Stalami stopowymi nazywa się stale, do których celowo wprowadza się pierwiastki stopowe, aby nadać im wymagane własności. Najczęściej stosuje się: mangan, krzem, chrom, nikiel, wolfram, molibden, wanad. Rzadziej stosuje się aluminium, kobalt, miedź, tytan, tantal, niob, a w niektórych przypadkach i azot. Do stali stopowych zalicza się gatunki stali, w których zawartość przynajmniej jednego pierwiastka jest równa lub większa od zawartości granicznej podanej w tabl. 7.1. 10/20/2013 1
10/20/2013 2
Ze względu na sumaryczne stężenie pierwiastków stale stopowe dzielimy na następujące grupy: Niskostopowe stężenie jednego pierwiastka (oprócz węgla) nie przekracza 2%, a suma pierwiastków łącznie nie przekracza 3,5% Średniostopowe stężenie jednego pierwiastka (oprócz węgla) przekracza 2%, lecz nie przekracza 8% lub suma pierwiastków łącznie nie przekracza 12% Wysokostopowe stężenie jednego pierwiastka przekracza 8% a suma pierwiastków łącznie nie przekracza 55%. 10/20/2013 3
Ze względu na klasy jakości stale stopowe dzielimy na: Stale stopowe jakościowe, Stale stopowe specjalne, 10/20/2013 4
Stale stopowe jakościowe mają podobne zastosowanie jak stale niestopowe jakościowe, lecz wymagane własności powodują konieczność zwiększenia w nich zawartości pierwiastków stopowych powyżej wartości granicznych podanych w tabl. 7.1. Stale te zwykle nie są przeznaczone do ulepszania cieplnego lub utwardzania powierzchniowego. 10/20/2013 5
Wyróżnia się następujące grupy: Stale konstrukcyjne spawalne, Stale stopowe na szyny, kształtowniki na obudowy górnicze, Stale stopowe na produkty płaskie walcowane na zimno lub na gorąco przeznaczone do dalszej obróbki plastycznej na zimno, Stale elektrotechniczne, Stale stopowe z miedzią. 10/20/2013 6
Stale stopowe specjalne obejmują one wszystkie gatunki stali, które nie zostały ujęte w klasie stali nierdzewnych oraz stopach jakościowych. Dzięki precyzyjnie określonemu składowi chemicznemu odpowiednim warunkom wytwarzania i kontroli procesów produkcyjnych maję różnorodne własności przetwórcze i użytkowe często uzupełniające się i utrzymywane w zawężonych granicach. 10/20/2013 7
Stale stopowe specjalne dzielą się na podklasy: Stale maszynowe (do budowy maszyn), Stale na urządzenia ciśnieniowe, Stale konstrukcyjne, Stale szybkotnące, Stale narzędziowe stopowe, Stale na łożyska toczne, Stale o szczególnych własnościach fizycznych. 10/20/2013 8
Do klasy stali nierdzewnych należą stale zawierające co najmniej 10,5% Cr oraz co najwyżej 1,2% C. Stale nierdzewne dzielone są na: Stale odporne na korozję, Stale żaroodporne, Stale odporne na pełzanie ( żarowytrzymałe) 10/20/2013 9
Obowiązują dwa systemy oznaczania stali: Znakowy (wg PN-EN 10027-1:1994); znak składa się z symboli literowych i cyfr, Rodzaje znaków Znaki wskazujące na zastosowanie oraz mechaniczne lub fizyczne własności stali Znaki wskazujące na skład chemiczny stali Cyfrowy (wg PN-EN 10027-2: 1994), numer stali składa się tylko z cyfr. Numer stali zawiera 5 cyfr. (np. 1.4507) 10/20/2013 10
10/20/2013 11
