14.04.2026
Тот баспайтын болаттың анықтамасы
Тот баспайтын болат - тот баспайтын және қышқылға төзімді болаттардың жалпы атауы.
Тот баспайтын болат: Атмосфера және тұщы су сияқты жеңіл коррозиялық ортада тот баспайтын болат.
Қышқылға төзімді болат: Қышқылдар, сілтілер, тұздар және теңіз суы сияқты агрессивті коррозиялық орталарда коррозияға төзімді болат.
Тот баспайтын болаттың жіктелуі
Тот баспайтын болаттың сорттары, химиялық құрамы және қасиеттері әртүрлі. Ең кең тараған жіктеу әдістері негізінен болаттың негізгі химиялық құрамына, микроқұрылымына және екеуінің қосындысына негізделген.
1.Негізгі химиялық құрамы бойынша жіктелуі
Ең көп таралғаны химиялық элементтер бойынша тот баспайтын болатты екі негізгі топқа бөлу: хромды және хром-никельді тот баспайтын болаттар.
(1). Chrome
Темірден басқа болаттағы негізгі легирлеуші элемент хром болса, тот баспайтын болат хромды баспайтын болат деп аталады.
(2).Хром-никель
Егер болаттағы негізгі легирлеуші элементтер темірден басқа хром мен никель болса, мұндай тот баспайтын болат хром-никельді баспайтын болат деп аталады.
2.Болат микроқұрылымы бойынша классификациясы
Болаттың микроқұрылымы болаттың кристалдық құрылымы мен микроқұрылымының сипаттамаларына жатады. Микроқұрылымына қарай тот баспайтын болаттар негізінен бес категорияға бөлінеді: ферритті, аустениттік, мартенситті, дуплексті (екі фазалы) және тұнбамен қататын тот баспайтын болаттар.
(1).Ферритті баспайтын болат
Ферритті тот баспайтын болат - бұл корпусқа бағытталған текше кристалдық торы бар, көміртегі мөлшері ≤ 0,20%, хром мөлшері 10,5% -32% диапазонында жоғары және бөлме температурасында ферритті құрылымды сақтайтын болат. Тот баспайтын болаттың бұл түрі термиялық өңдеу арқылы шыңдалмайды.
Құрамындағы хромға байланысты ферритті тот баспайтын болаттар төмен хромды (хром мөлшері 10,5%–15,0%), орташа хромды (хром мөлшері 16%–22%) және жоғары хромды (хром мөлшері 23%–32%) болып бөлінеді. Ферритті баспайтын болат 20 ғасырдың басында мартенситті және аустениттік болаттармен бір мезгілде дерлік пайда болған баспайтын болаттардың үш негізгі класының бірі болып табылады. Өндіріс көлемі бойынша ферритті баспайтын болат хром-никельді аустенитті болаттан кейін екінші орында: тот баспайтын болаттың әлемдік өндірісінде ферритті болаттың үлесі әдетте шамамен 30% құрайды. Ферритті тот баспайтын болат жоғары өндіріс көлемімен, қолданудың кең ауқымымен және жұқа қималардағы тамаша жан-жақты қасиеттерімен сипатталады. Мұндай болаттардың құрамында никель болмағандықтан немесе оның белгілі бір сорттары ғана аз мөлшерде болғандықтан, олардың құны мен бағасы салыстырмалы түрде төмен, бұл оларды никельмен аз легирленген тот баспайтын болаттардың ең маңызды класына айналдырады.
1950-1960 жылдарға дейін екінші реттік тазартусыз электр доғалық пештерде балқытылатын дәстүрлі ферритті баспайтын болаттар көміртегі мен азоттың қалыпты деңгейіне ие болды, оларды одан әрі азайту өте қиын болды. 1960 жылдардан бастап тот баспайтын болат өндірудегі технологиялық жетістіктер және AOD және VOD сияқты қайталама тазарту процестерін қолдану дәстүрлі темір болаттың бірқатар кемшіліктерін негізінен еңсеріп, сәтті шешкен қазіргі заманғы төмен және өте төмен көміртекті және азотты ферритті баспайтын болаттардың дамуына әкелді. Олардың өндірісі ұлғайып, қолданылу аясы үнемі кеңейіп келеді.
