Ферритная фаза

Состав, структура и назначение сталей

К наиболее распространенным сталям аустенитно ферритного класса относятся стали типа 08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т, 03Х23Н6, 08Х18Г8Н2Т, 08Х21Н6М2Т, 03Х22Н6М2.  Микроструктура хромоникелевой стали 08Х22Н6Т и хромо-никель-молибденовой 08Х21Н6М2Т представлена на рис 18.1. Количество аустеннтной и ферритной фаз в сталях этого класса колеблется обычно в пределах 40—60 % Химический состав аустеннтно ферритных сталей приведен в табл 18.1, механические свойства — в табл. 18.2.

Аустенитно-ферритные стали имеют относительно высокие пределы те кучести и прочности прн удовлетворительных пластичности и ударной вяз кости, а также высокую коррозионную стойкость и хорошую свариваемость Это позволяет сократить удельный расход металла при изготовлении химической аппаратуры, рассчитываемой на прочность, благодаря уменьшению толщины листа Согласно диаграмме состояний сплавы Fe—Cr—Ni обладают некоторыми характерными особенностями область существования двухфазной аустенитно ферритной структуры в них находится в интервале температур 20—1350 °С, при нагреве стали выше температуры 1100°С аустенит превращается в феррит и тем интенсивнее, чем выше температура и длительность нагрева, при температуре выше 1200 °С происходит полное γ→α превращение, при последующем охлаждении происходит обратное превращение феррита в аустенит. Конечное соотношение количества структурных составляющих зависит от скорости охлаждения стали При изотермической выдержке в области температур 700—800 °С в стали возможно образование хрупкой составляющей σ фазы. Аустенитно-ферритиые стали поставляются в закаленном состоянии с температур 950— 1050 °С. Разница по содержанию Сг и Ni между аустенитной и ферритной фазами составляет 2—5%. Аустенитно-ферритные стали теряют вязкость при нагреве их в интервале температур 450—650 °С Это связано с тем, что хрупкость, обусловленная выделением карбидов, усиливается действием так называемой 475° хрупкости.

Примерное назначение и температура эксплуатации аустенитно-ферритных сталей указаны в таблице 18.3.

Количество – ферритная фаза

На рис. 166 показано влияние температуры деформации на изменение твердости и количества ферритной фазы трех сталей с различным содержанием никеля.
 

Электроды, дающие наплавленный металл аустенит-ного типа, должны проходить проверку на количество ферритной фазы в наплавке. Наплавку производят при режимах, рекомендованных для электродов данного типа и диаметра, на пластину или трубу из соответствующей аустенитной нержавеющей стали.
 

Электроды, дающие наплавленный металл аустенит-ного типа, должны проходить проверку на количество ферритной фазы в наплавке. Наплавку производят при режимах, рекомендованных для электродов данного типа и диаметра, на пластину или трубу из соответствующей аустенитной нержавеющей стали.
 

Однако при сварке под флюсом некоторых марок жаропрочных сталей требование обеспечения в металле шва регламентированного количества ферритной фазы не всегда может быть достигнуто.
 

Нержавеющие хромоникелевые стали в пределах химического состава наряду с основной структурой аустенита практически содержат некоторое количество ферритной фазы ( а-фазы) обычно оцениваемое баллами.
 

Для устранения склонности к горячим трещинам и повышения стойкости против межкрлсталлитной коррозии необходимо содержание в наплавленном металле некоторого количества ферритной фазы.
 

Для устранения склонности к горячим трещинам и повышения стойкости про-тин межкристаллитпой коррозии необходимо содержании в наплавленном металле некоторого количества ферритной фазы.
 

Образцы на основе разработанного цементно-известково-зольного вяжущего после десяти дней воздействия агрессивной среды слегка потемнели, что объясняется присутствием некоторого количества ферритных фаз из портландцемента. Химическим анализом было зафиксировано наличие сероводорода по всему цементному камню, следы свободной и сульфатной серы.
 

У нержавеющих сталей аустенитного класса типа Х18Н9Т при обычных методах разливки в изложницы, особенно в случае крупных слитков, наблюдается значительное увеличение количества ферритной фазы по мере приближения от периферии к центру слитка в связи с большей дендритной ликвацией при уменьшении скорости кристаллизации. Частицы ферритной фазы в осевой части слитка более крупные.
 

Для сталей ОХ22Н5Т, ОХ18Г8Н2Т или других подобного типа характерным является прямая зависимость между повышением температуры нагрева металла и технологическими свойствами, что связано с увеличением при этих условиях количества ферритной фазы.
 

Помимо прямых методов экспериментального определения сопротивления сплавов образованию горячих трещин, существуют косвенные: оценка по диаграммам состояния, основанная на представлении об увеличении склонности сплавов к образованию горячих трещин с расширением эффективного интервала кристаллизации ; по количеству ферритной фазы в аустенит-ных сталях в соответствии с диаграммами Шеффлера

При отсутствии сертификатов материалы можно использовать для работы только после их предварительной проверки; при этом проверяют химический состав сварочной проволоки и наплавленного металла, механические свойства сварного шва или наплавки, для аустенитных электродов, кроме того, – количество ферритной фазы и, при наличии требований, – склонность к межкристаллитной коррозии. Результаты проверки должны отвечать требованиям ГОСТ 9467 – 75; 10052 – 75; 2246 – – 70 или ТУ на сварочные материалы.
 

При отсутствии сертификатов материалы можно использовать для работы только после их предварительной проверки; при этом проверяют химический состав сварочной проволоки и наплавленного металла, механические свойства сварного шва или наплавки, для аустенитных электродов, кроме того, – количество ферритной фазы и, при наличии требований, – склонность к межкристаллитной коррозии. Результаты проверки должны отвечать требованиям ГОСТ 9467 – 75; 10052 – 75; 2246 – 70 или ТУ на сварочные материалы.
 