Oznaczenie literowe S - stale konstrukcyjne P pracujące pod ciśnieniem L na rury przewodowe E stale maszynowe B - stale do zbrojenia betonu Y - stale do betonu sprężonego R stal na szyny lub w postaci szyn H - wyroby płaskie walcowane na zimno ze stali o podwyższonej wytrzymałości do kształtowania na zimno T j.w. D - wyroby ze stali miękkich do kształtowania na zimno (poza tymi ze znakiem H) M stale elektrotechniczne Oznaczenie cyfrowe Liczba równa min. granicy plastyczności (MPa) dla najmniejszej grubości wyrobu Charakterystyczna granica plastyczności (MPa) Minimalna wytrzymałość na rozciąganie (MPa) Minimalna wytrzymałość na rozciąganie (MPa) Minimalna granica plastyczności (MPa) Minimalna wytrzymałość na rozciąganie (MPa) 10/20/2013 12
10/20/2013 13
Grupa stali Stale niestopowe ( bez stali automatowych) o średnim stężeniu Mn<1% Stale niestopowe o średnim zawartości Mn> 1%, stale niestopowe automatowe i stale stopowe ( bez szybkotnących) o zawartości każdego pierwiastka stopowego <5% Składniki symbolu głównego znaku stali C i liczba oznaczająca średnie stężenie węgla w stali w setnych częściach % (np. C35) Liczba oznaczająca średnią zawartość węgla w stali w setnych częściach %, symbole chemiczne pierwiastków stopowych i na końcu liczby (rozdzielone kreskami), podające średnią zawartość głównych pierwiastków stopowych (w %) pomnożone przez odpowiedni współczynnik Współczynniki: 4 Cr, Co, Mn, Ni, Si,W; 10 Al, Be,Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr; 100 Ce, N, P, S; 1000 B 10/20/2013 14
Grupa stali Stale stopowe ( bez stali szybkotnących) o zawartości przynajmniej jednego pierwiastka stopowego >5% Składniki symbolu głównego znaku stali X liczba oznaczająca średnią zawartość węgla w stali w setnych częściach %, symbole chemiczne pierwiastków stopowych i na końcu liczby (rozdzielone kreskami), podające średnią zawartość głównych pierwiastków stopowych w % (np. X8CrNiMoAl 15-7-2) Stale szybkotnące HS i liczby (rozdzielone kreskami), podające srednie stęzenie (w %) pierwiastków w kolejności: W, Mo, V, Co (np. HS2-9-1-8) 10/20/2013 15
Podstawowe Wymagania: Duża twardość Odporność na mięknięcie w podwyższonej temperaturze Odporność na pękanie (udarność) Odporność na ścieranie Oznaczanie: odpowiedni skład chemiczny i obróbka cieplna cel obróbki cieplnej uzyskanie twardości wtórnej litery HS i liczby (rozdzielone kreskami), oznaczające średnie stężenie pierwiastków w kolejności: W, Mo, V i Co. np. HS18-0-1 (jest to odpowiednik dawnej stali SW18), 10/20/2013 16 16
Skład Chemiczny C 0.7-1.6% W 0-20% Mo 0-10% V 1-5% węgliki W M 6 C, MC, M 2 C Mo M 6 C, MC V MC Cr 4-5% Co 0-15% gł. hartowność, także w węglikach (M 32 C 6 ) działanie złożone (następny slajd) W i Mo mają niemal identyczne działanie i mogą zastępować się wzajemnie 10/20/2013 17
Do najczęściej stosowanych dodatków w stalach zalicza się: nikiel Obniża temperaturę przemiany austenitycznej oraz prędkość hartowania. W praktyce ułatwia to proces hartowania i zwiększa głębokość hartowania. Nikiel rozpuszczony w ferrycie umacnia go, znacznie podnosząc wytrzymałość na uderzenie. Dodatek niklu w ilości 0,5% do 4% dodaje się do stali do ulepszania ciepłego, a w ilościach 8% do 10% do stali kwasoodpornej. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą N. chrom Powoduje rozdrobnienie ziarna. Podwyższa hartowność stali. Zwiększa jej wytrzymałość. Stosowany w stalach narzędziowych i specjalnych. W tych ostatnich nawet w ilościach do 30%. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą 'H'. 10/20/2013 18
