Feritická nerezová ocel označuje nerezovou ocel s kubickým feritem centrovaným na tělo jako matricovou strukturou při vysoké teplotě a normální teplotě. Feritická nerezová ocel má jako hlavní prvky železo a chrom, obecně neobsahuje nikl a některé obsahují malé množství molybdenu, titanu nebo niobu a dalších prvků. Má dobrou odolnost proti oxidaci, odolnost proti korozi a odolnost proti praskání chloridovou korozí. Kromě toho má feritická nerezová ocel také vlastnosti velké tepelné vodivosti, malého koeficientu roztažnosti, dobré odolnosti proti oxidaci a vynikající odolnosti proti korozi namáháním. Většinou se používá k výrobě dílů, které jsou odolné vůči atmosférické, vodní páře, vodě a oxidativní kyselé korozi. Reprezentativní třídy feritické nerezové oceli jsou: AISI 410 (UNS S41000), AISI 420 (UNS S42000), AISI 430 (UNS S43000) podle ASTM; 1.4006, 1.4021, 1.4016, dle normy EN...atd.
Feritické nerezové oceli lze podle obsahu chromu rozdělit na nízkochromové, středně chromité a vysoce chromové. Podle čistoty oceli, zejména obsahu uhlíkových a dusíkových nečistot, ji lze rozdělit na běžnou feritickou nerezovou ocel a ultračistou feritickou nerezovou ocel. Obyčejná feritická nerezová ocel má nevýhody v podobě křehkosti při nízké teplotě a při pokojové teplotě, citlivosti na vrub, vysoké tendenci k mezikrystalové korozi a špatné svařitelnosti. Ačkoli byl tento typ oceli vyvinut dříve, jeho průmyslové použití bylo značně omezeno. Tyto nedostatky běžné feritické nerezové oceli souvisí s čistotou oceli, zejména s vysokým obsahem intersticiálních prvků, jako je uhlík a dusík v oceli. Dokud je uhlíku a dusíku v oceli dostatečně málo, lze výše uvedené nedostatky v podstatě překonat.
Ve srovnání saustenitické nerezové oceli, feritická nerezová ocel má lepší odolnost proti korozi, tepelnou odolnost a zpracovatelnost. Protože feritová fáze může jen stěží rozpouštět uhlík, má ferit vlastnosti, že je měkký a snadno se deformuje. Stejně jako martenzitická nerezová ocel, protože mřížková struktura je krychlová struktura se středem těla, je paramagnetická, takže feritická nerezová ocel je magnetická. Austenitická nerezová ocel je nemagnetická díky své krychlové struktuře s čelním středem.
Cena feritické nerezové oceli je nejen relativně nízká a stabilní, ale má také mnoho jedinečných vlastností a výhod. Bylo prokázáno, že feritická nerezová ocel je velmi vynikající alternativní materiál.
Obyčejná feritická nerezová ocel
Takové oceli obsahují nízký, střední a vysoký obsah chrómu. Feritická nerezová ocel s nízkým obsahem chromu obsahuje asi 11 % až 14 % chrómu, jako například 00Cr12 a 0Cr13Al v Číně. Americký AISI 400, 405, 406MF-2. Tento typ oceli má dobrou houževnatost, plasticitu, deformaci za studena a svařitelnost. Protože ocel obsahuje určité množství chrómu a hliníku, má dobrou odolnost proti oxidaci a korozi. 405 lze použít jako věž na rafinaci ropy, obložení nádrže, lopatku parní turbíny, zařízení odolné proti korozi při vysoké teplotě síry atd. 400 pro domácí a kancelářské spotřebiče atd. 409 se používá pro zařízení systému tlumičů výfuku automobilů a potrubí studené a teplé vody, atd. Středně chromová feritická nerezová ocel, obsah chrómu je 14 % až 19 %, např. 1Cr17 a 1Cr17Mo v Čína. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 ve Spojených státech. Tento typ oceli má lepší odolnost proti korozi a korozi. Jeho koeficient mechanického zpevnění je malý (n≈2) a má dobrý výkon při hlubokém tažení, ale jeho tažnost je špatná. Feritická nerezová ocel AISI 430 se používá pro architektonické dekorace, dekorace automobilů, kuchyňské vybavení, plynové hořáky a části průmyslových zařízení na bázi kyseliny dusičné atd. AISI 434 se používá pro vnější dekorace automobilů a budov. 439 se používá jako hadice pro plynové ohřívače vody, uhlí a plynovody atd. Feritická nerezová ocel s vysokým obsahem chromu obsahuje 19 % až 30 % chrómu, jako je Cr18Si2 a Cr25 v Číně, AISI 442, AISI 443 a AISI 446 ve Spojených státech států. Takové oceli mají dobrou odolnost proti oxidaci. AISI 442 se používá nepřetržitě v atmosféře, horní mezní teplota je 1035 °C a maximální teplota pro nepřetržité použití je 980 °C. Feritická nerezová ocel AISI 446 má lepší odolnost proti oxidaci.
