Хромоникелевые коррозионностойкие стали.

Добавление никеля к железу (в количестве 1/8 моля) улучшает коррозионную стойкость сплава в серной кислоте.

Состав и свойства хромоникелевых коррозионностойких сталей приведены в ГОСТ 5632-72.

Стали аустенитного класса 04Х18Н10, 12Х18Н9Т, 09Х14Н16Б, 08Х10Н20Т2 и др. пластичны, хорошо свариваются, обладают повышенной жаропрочностью, коррозионностойки во многих средах, имеющих среднюю активность. Сталь 12Х18Н10Т- наиболее дешевая и поэтому ее применяют чаще других.

Аустенитно-мартенситные стали (стали переходного класса). К сталям переходного класса относятся стали 09Х15Н8Ю, 09Х17Н7Ю, 08Х17Н5МЗ, 20Х13Н4Г9 и др.

Аустенитно-ферритные стали. К этому классу относятся стали 12X21Н5Т и 08Х22Н6Т.

В нержавеющих сталях наблюдается особый вид коррозии, называемый межкристаллитной коррозией (иногда также называют ее интеркристаллитной). Такая коррозия протекает главным образом по границам зерен и представляет большую опасность, поскольку не имеет каких-либо внешних признаков. При этом прочность катастрофически падает, исчезает металлический звук, металл настолько легко разрушается, что может быть превращен в порошок.

Коррозионностойкие сплавы и чугуны.

Кроме нержавеющих сталей, в промышленности используют и другие коррозионностойкие сплавы.

Для особо агрессивных сред применяют сплавы на никелевой основе типа хастеллой (сплавы НИМО). Содержание никеля в этих сплавах достигает 80 %. Вторым-элементом, присутствующим в этих сплавах в больших количествах, является молибден (15-30 %).

Недостатком этих сплавов является склонность к Межкристаллитной коррозии, поэтому содержание углерода в них должно быть минимальным.

Коррозионностойкие чугуны стойки во многих агрессивных средах (и не только в окислительных). Химический состав и свойства кислото­стойких чугунов приведены в ГОСТ 2176-77 и ГОСТ 2233-70.

Биметаллы.

Биметаллом называют двухслойный или многослойный материал, состоящий из двух различных металлов или сплавов, прочно соединенных по всей плоскости соприкосновения и представляющих собой монолитное целое.

Главным образом биметаллы используют как коррозионно-стойкие материалы. Имеются также антифрикционные, износостойкие, термобиметаллы, самозатачивающиеся, проводниковые и другие.

Коррозионностойкие биметаллы широко используют для деталей крупногабаритных конструкций, где вопрос о массе конструкции важен.

Подавляющее большинство выпускаемого коррозионностойкого биметалла приходится на биметаллы, которые в качестве основы имеют низкоуглеродистую или низколегированную сталь, а плакирующего слоя - коррозионностойкие стали (например, 08X13, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 03ХН28МДТ и др.), а также медные и никелевые сплавы, медь, никель, титан и некоторые другие.

Стали для труб нефтепроводов

Стали для труб делятся на три категории:

Углеродистые и низколегированные, поставляемые в состоянии проката.

Углеродистые и низколегированные, упроченные экспандированием.

Углеродистые и низколегированные, поставляемые после термической обработки.

В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик углеродистая сталь подразделяется на две группы и одну подгруппу. Группа А – сталь с гарантируемыми механическими свойствами; группа Б - сталь с гарантируемым химическим составом; подгруппа В - сталь с гарантируемыми механическими свойствами и с дополнительными требованиями по химическому составу.

Стали, наиболее часто используемые для изготовления труб это (в скобках указан класс прочности):

ХГС; 10Г2С1; 15 ХСНД и т.д.).

2.   20Ф, 09ГСФ, 09ФСБ, 13ХФА, 08ХМФЧА, 15ХМФА

3.  10 (К34), Ст3сп (К38), 20 (К42).

4.  09ГСФ, 06ГФБАА

5.  13ГС, 13Г1С-У, 17Г1С, 17Г1С-У, 12ГСБ, 12Г2СБ, 10Г2БТЮ, 10Г2ФБЮ.