(2). Аустениттік баспайтын болат
Аустенитті тот баспайтын болат өзінің аустениттік құрылымын жоғары және бөлме температурасында құрылымдық өзгерістерге ұшырамай сақтайды. Сондықтан аустенитті баспайтын болат термиялық өңдеу арқылы нығайта алмайтын болаттарға да жатады. Дегенмен деформацияға (қатайтуға) бейім болғандықтан, оның беріктігін суық пластикалық деформация арқылы арттыруға болады. Мұндай болаттардың сөндірілген күйдегі төмен беріктігі бір кездері аустениттік баспайтын болаттардың негізгі кемшіліктерінің бірі болып саналды.
Сенсибилизацияланған күйдегі түйіршікаралық коррозия мәселесін шешу және коррозияға төзімділікті жақсарту үшін әдетте көміртегі мөлшері ≤ 0,03% болатын ультра төмен көміртекті аустениттік баспайтын болаттар әзірленді. Коррозияға төзімділік артқан сайын мұндай болаттың беріктігі аздап төмендейді. 1970 жылдардан бастап аустенитті тот баспайтын болаттар бақыланатын азот мөлшері бар (стандарттық шектерде болаттағы қалдық азот мөлшері, мысалы, [N] ≤ 0,10% немесе [N] ≤ 0,12%) немесе азотпен легирленген (мысалы, болатқа азоттың ең жоғары мөлшері, мысалы, қысымда азот енгізілуі мүмкін) қол жетімді болды. ≤ 0,40% немесе ≤ 0,40% 0,50%), бұл қатты ерітіндіні азотпен күшейту есебінен жеткілікті жоғары беріктікке қол жеткізуге мүмкіндік береді. Ал жоғары қысымды азот айдау арқылы өндірілген жоғары азотты аустенитті тот баспайтын болаттар (қысым астында енгізілген азот мөлшері, яғни [N] > 0,4% немесе ≥ 0,5%) өте жоғары беріктікке және тамаша сынуға төзімділікке ие. Азотты қатты ерітіндіні күшейту мен штаммдық қатайту комбинациясы кейбір аустениттік баспайтын болаттардың жоғары беріктігі бар тот баспайтын болаттар санатына енуіне мүмкіндік берді.
Хром-никельді аустениттік тот баспайтын болат, тот баспайтын болаттардың бес негізгі класының ішінде ең жақсы күрделі қасиеттерге ие, сорттардың ең көп санына ие, ең толық ассортименті мен сипаттамасына, ең кең ауқымына ие, ең жылдам қарқынмен дамиды, ең үлкен көлемде шығарылады және тұтынудың ең кең саласын қамтиды. Дүние жүзінде және тот баспайтын болат өндіруші негізгі елдерде хром-никельді аустениттік баспайтын болаттың үлесі әдетте жалпы тот баспайтын болат өндірісінің 50%-60%-дан астамын құрайды.
Никель тапшы және қымбат элемент болғандықтан, оның тапшылығы соғыс уақытында әсіресе өткір болады. 1940 жылдары енгізілген, никельді марганец пен азотпен алмастыратын стандартты хром-марганецті аустениттік баспайтын болаттар (американдық AISI 200 сериясы), ұзақ даму кезеңіне қарамастан, тар ауқымға және төмен өндіріс көлеміне ие; Америка Құрама Штаттарында олардың жылдық өндірісі тот баспайтын болаттан жасалған жалпы өндірістің бірнеше пайызын ғана құрайды. Соңғы жылдары жоғары азотты жоғары және өте жоғары берік хром-марганецті аустениттік тот баспайтын болаттардың пайда болуы, сонымен қатар жоғары азотсыз марганецті зерттеудегі прогресс.
(3) Мартенситті баспайтын болат
Мартенситті тот баспайтын болат - қасиеттерін термиялық өңдеу (сөндіру, шынықтыру) арқылы басқаруға болатын тот баспайтын болаттар класы. Химиялық құрамы бойынша олар мартенситті хромды және мартенситті хром-никельді баспайтын болаттарға бөлінеді.