mangan Obniża temperaturę przemiany austenitycznej, a przy zawartości powyżej 15% stabilizuje i umożliwia uzyskanie struktury austenitycznej w normalnych temperaturach. Już przy zawartościach 0,8% do 1,4% znacznie podwyższa wytrzymałość na rozciąganie, uderzenie i ścieranie. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą G. wolfram Zwiększa drobnoziarnistość stali, powiększa wytrzymałość, odporność na ścieranie. Duży dodatek wolframu 8% do 20% zwiększa odporność stali na odpuszczanie. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą W. molibden Zwiększa hartowność stali. Podnosi wytrzymałość i zmniejsza kruchość i podnosi odporność na pełzanie. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą M. 10/20/2013 19
wanad Zwiększa drobnoziarnistość stali i znacznie powiększa jej twardość. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą V (F). kobalt Zwiększa drobnoziarnistość stali i znacznie powiększa jej twardość. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą K. krzem Normalnie traktowany jako niepożądana domieszka, zwiększa kruchość stali. Staje się pożądanym składnikiem w stalach sprężynowych. Ze względu na fakt, że zmniejsza energetyczne straty prądowe w stali, dodaje się go w ilościach do 4% do stali transformatorowej. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą S. 10/20/2013 20
tytan W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą T. niob W symbolach stali jego dodatek oznacza się literami Nb. glin (aluminium) W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą A. miedź Posiada podobne właściwości fizyczne jak czyste żelazo, lecz jest znacznie bardziej odporne na korozję. Miedź jest pożądanym dodatkiem i jej zawartość systematycznie wzrasta wraz z użyciem stali złomowej przy wytapianiu nowej stali. W symbolach stali jej dodatek oznacza się literami Cu. 10/20/2013 21
10/20/2013 22
Degradacja środowiskowa materiałów degradacja mikrostruktury i właściwości materiałów w wyniku działania agresywnych chemicznie środowisk, naprężeń, temperatury i czasu. Korozja metali niszczenie metali pod wpływem chemicznego lub elektrochemicznego działania środowiska. Korozja chemiczna korozja w suchych gazach i nieelektrolitach Korozja elektrochemiczna - korozja w wilgotnych gazach i elektrolitach Korozja elektrochemiczna - niszczenie metalu w wyniku procesów elektrodowych zachodzących na granicy faz metal elektrolit. Metal ulega rozpuszczaniu przechodząc do elektrolitu w postaci jonów: Fe Fe +2 + 2e - 10/20/2013 23
Redukcja (katoda) Utlenianie (anoda) jony przechodzą do roztworu (elektrolitu) wydziela się gaz powstaje potencjał ektryczny Ogniwo korozyjne miejsce dla reakcji utleniania miejsce dla reakcji redukcji ścieżka przepływu elektronów ścieżka przepływu jonów 10/20/2013 24
Skłonność metalu do korozji elektrochemicznej może być wyrażona za pomocą siły elektromotorycznej (SEM) ogniwa korozyjnego Im większa wartość (SEM) tym większa skłonność do korozji Potencjały elektrodowe metali w roztworach ich jonów o aktywności 1 nazywa się normalnymi lub standardowymi; Potencjały mierzy się zwykle względem elektrody wodorowej (0 V) 10/20/2013 25