В настоящее время поставщики в маркировках зачастую не указывают подробный состав сталей труб и деталей технологии их обработки, а указывают только их класс прочности –«К». Соответственно, в классе прочности К60 – цифра 60 отражает значение предела прочности в единицах системы СИ. В таблице. 3.1. приведены часто встречающиеся сортаменты труб с марками стали.

Таблица 3.1. - Технологические характеристики выпускаемых труб

 

Диаметр, мм	Толщина стенки, мм	Давление рабочей среды, МПа	Класс прочности, марка стали
530	7, 0-12, 0	до 7, 4 (проект ВСТО до 9, 8)	От К42
630	7, 0-12, 0		Ст 20, Ст3
720	7, 0-13, 0		17Г1СУ
820	7, 0-13, 0		13Г1СУ
1020	8, 0-15, 0		10Г2ФБ
1220	9, 5-15, 0		До К60
1420	12, 0-22, 0	до 8, 3	10Г2ФБ
			Х70

 

Примерным аналогом классу прочности К по американскому стандарту API-5L является класс «Х». Например Х70, где число 70 соответствует пределу текучести в американских единицах измерения (в фунтах на квадратный дюйм). При этом предел прочности сталей по американским стандартам близок к отечественным, а пределы текучести могут и не совпадать.

В таблице 3.2 приведено примерное сравнение сталей по классификации и нормам принятым в России с характеристикой марок сталей согласно API Spec 5L.

Таблица 3. 2. - Сравнительная таблица механических свойств сталей

Марка стали	Класс прочности по ГОСТ	Спецификация по API-5 L	Предел текучести PSI (МПа)
		А25	25000(172)
		Grade A	30000(207)
		Grade В	35000(241)
Ст3	К-38		36000(248)
		Х46	46000(317)
12Г2С	К-50		50000(345)
13ГС	К-52		51000(353)
		Х52	52000(358)
13ГС-У	К-52		53000(363)
		Х56	56000(386)
13Г1С-У	К-55		58000(402)
		Х60	60000(413)
09Г2ФБ	К-56		61000(421)
10Г2ФБ	К-60		64000(441)
		Х65	65000(448)
10ГФБ*)	К-60		67000(461)
		Х70	70000(482)

Для трубопроводов нормального, среднего, высокого и сейсмического класса используются трубы сталей марки Х52; Х60; Х65; Х70 (в соответствии с требованиями API 5L).

В таблице 3.3. приведены основные поставщики проката и труб для трубопроводов среднего, высокого и сейсмического класса России.

 

Таблица 3.3.- Прокат и трубы зарубежных изготовителей для российских нефтепроводов

№	Страна-производитель	Производитель проката	Трубный завод	Марка стали API-5L	Класс прочности OTT
1.	Германия	Dillinger Hutten werke AG Mannesman(Roren/ Mullheim)	ВМЗ(ОМКсталь) Europipe Europipe	X70 с доп треб.	K60
2.	США	ASTM		ASTM SA516Gr.60 (Аналог 16ГС)
3.	Франция	GTS Industries	Europipe ВМЗ(ОМКсталь)	X70 с доп треб.	К60
4.	Япония	Sumitomo	Sumitomo Nippon steel JFE	X70 с доп треб.	К60 и К70
5.	Китай	Nisco Baosteel   Shangan	Wanchi ВМЗ(ОМКсталь) Julong Wanchi	X70 с доп треб.	К60 и К70
6.	Украина	Азовсталь	ВМЗ Харцизский ТЗ		К60
7.	Германия	Mannesman(Roren/ Mullheim)		TTSt 35.N (СтандартDIN 17173), аналог 09Г2С

 

 

Цветные металлы и сплавы

Цветные металлы являются более дорогими и дефицитными по сравнению с черными металлами, однако область их применения в технике непрерывно расширяется. В связи с развитием новых отраслей промышленности непрерывно возникают новые специфические требования к металлическим материалам. Это вызвало быстрое развитие производства многих металлов, которые в недалеком прошлом изготавливали в небольших количествах только для целей исследования.

  1. Медь и ее сплавы

Медь - пластичный металл. Плотность меди у = 8, 9 г/см³.

Медь является важнейшим проводниковым материалом по электропроводности, лишь незначительно уступая серебру. Поэтому примерно половину всей меди потребляет электрорадиотехническая промышленность.

