ ( P za přítomnosti Cl - ) Deriváty celulosy Síran celulosy Nitrát celulosy , Dextrin a škrobový sirup Hořčice P Chloramin až 50 VZ P Majonéza var Mléko fermentované v.t b.v , Mořská voda 20 až , P b.v P, Kp P, Kp

6 Mýdlo var , Olej minerální var VZ Ovocná šťáva 20 VZ Ovocné džemy var , , Parafín 20 až 100 VZ Peroxid vodíku Pitná voda 20 VZ Pivo , Rostlinný olej 20 VZ Sýr var , Šťáva z masa 20 až , P Škrob čistý konc. 60 VZ Terpentýnový olej 20 VZ Vinný ocet , Víno bílé , 4571 Víno červené Želatina konc. 20 VZ za přítomnosti vlhkosti. (c) Bohdan Bolzano s.r.o.