Normalny potencjał elektrodowy określa odporność metalu na korozję. Im więcej jonów metalu przechodzi do elektrolitu, tym mniejsza jest odporność metalu na korozję i bardziej ujemny potencjał. Zestawienie według malejących potencjałów nazywa się szeregiem napięciowym metali. Szereg napięciowy normalnych potencjałów względem elektrody wodorowej Pt/Pt2+ Ag/Ag+ Cu/Cu2+ H2/H+ Pb/Pb2+ Ni/Ni2+ Fe/Fe2+ Zn/Zn2+ Ti/Ti2+ Al/Al3+ +1,2 +0,8 +0,34 0,00-0,13-0,25-0,44-0,76-1,63-1,67 Szereg galwaniczny potencjałów w 3% roztworze NaCl Pt Ti Ag Cu Ni Pb Fe Al Zn +0,47 +0,37 +0,30 +0,04-0,03-0,27-0,40-0,53-0,76 Elektrolit rzadko jest roztworem jonów metalu korodującego Szereg napięciowy w określonym roztworze szereg galwaniczny 10/20/2013 26
Przy zetknięciu różnych metali tworzą się lokalne ogniwa Połączenia kabla miedzianego z aluminiowum Al : -0,85 V Cu: -0,20 V 10/20/2013 27
Inne przykłady: Rynna aluminiowa została przymocowana miedzianym drutem Wypolerowana rawka rowerowa pozostawiona w zimie przez kilka dni z błotem pośniegowym zawierającym sól 10/20/2013 28
Ten typ korozji jest szczególnie aktywny w obecności chlorków Korozji wżerowej towarzyszy często korozja międzykrystaliczna 100x 10/20/2013 29
Powstaje w szczelinach przy złączeniach części metalowych; miejsca takie są często nieuniknione Przyczyna: zawartość tlenu w wodzie (elektrolicie) w szczelinie jest mniejsza niż na brzegu szczeliny - powstaje lokalne ogniwo, w którym elektrodami są: woda z nadmiarem i woda z niedoborem tlenu. Korozja zachodzi na styku tych dwóch stref. 10/20/2013 30
odlew Mechanizm elektrochemiczny przeróbka plastyczna rekrystalizacja Ogniwa tworzą się pomiędzy osnową stopu i wydzieleniami lub pomiędzy osnową a zubożoną strefą w pobliżu granicy Wśród stopów Al najbardziej podatne stopy umacniane wydzieleniowo 10/20/2013 31
Schemat granicy ziarn w stopie 2xxx stop 2519 T8 Zapobieganie: Unikanie tworzenia stref wolnych od wydzieleń Wydzielenia bogate w Cu na granicy ziarn powodują zubożenie przyległych obszarów w miedź. Powstaje lokalne ogniwo elektrochemiczne pomiędzy obszarami o różnej koncentracji Cu o różnicy potencjałów ok. 0,12 V Strefy ubogie w Cu szybko korodują 10/20/2013 32
stop 2519 T8 10/20/2013 33
Forma korozji międzykrystalicznej. Zachodzi równolegle do powierzchni metalu, wzdłuż wydłużonych w wyniku przeróbki plastycznej granic ziarn Struktura stopów wrażliwych na korozję warstwową Stop 2195 T8 Stop 7150 T8 materiał "puchnie" stopy 1xxx i 3xxx są odporne stopy 7xxx i 2xxx są wrażliwe Przestarzenie i rekrystalizacja usuwa wrażliwość 10/20/2013 34
Kruche pękanie stopu, uważanego za plastyczny w normalnych warunkach, poddanego jednoczesnemu działaniu naprężeń rozciągających oraz środowiska korozyjnego, przy czym żaden z tych czynników działając samodzielnie nie powoduje zniszczenia Warunkiem koniecznym pękania naprężeniowo-korozyjnego jest czułość na korozję międzykrystaliczną Wśród stopów Al wrażliwe są stopy 2xxx, 7xxx oraz czasami 6xxx Zniszczenie nastepuje przy naprężeniu znacznie mniejszym od granicy plastyczności 10/20/2013 35