В зависимости от механических свойств различают медь твердую, нагартованную (медь МТ) и медь мягкую, отожженную (медь ММ).

Широкое распространение в промышленности имеют сплавы меди с другими элементами - латуни и бронзы. Медь и многие ее сплавы стойки против атмосферной коррозии.

Латуни.

Латунями называют медные сплавы, в которых основным легирующим элементом является цинк.

Большинство латуней хорошо обрабатывается давлением. Особенно пластичны однофазные латуни. Они деформируются при низких и при высоких температурах.

Для повышения механических свойств и химической стойкости латуней в них часто вводят легирующие элементы: алюминий, никель, марганец, кремний и т. д.

Олово, марганец и алюминий увеличивают прочность и коррозионную стойкость (так называемые «морские латуни»). Крем­ний повышает твердость и прочность, улучшает литейные свойства. Латуни маркируют буквой Л и числом, указывающим среднее содержание меди. Например, Л80 - латунь, содержащая 80 % Сu и 20 % Zn. В марках латуней сложного состава имеются буквы, соответствующие введенным легирующим элементам. Например, в латуни ЛМцС58-2-2 содержится 58 % Сu; 2 % Мn и 2 % РЬ (остальное Zn).

Бронзы.

Сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием и другими элементами, среди которых цинк не является основной добавкой, называют бронзами.

Бронзы обладают хорошими литейными свойствами, их усадка при литье в три раза меньше, чем у стальных отливок. Некоторые бронзы имеют достаточно высокую пластичность и хорошо обрабатываются давлением и резанием. Большинство бронз имеет хорошую коррозионную стойкость. Бронзы широко используют как антифрикционные сплавы.

Маркируют их буквами Бр, далее следуют буквы и цифры, показывающие содержание легирующих элементов, а содержание меди определяется по разности от 100 %. Например, в бронзе марки БрОЦС8-4-3 содержится 8 % Sn, 4 % Zn, 3 % Pb и остальное медь.

Алюминий и его сплавы

Алюминий - один из наиболее легких конструкционных металлов; его плотность 2, 7 г/см³. Технически чистый алюминий имеет относительно невысокую температуру плавления (657 °С), незначительную прочность, низкую твердость, но очень высокую пластичность.

Алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью к воздействию влаги, растворов азотной кислоты и многих других агрессивных сред, что объясняется наличием на его поверхности защитной пленки А1₂0₃. Ценными технологическими свойствами алюминия являются его хорошая деформируемость и свариваемость.

Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой

Прочность алюминия можно повысить легированием. В сплавы, не упрочняемые термической обработкой, вводят марганец или магний. Сплав алюминия с марганцем обозначают АМц, сплавы алюминия с магнием - АМг. Деформируемые термически упрочняемые сплавы

Дуралюмины - это сплавы алюминия с медью (2, 2-4, 8 % Сu), магнием (0, 4-2, 4 % Mg) и марганцем (0, 4-0, 8 % Мn). Марки этих сплавов обозначают буквой Д и цифрами, которые являются условными номерами сплавов, например, Д1, Д6, Д16 и т. д. Дуралюмин повышенного качества (более чистый по примесям, с более узкими пределами содержания легирующих элементов) обозначают буквой А, например, Д16А.

Сплав В95 относится к наиболее прочным алюминиевым сплавам (2 % Сu; 2, 5 % Mg; 0, 5 % Мn; 6 % Zn; 0, 15 % С; 0, 5 % Si; 0, 5 % Fe). Высокие прочностные свойства указанного сплава получаются в основном в ' результате легирования цинком и магнием.

Ковочные сплавы. Сплавы обозначают буквами АК и цифрой, обозначающей просто номер сплава АК1, ..., АК5 и т. д. Свойства их приведены в ГОСТ 4784-74 (табл. П17).

Литейные алюминиевые сплавы

Наиболее распространенными литейными алюминиевыми сплавами являются сплавы алюминия с кремнием, называемые силуминами.

 Кремний имеет плотность 2, 4, поэтому его добавка не увеличивает массы алюминиевых сплавов.

Силумины маркируют буквами АЛ и порядковой цифрой; АЛ2, АЛЗ, АЛ 13 и т. д.

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться: