Коррозионностойкие сплавы

Коррозионностойкие (кислотостойкие) сплавы на железоникелевой и никелевой основе. При изготовлении химической аппаратуры, работаю­щей в агрессивных кислотных средах (в серной, соляной, азотной, фос­форной кислотах и их смесях различной концентрации) при различных температурах необходимо применять материалы с более высокой кор­розионной стойкостью, чем нержавеющие стали. Для этих целей ис­пользуют кислотостойкие сплавы на железоникелевой и никелевой основах.

Сплавы на железоникелевой основе применяются для изготовления сварных конструкций в целлюлозно-бумажной промышленности, производстве минеральных удобрений и в других отраслях техники при работе в серной кислоте различных концентраций и других агрессивных средах.

Сплавы на никелевой основе, содержащие большое количество мо­либдена, применяют в особо агрессивных средах (в соляной, серной, фосфорной, концентрированной уксусной и других кислотах) при по­вышенных температурах.

Чистый никель относительно редко применяют в качестве коррозионно-стойкого конструкционного материала, несмотря на то, что он проявляет высокую коррозионную стойкость в атмосферных условиях, неокисляющих кислотах: соляной (до 15 %), серной (до 70 %), растворах многих солей, морской воде. Никель способен переходить в пассивное состояние. Вместе с тем использование никеля рацио­нальнее в сплавах на его основе, так как с помощью легирования можно добиться значи­тельного повышения коррозионной стойкости материала.

Промышленные коррозионно-стойкие сплавы в основном относятся к следующим системам: Ni-Mo, Ni-Cr-Mo, Ni-Cu.

Сплавы системы Ni-Mo обычно содержат 17-32 % Мо и обладают высокой корро­зионной стойкостью во всех неокислительных минеральных и органических кислотах (соляной, серной, фосфорной, уксусной, муравьиной и др.) всех концентраций до 70 °С. Эти сплавы имеют высокую коррозионную стойкость в щелочах и морской воде.

Сплав ХН65МВУ применяют в химической промышленности для изготовления свар­ных аппаратов, теплообменников, реакторов и оборудования для производства уксусной кислоты, эпоксидных смол, сложных органических соединений, этилбензола, стирола и др.

Танталстоек в большинстве минеральных и органических кислот (например, скорость его коррозии в 85-98 % -ной H₂S0₄ при 210 °С не превышает 0,05 мм/год), устойчив в Н₃Р0₄ и HN0₃ кислотах при всех концентрациях до 190 °С, в НС1 до 30 %-ной концентрации до 190 °С. Тантал при­меняют для изготовления химической аппаратуры.

Наиболее часто благородныеметаллы или сплавы на их основе используют для изготовления неокисляющихся электроконтактов, химической посуды (лабораторной), фильтров для производства искусственного волокна, в ювелир­ном деле и т. д.

Высоколегированные кислотостойкие стали и сплавы. В химическом ма­шиностроении для изделий, работающих в контакте с кислотами, приме­няют высоколегированные стали и сплавы на никелевой основе.

Кислотостойкие стали. Для сварных конструкций и узлов, стойких про­тив действия горячей (до 80°С) серной кислоты, применяют низкоуглероди­стую высоколегированную аустенитную сталь 06ХН28МДТ состава: до 0,06% С; 22-25% Сr; 26-29% Ni; 0,5-0,9% Ti; 2,5-3,0% Мо; 2,5-3,5% Сu. Устойчивость в серной кислоте обеспечивают никель, молибден и медь. Титан уменьшает склонность стали и интеркристаллитной корро­зии. После сварки изделия подвергают закалке для получения структуры однородного твердого раствора. После закалки при 1050-1080°С в воде сталь имеет следующие механические свойства: σ_в>55 кгс/мм², σ_0,2>25 кгс/мм², δ = 35%, ψ = 50% и а_н = 10 кгс·м/см². Низкий предел текучести ограничивает применение этой стали для тяжелонагруженных узлов и де­талей центрифуг, сепараторов и других деталей машин, поэтому нередко применяют дисперсионно-твердеющий сплав 0Х16Н40М5ДЗТЗЮ, обла­дающий помимо высоких механических свойств также и хорошей устойчи­востью в. серной кислоте. После закалки при 1100^оС на воздухе и старения при 650°С 15 ч сплав имеет (в среднем): σ_в = 120 кгс/мм², σ_0,2 = 65 кгс/мм², δ = 18% и ψ= 25%.

Кислотостойкие никелевые сплавы. Сплавы никеля с медью (например НМЖМц 28-2,5-1,5* (монелъ-металл), содержат в среднем 28% Сu, 2,5% Fe и 1,5% Мn; они обладают большой коррозионной стойкостью на возду­хе, в морской и пресной воде, неорганических кислотах и т. д., высоким пределом прочности (σ_в = 45÷65 кгс/мм²) и хорошей пластичностью (δ= 25÷30%). Сплав НМЖМц 28-2,5-1,5 применяют в судостроении, в нефтеобрабатывающей и фармацевтической промышленности.

Сплавы никеля с хромом (14-17%) и железом (6-10%) получили назва­ние инконелъ. Эти сплавы используют для изготовления различных дета­лей, которые должны обладать высокой прочностью, хорошей коррозион­ной стойкостью в плавиковой и фосфорной кислотах, щелочах, сероводо­роде и других средах, а также работающих в окислительных средах при высоких температурах (до 800°С).

Сплавы никеля с молибденом (20 - 30%), называемые, хастеллоем (Н60М20, Н60М27), обладают высокой устойчивостью в серной и особенно в соляной кислотах. Однако сплавы склонны к межкристаллитной корро­зии после нагрева при-600-850°С. Легирование этих сплавов ниобием и ванадием уменьшает склонность к межкристаллитной коррозии.

______________________

* Здесь принято обозначение, установленное для цветных сплавов: М - медь, Ж - железо, Мц - марганец. Цифры - содержание легирующих элементов, %

Дата добавления: 2015-07-08