Коррозионностойкие стали.

Устойчивость против коррозии повышается при введении в состав стали хрома, алюминия, кремния. Эти элементы образуют непрерывную прочную оксидную пленку и повышают электродный потенциал, т. е. увеличивают электроположительность стали. Алюминий и кремний повышают хрупкость стали и применяются реже хрома. При содержании хрома более 12 % сталь резко изменяет электродный потенциал с электроотрицательного (–0,6 В) на электроположительный (+0,2 В). На поверхности образуется плотная защитная пленка оксида Сr2О3. Сталь, содержащая 12 – 14 % Сr, устойчива против коррозии в атмосфере, морской воде, ряде кислот, щелочей и солей. Кроме хрома, в состав коррозионностойких сталей вводят также другие элементы – чаще никель. С ростом содержания хрома коррозионная стойкость стали растет. Коррозионностойкие стали (corrosion-resistant steel) обычно делят на хромистые ферритные, содержащие 12 – 25 % Сr и 0,07 – 0,2 % С и хромистые мартенситные, содержащие 12 – 18 % Сr и 0,15 – 1,2 % С, а также аустенитные стали, содержащие 12 – 18 % Сr, 8 – 30 % Ni и 0,02 – 0,25 % С. Хромистые стали коррозионностойки при температуре до 300°С в водопроводной воде, влажной атмосфере, растворах азотной кислоты и многих органических кислотах. В морской воде хромистые стали подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением. Содержание углерода в коррозионностойких аустенитных сталях ограничено, и желательно, чтобы оно было ниже предела растворимости углерода в легированном никелем аустените при 20°С, составляющего 0,04 %. Присутствие в стали более высоких концентраций углерода может приводить к образованию карбидов хрома типа Сr23С6, вследствие чего твердый раствор обедняется хромом и создается двухфазная структура. При этом снижается коррозионная стойкость стали. Для предотвращения образования карбидов хрома, особенно при технологических нагревах, связанных с проведением операций сварки или пайки и опасностью возникновения межкристаллитной коррозии, в сталь вводят дополнительно титан, ниобий или тантал. Эти элементы связывают углерод в карбиды типа TiC, NbC, TaC, оставляя хром в твердом растворе. Стали, не склонные к межкристаллитной коррозии, называют стабилизированными. Эффект стабилизации может быть достигнут, помимо введения сильных карбидообразующих элементов, снижением содержания углерода ниже 0,04 %. Хромоникелевые коррозионностойкие стали содержат дефицитный и дорогостоящий никель и поэтому имеют высокую стоимость. В ряде случаев применяют более дешевые стали, в которых весь никель или часть его заменены марганцем. Например, до температур –196°С и в слабоагрессивных средах вместо стали 12Х18Н10Т может быть использована сталь 10Х14Г14Н4Т. Азот повышает стабильность аустенита, поэтому для повышения коррозионной стойкости можно использовать более высокие концентрации хрома и молибдена, не увеличивая склонность стали к выделению интерметаллидных фаз. Примером может служить сталь 03Х20Н16АГ6, используемая в криогенной технике.

21) Краевая дислокация. Строение. Энергия краевой дислокации.

Краевая дислокация - локализованное искажение кристаллической решетки, вызванное наличием лишней атомной полуплоскости

1 – плоскость скольжения;
2 – экстраплоскость;
3 – ядро дислокации.

Типы краевых дислокаций: положительные и отрицательные

для краевой дислокации вектор Бюргерса b параллелен плоскости сдвига и перпендикулярен экстраплоскости

энергия краевой дислокации

где G – модуль сдвига

m – коэффициент Пуассона (для металлов m»⅓);

r_o – радиус ядра дислокации (несколько межатомных расстояний)

R – расстояние, на которое распространяется упругая деформация от дислокации.

• Вектор Бюргерса - главная характеристикой дислокации - мера искаженности кристаллической решетки, обусловленной присутствием в ней дислокации.

• Вектор Бюргерса определяет энергию дислокации, величину связанного с дислокацией сдвига, позволяет оценить подвижность дислокации.

• Для определения вектора Бюргерса строят контур Бюргерса - это замкнутый контур произвольной формы, построенный в реальном кристалле путем последовательного обхода дефекта (его ядра) против часовой стрелки от атома к атому в совершенной области кристалла. Векторный периметр контура Бюргерса равен вектору Бюргерса

Дата добавления: 2015-08-02