Мартенситті хромды тот баспайтын болаттар негізінен үш түрлі болады: төмен көміртекті ([C] ≤ 0,15%), орташа көміртекті ([C] 0,16%–0,40%) және жоғары көміртекті ([C] > 0,40%). Көміртек мартенситті хромды баспайтын болаттардағы маңызды және маңызды легирлеуші элемент болып табылады.
Мартенситті хромды баспайтын болаттарға ең алдымен 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13 сияқты дәстүрлі болаттар жатады. Олардағы хром мөлшері кем дегенде 11,5% құрайды және 18% жетеді, бұл болаттарға тот баспайтын қасиеттер мен әлсіз ортада коррозияға төзімділік береді. Көміртегінің мөлшері хром құрамына байланысты өзгереді, әдетте 0,10% және 1,0% арасында, жоғары температурада аустениттік құрылымды және сөндіргеннен кейін бөлме температурасында мартенситті құрылымды қамтамасыз етеді. Пластиналы жоғары көміртекті мартенситтің түзілуіне және карбидтердің тұнбаға түсуіне байланысты бұл болаттар жоғары беріктік пен жоғары қаттылыққа ие болады. Сөндіруден кейінгі келесі шынықтыру сөндіргіш кернеулерді босатады және болатқа белгілі бір икемділік, қаттылық және жақсы коррозияға төзімділік - қасиеттер жиынтығын бере отырып, біртекті, тұрақты құрылымды құрайды. Мартенситті хромды тот баспайтын болаттар коррозияға төзімділігі бойынша тот баспайтын болаттардың барлық басқа кластарынан төмен болғандықтан, сонымен қатар иілгіштігі мен қаттылығы төмен, дәнекерлеу қабілеті нашар немесе мүлде дәнекерлеу мүмкін емес болғандықтан, оларды кеңінен қолдану шектеулі.
Мартенситті хром-никельді тот баспайтын болаттар дәстүрлі мартенситті болаттардың кейбір кемшіліктерін жою үшін жасалған. Ерте кезеңде көміртекті никельмен алмастыру арқылы атақты болат 1Cr17Ni2 жасалды. Мартенситті хромды болаттармен салыстырғанда оның беріктігі жоғарылағанымен және коррозияға төзімділігі жақсарғанымен, ол әлі де дәнекерлеуге жарамайды.
1960 жылдардан бастап көміртекті одан әрі никельмен алмастыру, өте төмен көміртекті құрамға қол жеткізу және 2% -6% Ni енгізу арқылы жасалған қазіргі заманғы (супер) мартенситті тот баспайтын болаттар жоғары температурада аустениттік құрылымды сақтайды, ал бөлме температурасында сөндіру және шынықтырудан кейін композициялық төмен көміртекті немесе ультракарбонды құрылымды алады. қайталанған аустенит және аздаған феррит. Молибден, мыс және басқа күшейткіш элементтермен қосымша легирлеу бұл болаттарға жақсы беріктік пен дәнекерлеу қабілетін сақтай отырып, мартенситті хромды болаттардың жоғары беріктігін сақтауға мүмкіндік береді. Дәл сол хром құрамында қазіргі мартенситті болаттардың коррозияға төзімділігі дәстүрлі мартенситті хромды болаттардың коррозияға төзімділігінен айтарлықтай асып түседі. Дегенмен, көміртегінің аздығына байланысты қазіргі мартенситті болаттар мартенситті хромды болаттарға тән жоғары қаттылық, тозуға төзімділік және жоғары жиекті айқындық сипаттамаларын жоғалтады.
(4). Қос фазалы тот баспайтын болат
Аустенитті хром-никельді тот баспайтын болатта аз мөлшерде ферриттің болуы түйіршікаралық коррозияға төзімділікті жақсартатынын ашқаннан бері жүз жылға жуық уақыт өтті, бұл аустенитті-ферритті (α+γ) хром-никельді қос фазалы болаттардың пайда болуына әкелді және түпкілікті түрде екі фазалы болаттардың ресми классы деп танылды. жоғарыда аталған тот баспайтын болаттардың үш негізгі класымен.