Получение строго дозированного количества феррита в сварных швах является достаточно сложной задачей. Количество ферритной фазы зависит от соотношения в стали ферритизаторов и аустениза-торов. Однако по допускам ГОСТа 2246 – 60 на содержание элементов это соотношение может изменяться в широких пределах.
 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПОСТАНОВЛЕНИЕМ Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР от 15.03.66

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2—93)

6. ИЗДАНИЕ (июнь 2011 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в октябре 1974 г., декабре 1987 г. (ИУС 10-74, 3-88)

Редактор М.И. Максимова Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор М.С. Кабашова Компьютерная верстка А.Н. Золотаревой

Сдано в набор 16.06.2011. Подписано в печать 29.07.2011. Формат 60×84 Vs- Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать офсетная. Уел. печ. л. 0,93 + вкл. 0,47. Уч.-изд. л. 0,45 + вкл. 0,35. Тираж 156 экз. Зак. 691.

, 123995 Москва, Гранатный пер., 4. Набрано во на ПЭВМ.

Отпечатано в филиале — тип. «Московский печатник», 105062 Москва, Лялин пер., 6

ГОСТ 11878-66

Г0СТ1ШШ

4. Проверка ПРИБОРОВ

4.1. Перед началом работы новый прибор градуируется.

4.1а. Методику первичной и периодических поверок ферритометров (по ГОСТ 26364) устанавливают в соответствии с ГОСТ 8.518*.

_______

* С 1 января 2012 г. вводится в действие ГОСТ 8.518-2010.

(Введен дополнительно,Изм. № 2).

4.2. Градуировку прибора, т.е. получение градуировочной кривой зависимости показаний прибора от содержания СФФ, проводят по эталонным образцам с различным содержанием СФФ. Рекомендуется построение одной градуировочной кривой для прутков размером от 80 до 180 мм и второй – 180 мм и более.

4.3. Эталоны необходимо изготовлять из прутков контролируемой марки стали.

Допускается изготовление эталонов для стали марок 17Х18Н9, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 04Х18Н10Т, 08Х18Н10, 04Х18Н10, 02Х18Н10, 06Х18Н11, 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, из стали марки 12Х18Н10Т.

(Измененная редакция Изм. № 1).

4.4. В качестве эталонов используют микрошлифы, вырезанные и изготовленные в соответствии с пп. и . Одну из сторон микрошлифа, расположенную поперек оси прутка, приготовляют как макрошлиф в соответствии с п. .

4.5. Содержание СФФ в эталонах металлографическим методом определяют путем балльной оценки по методике, изложенной в разд. .

4.6. Содержание СФФ в эталонах магнитным методом определяют в соответствии с методикой, изложенной в разд. .

4.7. По данным, соответствующим эталонам с различным содержанием СФФ, строят градуировочную кривую прибора в координатах «показание прибора – балл СФФ». Каждые 5 – 6 точек кривой должны определяться не менее чем 10 результатами, полученными на разных эталонных образцах.

Примечание. Допускается градуировка прибора в координатах «показание прибора – объемное содержание СФФ». В этом случае содержание СФФ в эталонных образцах определяют одним из методов количественной металлографии, например точечным, и выражают в процентах.

4.8. Правильность работы прибора в течение эксплуатации и после ремонта проверяют периодически по двум-трем эталонным образцам с заранее фиксированными показаниями, соответствующими разным участкам градуировочной кривой прибора.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПОСТАНОВЛЕНИЕМ Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР от 15.03.66

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

б. ИЗДАНИЕ (июнь 2011 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в октябре 1974 г., декабре 1987 г. (ИУС 10-74, 3-88)

Строение и свойства

При повышении температуры аустенитные стали превращаются в жидкий раствор с определённым процентным отношением железа и углерода. Если температура раствора превышает линию так называемого ликвидуса (это около 1700 °C),образовавшийся расплав становится статически неустойчивым. Его состояние оценивают по двум составляющим:фазовой и структурной.

Для первой составляющей основным показателем является фаза состояния полученной смеси. Она определяет состояние металла по следующим показателям:

• раствора углерода в железе;
• количество различных образований (непосредственно феррит, в том числе высокотемпературный, аустенит, цементит).

Структурная составляющая часть образца определяется как гомогенная или квазигомогенная форма. Общая структура образовавшегося феррита составляет равноосные кристаллы. В трёхмерном пространстве решётка ферритной фазы представляет объёмно-центрированный куба. Эти кристаллы определяют твёрдость феррита и способность углерода в нём растворяться. Опыт показывает, что при температуре равной 727 градусов в феррите растворяется только 0,02% углерода.

Кроме этого к основным свойствам феррита относятся:

• обладает сильными ферромагнитными свойствами (до температуры 770 °С — точка Кюри);
• является теплопроводным элементом;
• хорошим проводником электрического тока;
• обладает повышенной пластичностью.

К основным недостаткам относятся невысокая прочность и недостаточная твёрдость. Последний показатель зависит от величины образованного зерна и находится в интервале от 65 до 130 НВ.

В зависимости от этапа проходящих превращений ферритная фаза находится в следующих состояниях:

• как основа кристаллической решётки образовавшегося сплава;
• второе или избыточное состояние (располагается по границам так называемых перлитных образований);
• элемент феррито-графитного эвтектоида.

Каждое состояние требует точного определения и выявления возникающих преобразований. От них во многом зависят характеристики конечного продукта.Полное отсутствие ферритного образования или незначительное его содержание проявляется с образованием горячих трещин. Завышенное содержание этого показателя снижает пластичность, ударную вязкость и антикоррозийную стойкость.