Strefy wolne od wydzieleń przy granicach ziarn Natura wydzieleń umacniajacych - najbardziej podatne są stopy ze strefami GP Rozmieszczenie wydzieleń na granicach ziarn Zmiany stężenia składników rozpuszczonych Adsorpcja atomów zanieczyszczeń na powierzchni pęknięcia rozpuszczanie obszaru przy granicy (anodowe) pękanie z udziałem wodoru przerwanie ochronnej warstwy tlenku 10/20/2013 36
Metalurgiczne: skład chemiczny obróbka cieplna przeróbka plastyczna Środowiskowe: woda ph czystość stopu (obecność metali ciężkich) wodór temperatura Obróbka cieplna: sytuacja idealna - dodatki stopowe całkowicie rozpuszczone, szybkość chłodzenia duża, jednorodna mikrostruktura Przeróbka plastyczna: niejednorodności odkształcenia, kierunkowa mikrostruktura 10/20/2013 37
Miejsca odkształcone (zgniecione) i nie wyżarzone szybciej korodują niż pozostała część. Mechanizm korozji ogniwo naprężeniowe, np. szybko korodują okolice spoiny (miejsce występowania naprężeń spawalniczych) 10/20/2013 38
Pokrywanie chronionego metalu warstwą metalu bardziej lub mniej szlachetnego Powłoka katodowa Sn Powłoka anodowa Zn Stal - anoda Stal - katoda Powłoki izolujące (katodowe): powłoki z metalu bardziej szlachetnego metalu o wyższym niż metal chroniony potencjale standardowym. Dla stali - powłoki z Cu, Ni, Cr Powłoki ekranujące (protektorowe lub anodowe): powłoki z metalu mniej szlachetnego. Dla stali - cynkowanie. 10/20/2013 39
Szybkość korozji (mm/rok) Podstawowym pierwiastkiem stali odpornych na korozję jest chrom, w ilości co najmniej 10,5%, który tworzy pasywną warstwę tlenku chromu (Cr 2 O 3 ) na powierzchni stali 0,2 Warunki pasywności: Maksymalna zawartość węgla 1,2% C Pasywność się poprawia gdy: zawartość chromu wynosi ~17% Większość stali wysokostopowych zawiera 17-19% Cr 0,1 10,5% Przy tej zawartości Cr w stopie warstwa pasywna jest zbudowana głównie z jego tlenków 0 5 10 15 % Cr 10/20/2013 40
stale odporne na korozję stanowią ok. 2% wszystkich produkowanych stali na świecie. Podział ze względu na strukturę: ferrytyczne, austenityczne, martenzytyczne, ferrytyczno-austenityczne (dwufazowe), umacniane wydzieleniowo. Stale austenityczne stanowią ponad 2/3 wszystkich produkowanych stali odpornych na korozję Podział ze względu na skład chemiczny: Cr, Cr-Ni Cr-Ni-Mo Cr-Mn-Ni Podział ze względu na główne własności Nierdzewne Żaroodporne Żarowytrzymałe 10/20/2013 41
δ-fe (RPC ) -Fe (RSC ) -Fe (RPC ) rozszerzenie pola ferrytu δ (do temperatury pokojowej) Chrom (Cr) Zwiększa odporność korozyjną Zwiększa hartowność Zwiększa wytrzymałość w podwyższonej temperaturze Minimalna zawartość 10.5% Cr Stale ferrytyczne Cr 10/20/2013 42
δ-fe (RPC) -Fe (RSC) t Nikiel (Ni) Sprzyja tworzeniu austenitu (działa odwrotnie niż Cr, który stabilizuje ferryt) Zwiększa hartowność Zwiększa odporność na pękanie -Fe (RPC) rozszerzenie pola austenitu (do temperatury pokojowej) Ni Stale austenityczne 12% 10/20/2013 43
10/20/2013 45
Chrom (Cr) Zwiększa odporność korozyjną Zwiększa wytrzymałość w podwyższonej temperaturze Minimalna zawartość 10.5% Cr Nikiel (Ni) Sprzyja tworzeniu austenitu (działa odwrotnie niż Cr i Mo, które stabilizują ferryt) Zwiększa odporność na pękanie Molibden (Mo) Sprzyja rozdrobnieniu ziarna Zwiększa odporność korozyjną w roztworach soli (wodzie morskiej) Węgiel (C) Zwiększa wytrzymałość stali martenzytycznych Poza wyjątkiem stali martenzytycznych i stali do zastosowań w wysokiej temperaturze jest szkodliwy Azot (N) stabilizuje i umacnia austenit zwiększa odporność na korozję Tytan i niob (Ti, Nb) dodawane w celu związania C i N w trwałe związki, 10/20/2013 aby ograniczyć lub wyeliminować skłonność stali do korozji międzykrystalicznej 46