Vysoce čistá feritická nerezová ocell
Tento typ oceli obsahuje extrémně nízký obsah uhlíku, dusíku; vysoký obsah chrómu, molybdenu, titanu, niobu a dalších prvků. Například čínský 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2. Tento typ oceli má dobré mechanické vlastnosti (zejména houževnatost), svařitelnost, odolnost proti mezikrystalové korozi, odolnost proti důlkové korozi, odolnost proti štěrbinové korozi a vynikající odolnost proti praskání korozí pod napětím. Například feritická nerezová ocel 18-2 má dobrou odolnost proti korozi v kyselině dusičné, octové, NaOH, odolnost proti důlkové korozi ve 3% NaCl a FeCl3 je ekvivalentní nebo přesahuje austenitická nerezová ocel 18-8, ocel 26CrMo v mnoha médiích Odolnost proti korozi , zejména v organických kyselinách, oxidačních kyselinách a silných zásadách. Má dobrou odolnost proti důlkové korozi v silném chloridovém médiu. V chloridu, sirovodíku, nadměrné kyselině sírové a silných alkáliích nedochází k žádnému koroznímu praskání. 30Cr-2Mo má vyšší odolnost proti důlkové korozi a štěrbinové korozi při zachování odolnosti vůči napěťové korozi.
Odolnost proti korozi feritické nerezové oceli
(1) Rovnoměrná koroze.
Nejsnáze pasivovatelný prvek je chrom. V atmosférickém prostředí lze slitinu železo-chrom s obsahem chromu vyšším než 12 % samopasivovat. V oxidačním médiu může být obsah chrómu pasivován, pokud je vyšší než 17 %. V některých korozivních médiích lze pro získání dobré odolnosti proti korozi přidat vysoký obsah chrómu a molybdenu, niklu, mědi a dalších prvků.
(2) Mezikrystalová koroze.
Feritické nerezové oceli, stejně jako austenitické nerezové oceli, trpí mezikrystalovou korozí, ale senzibilizační úprava a tepelné zpracování k zamezení této koroze je pravý opak. Feritická nerezová ocel je náchylná k mezikrystalové korozi z rychlého ochlazení nad 925 °C a stav (senzibilizovaný stav), který je náchylný k mezikrystalové korozi, lze eliminovat po krátké době popouštění na 650-815 °C. Mezikrystalová koroze feritické oceli je také výsledkem vyčerpání chrómu způsobeného precipitací karbidů. Proto snížení obsahu uhlíku a dusíku v oceli a přidání prvků, jako je titan a niob, může snížit náchylnost k mezikrystalové korozi.
(3) Důlková a štěrbinová koroze.