Кеңінен қолданылатын α+γ никель-хромды екі фазалы болаттардың никель мөлшері әдетте 5%-7% құрайтындықтан, бұл кең таралған никель-хромды аустенитті болаттардың никель мазмұнының тек жартысына жуығын құрайды, ал жаңадан әзірленген үнемді екі фазалы болаттарда тек 1%+4% Nial-α классы бар. никельді аз легирленген тот баспайтын болаттар.
Екі фазалы α+γ хром-никельді баспайтын болаттардың дамуы шамамен үш маңызды кезеңнен өтті. Сипаттамалық легирлеуші элементтерге, PRE мәніне (шұңқыр коррозияға төзімділік эквивалентіне), α- және γ-фазалардың қатынасының өзгеруіне, қасиеттерінің пайда болу кезеңіне және сипаттамаларына байланысты екі фазалы тот баспайтын болаттар әдетте бірінші, екінші және үшінші ұрпақ болаттарына бөлінеді. Құрамындағы сипатты элементтерге қарай оларды төмен легирленген, орташа легирленген және жоғары легирленген қос фазалы болаттарға бөлуге болады.
Екі фазаның арақатынасын бақылаудағы қиындықтарға, шектеулі ыстық өңдеуге, дәнекерлеуге және экономикалық факторларға байланысты бірінші буындағы екі фазалы болаттарды өндіру көлемі төмен болды. Дегенмен, қазіргі заманғы екі фазалы тот баспайтын болаттардың пайда болуы бірінші буын болаттарының кемшіліктері мен шектеулерін айтарлықтай жеңіп, олардың қолдану аясын кеңейтуге мүмкіндік берді және олар қазір машина жасау саласында орасан зор даму әлеуеті бар болат класы болып табылады.
1971 жылға дейін әзірленген сорттар екі фазалы тот баспайтын болаттардың бірінші буынына жатады, оның ішінде 1930 жылдары пайда болған ең алғашқы екі фазалы болат 1Cr25Ni5Mo1.5. Бірінші буын болаттарындағы азот мөлшері электр доғалы пештерінде балқытуға тән әдеттегі деңгейде болды. Бірінші буындағы екі фазалы болаттар өздерінің сипаттамалық қасиеттерін толығымен көрсеткенімен, салыстырмалы түрде төмен PRE мәніне және әр түрлі сорттар арасындағы сөндірілген күйдегі фазалық қатынастың айтарлықтай айырмашылығына байланысты, оларды дәл бақылау қиын болды, дәнекерленген қосылыс аймағында қос фазалы болаттардың тамаша қасиеттері айтарлықтай нашарлады немесе тіпті екі фазалы болаттардың қолданылуын айтарлықтай жоғалтты. дәнекерленген құрылымдар.
1971 және 1989 жылдар аралығында пайда болған сорттар екі фазалы баспайтын болаттардың екінші буынына жатады және міндетті азот құрамымен сипатталады. Азот аустенитті белсенді түрде түзетін және тұрақтандыратын элемент болғандықтан, оның болаттағы мөлшерінің жоғарылауымен, бір жағынан, негізгі металдағы аустенит фазасының үлесі артады және аустениттің жоғары температурадағы тұрақтылығы жоғарылайды, бұл сол температурада ферритке айналатын материал мөлшерінің төмендеуіне әкеледі. Екінші жағынан, жоғары температурадан салқындату кезінде азоттың жоғары диффузия жылдамдығы ферриттің екіншілік аустенитке жылдам айналуына ықпал етеді, бұл балқыту сызығында және дәнекерлеуден кейін жылу әсер ететін аймақта бір фазалы феррит құрылымының пайда болуына жол бермейді. Азотты енгізу екінші және одан кейінгі ұрпақтардың екі фазалы болаттарының пайда болуына және дамуына жағдай жасады. Тот баспайтын болаттағы азот негізінен аустенитте ерігендіктен, азоттың қос фазалы тот баспайтын болаттардағы пайдалы әсері шын мәнінде азоттың қос фазалы болаттардағы аустенит фазасының құрылымы мен қасиеттеріне әсерінің көрінісі болып табылады.