równoważnik niklu Ni E =%Ni+30%C+0,5%Mn+30%N Wykres Schaefflera nie jest wykresem równowagi 28 24 20 16 12 8 4 Austenit A A+M Martenzyt M M+F Ferryt F 0 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Cr E =%Cr+1,4%Mo+1,5%Si+0,5%Nb+2%Ti równoważnik chromu A+F 5% 10% 20% 40% 80% 100% ferrytu A+M+F 10/20/2013 47
Stale ferrytyczne są tańsze od stali austenitycznych (nie zawierają drogiego niklu). Ich odporność na korozję równomierną jest mniejsza niż stali austenitycznych. Są nieczułe na korozję naprężeniową. węgliki Są magnetyczne, mogą mieć dobrą ciągliwość i podatność do obróbki plastycznej na zimno, wytrzymałość nie przekracza 600 MPa nie mogą być umacniane przez hartowanie, nie są także umacniane przez odkształcenie, Główne zastosowanie: stal X2CrTi12 na układy wydechowe samochodów Struktura stali ferrytycznej X3CrTi25 : gruboziarnisty ferryt stopowy z wydzieleniami węglików Wadą stali ferrytycznych jest zbyt wysoka temperatura przejścia w stan kruchy 10/20/2013 48
10/20/2013 49
10/20/2013 50
10/20/2013 51
Stal odporna na korozję ma w pełni martenzytyczną mikrostrukturę jeżeli: w temperaturze wyżarzania, tj. ok. 1050 o C, jej mikrostruktura jest austenityczna, zakres temperatury M s - M f jest powyżej temperatury pokojowej. Hartowane i odpuszczane stale martenzytyczne mają granicę plastyczności od 450 do 1850 MPa Struktura stali nierdzewnej martenzytycznej X20Cr13 hartowanej z 950 0 C w powietrzu; martenzyt stopowy 10/20/2013 52
Stale odporne na korozję martenzytyczne różnią się od stali ferrytycznych głównie większą zawartością węgla; zawierają od 0,05 do 1,2% C i od 12 do 18% Cr Najczęściej stosowaną stalą martenzytyczną odporną na korozję jest stal X12Cr13 10/20/2013 53
Elementy o wymaganej wysokiej wytrzymałości i twardości: ostrza noży, żyletki, narzędzia chirurgiczne, sprężyny itp. 10/20/2013 54
10/20/2013 55
Zawartość Cr Węglik Cr 23 C 6 12% Stężenie średnie w stali 18% Cr Granica ziarna Stężenie Cr zapewniające odporność korozyjną 10/20/2013 56
Obróbka cieplna i własności mechaniczne 10/20/2013 57
Nikiel - konieczny do uzyskania struktury austenitycznej Nikiel może być częściowo zastąpiony przez Mn i N Standardowe gatunki stali austenitycznych Stale Cr-Ni, Cr-Ni-Mo (Stale serii 300 wg AISI) Stale Cr-Ni-Mn (Stale serii 200 wg AISI) Struktura stali austenitycznej X10CrNi18-8 przesyconej z 1059 o C w wodzie; równoosiowe, jasne ziarna austenitu o prostoliniowych granicach z charakterystycznymi bliźniakami wyżarzaniaczymi Wysokostopowe gatunki stali austenitycznych (super austenityczne) wysokie stężenie Cr, Mo, N Stale o wysokiej odporności korozyjnej Stale żaroodporne Żarowytrzymałe Częściowe zastąpienie Ni przez Mn i N pozwala na uzyskanie tańszych gatunków stali austenitycznych o korzystnych niektórych własnościach mechanicznych 10/20/2013 58
10/20/2013 59
10/20/2013 60