Chrom a molybden jsou nejúčinnějšími prvky pro zlepšení odolnosti nerezové oceli proti důlkové a štěrbinové korozi. Se zvyšujícím se obsahem chrómu se zvyšuje i obsah chrómu v oxidovém filmu a zvyšuje se chemická stabilita filmu. Molybden je adsorbován na aktivním povrchu kovu ve formě MoO4, který inhibuje rozpouštění kovu, podporuje repasivaci a zabraňuje poškození filmu. Proto má feritická nerezová ocel s vysokým obsahem chrómu a molybdenu vynikající odolnost proti důlkové a štěrbinové korozi.
(4) Odolnost vůči praskání korozí pod napětím.
Vzhledem k charakteristikám organizační struktury je feritická nerezová ocel odolná vůči korozi v prostředí, kde austenitická nerezová ocel způsobuje korozní praskání pod napětím.
Mechanické vlastnosti feritické nerezové oceli
Feritická nerezová ocel nemůže být zpevněna tepelným zpracováním, protože nedochází ke změně fáze. Obecně se používá po žíhání při 700-800°C. Vzhledem k podobné velikosti atomů železa a chrómu je účinek zpevnění pevného roztoku malý, mez kluzu a pevnost v tahu feritické nerezové oceli jsou mírně vyšší než u nízkouhlíkové oceli a tažnost je nižší než u nízkouhlíkové oceli. .
1) Křehkost běžné feritické nerezové oceli při pokojové teplotě.
Obyčejná feritická nerezová ocel je citlivá na vruby a teplota křehkého přechodu je nad pokojovou teplotou s výjimkou feritické nerezové oceli s nízkým obsahem chrómu. Čím vyšší je obsah chrómu, tím větší je křehkost za studena. Tato křehkost za studena souvisí s intersticiálními prvky, jako je uhlík a dusík v oceli, a ultra čistá feritická ocel má velmi nízký obsah uhlíku v intersticiálních prvcích, jako je uhlík a dusík, takže může získat dobrou houževnatost a křehký přechod. teplota může být snížena pod pokojovou teplotu.
2) Vysokoteplotní křehkost běžné feritické nerezové oceli.
Obyčejná feritická nerezová ocel se zahřeje na více než 927 °C a poté se rychle ochladí na pokojovou teplotu, plasticita a houževnatost se výrazně sníží. Tato vysokoteplotní křehkost souvisí s rychlou precipitací uhlíkových (nitridových) sloučenin na hranicích nebo dislokacích zrn při teplotě 427-927 °C. Snížení obsahu uhlíku a dusíku v oceli (pomocí ultračisté technologie) může tuto křehkost výrazně zlepšit. Kromě toho, když je feritická ocel zahřátá nad 927 °C, kapacita zrna bude hrubší a hrubá zrna zhorší plasticitu a houževnatost oceli.
3) Vznik σ-fáze.
Podle fázového diagramu železo-chróm, když se udržuje při 500-800 °C, slitina obsahující 40%-50% chrómu vytvoří jednu fázi σ a slitina obsahující méně než 20% nebo více než 70% chrómu se vytvoří α+σ dvoufázová struktura. Vznik σ-fáze výrazně sníží tažnost a houževnatost oceli. Feritická nerezová ocel by se proto neměla používat dlouhodobě při 500-800 °C.
4) Křehkost při 475 °C.
Feritická ocel s vysokým obsahem chrómu (>15 %) silně zkřehne, pokud je udržována při teplotě 400-500 °C. Tento druh křehnutí trvá kratší dobu než precipitace σ fáze. Například, když je feritická nerezová ocel 0,080C-0,4Si-16,9Cr udržována při 450 °C po dobu 4 hodin, rázová houževnatost při pokojové teplotě klesne téměř na nulu. Stupeň křehnutí se zvyšuje se zvyšujícím se obsahem chrómu, ale houževnatost může být obnovena po zpracování nad 600 °C. Zkřehnutí při 475 °C je výsledkem precipitace na chrom bohaté alfa fáze. Taková ocel by se neměla zahřívat v blízkosti 475 °C.
Čas odeslání: květen-02-2023