Stale Cr-Ni-Mo Molibden poprawia odporność korozyjną, jednak wymaga stosowania większej ilość niklu do stabilizacji austenitu Stale Cr-Mn-Ni 10/20/2013 61
Struktura austenitu bez węglików i faz międzymetalicznych w wyniku przesycania w wodzie z zakresu temperatury 1000-1200 C (chłodzenie na powietrzu lub w wodzie). Czas wygrzewania 1-3 min./mm grubości). Unikać wygrzewania w zakresie 500 800 C (korozja międzykrystaliczna) 10/20/2013 62
Elementy wyposażenia kuchennego - garnki, miski, widelce, itd.. Zastosowania budowlane, okucia, elementy elewacji, balustrady Meble gastronomiczne, przemysł spożywczy, obróbka pożywienia w tym mięsa, wina, piwamięsa, wina, piwa Środki transportu, zbiorniki okrętowe do magazynowania skroplonych gazów (LNG) Zbiorniki i urządzenia procesowe dla przemysłu chemicznego, petrochemicznego, naftowego, wydobywczego i celulozowopapierniczego 10/20/2013 63
Połączenie własności stali austenitycznych i ferrytycznych Kombinacja wysokiej wytrzymałości i odporności korozyjnej Faza austenityczna ciągliwość, udarność, odporność korozyjna Faza ferrytyczna wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, twardość; udział ferrytu od 30 do 50% 10/20/2013 64
Zalety: dobra odporność na pękanie naprężeniowo-korozyjne, korozję wżerową i szczelinową oraz dobra spawalność nie występuje korozja międzykrystaliczna obecność ferrytu w stalach austenitycznych poprawia odporność na korozję naprężeniową 10/20/2013 65
10/20/2013 66
Jedną z głównych przyczyn stosowania stali ferrytyczno-austenitycznych jest ich wspaniała odporność na pękanie naprężeniowo-korozyjne w obecności jonów Cl - (w porównaniu z konwencjonalnymi stalami austenitycznymi wyraźnie lepsza) Przemysł stoczniowy - chemikaliowce, Elementy i urządzenia pracujące w środowisku wody morskiej, pomp i zaworów na platformach wiertniczych, instalacje odsalania, Elementy wymienników ciepła, Zbiorniki dla przemysłu celulozowo-papierniczego, Przemysł spożywczy przetwórstwo wysoko solonych produktów takich jak sos pomidorowy i sojowy. 10/20/2013 67
Wydzieleniowo umacnia się stale martenzytyczne i austenityczne Do tego celu są stosowane następujące pierwiastki: Cu, Al, Ti i Nb, a fazami umacniającymi są cząstki: Cu, Ni 3 (Al,Ti), NiAl, Cr 2 N, węglików, azotków i innych faz międzymetalicznych 10/20/2013 68
Stale umacniane wydzieleniowo w stosunku do stali martenzytycznych: mają lepszą kombinację wytrzymałości, ciągliwości i odporności na pękanie, przy tej samej ciągliwości mają większą wytrzymałość, przy tej samej wytrzymałości mają zwykle większą odporność na korozję, ze względu na sposób umocnienia mają większą podatność do kształtowania przez obróbkę plastyczną na zimno 10/20/2013 69
10/20/2013 70
Austenitiyczne Ferrytyczne Martenzytyczne Skład chemiczny Odporność korozyjna Odporność na utlenianie 18% Cr; >8% Ni; 0.1% C (% mas.) 15-30% Cr; >1% Mo; <1% C (% mas.) 12-17% Cr; 0.1-1%C (% mas.) Bardzo dobra Dobra Średnia Dobra Dobra Średnia Wytrzymałość Moderate Low-moderate Wysoka Odporność na pękanie Bardzo dobra Średnia Średnia Formowalność Dobra Średnia Średnia Spawalność Dobra Słba/Średnia Słaba/Średnia Koszt Wysoki Średni Średni 10/20/2013 71
naprężenie 20 30 40 10/20/2013 wydłużenie (%) 72
10/20/2013 73
10/20/2013 74