1990 жылдан кейін енгізілген сорттар қос фазалы тот баспайтын болаттардың үшінші буынына жатады және молибден мен азот құрамының одан әрі жоғарылауымен сипатталады, соның арқасында мұндай болаттардың PRE мәні ≥ 40% құрайды және коррозияға төзімділігі, әсіресе шұңқырлар мен жарықшақтардың коррозиясына төзімділігі одан әрі жақсарады. Бұл күндері олар супер-екі фазалы тот баспайтын болаттар деп те аталады.
2000 жылдардың басынан бастап екі фазалы тот баспайтын болаттардың дамуы екі бағытта жүріп жатыр. Бір жағынан, легирленген элементтердің мөлшері одан да жоғары беріктікке және тамаша коррозияға төзімділікке қол жеткізу үшін ұлғаюды жалғастыруда, мысалы, SAF 2707 және SAF 3207 швед компаниясы Sandvik компаниясы әзірлеген, PRE мәні > 45%, гипер-екі фазалы тот баспайтын болаттар деп аталады. Екінші жағынан, қос фазалы болаттардың құны мен бағасын төмендету, сондай-ақ олардың ыстық өңделуі мен дәнекерлеу қабілетін айтарлықтай жақсарту, сол арқылы тот баспайтын болаттардың басқа түрлерімен салыстырғанда олардың бәсекеге қабілеттілігін арттыру мақсатында құрамында никель мөлшері төмен және молибдені жоқ немесе аз үнемді екі фазалы болаттарды дамыту үрдісі байқалады.
(5). Дисперсиямен қатайтатын баспайтын болат
Дисперсиялық қатайтатын тот баспайтын болат - бөлме температурасында матрицалық құрылымы мартенситті, аустениттік немесе ферритті болуы мүмкін және металаралық қосылыстардың, сондай-ақ тиісті термиялық өңдеу нәтижесінде матрицадағы карбидтердің, нитридтердің және басқа фазалардың тұндыруымен (қартаюымен) нығайтылатын тот баспайтын болаттар класы.
Қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын тұндыру-қатайтатын тот баспайтын болаттар негізінен үш түрге бөлінеді: мартенситті тұндыру-қатайтатын баспайтын болаттар, жартылай аустениттік тұндыру-қатайтатын баспайтын болаттар және аустенитті тұндыру-қатайтатын баспайтын болаттар. Бұған қоса, олар көбінесе ультра төмен көміртекті маражды баспайтын болаттарды қамтиды.
Тот баспайтын болатты жауын-шашынмен шыңдау принципі 1930 жылдары белгілі болғанымен, тұнбаға төзімді тот баспайтын болаттың бірінші сорты, Stainless W енгізілгеннен кейін, ол 1946 жылға дейін практикалық қолдануды таппады. Кейіннен авиацияның, аэроғарыштық, атомдық және химиялық комбинациялардың қажеттіліктеріне байланысты. беріктік-салмақ қатынасы, жауын-шашынмен қатайтатын жаңа баспайтын болаттар пайда бола бастады. Құрама Штаттарда мұндай болаттар 600 сериясына жатқызылды. Ультра төмен көміртекті тот баспайтын болаттар 1960 жылдары пайда болды. Олар тот баспайтын қасиеттерді беру үшін хром қосу арқылы мараждық болаттан жасалған. Әдетте, олар сондай-ақ мартенситті тұндыру-қатайтатын баспайтын болаттар ретінде жіктеледі.
Мартенситтік дисперсиямен қатайтатын тот баспайтын болат қатты ерітіндімен өңделгеннен кейін мартенситті түрлендіруге ұшырайтын тұрақсыз аустениттік құрылымға ие. Кейінгі қартаю мартенситті матрицада екінші фазаның тұндыруына әкеледі, ол болатты нығайтады.
Ультра төмен көміртекті маражды тот баспайтын болат тот баспайтын қасиеттерге ие; қатты ерітіндімен өңдеуден және ондағы қартаюдан кейін екінші фаза болатты қатайтатын ультра төмен көміртекті, жоғары никельді мартенсит матрицасында тұнбаға түседі.
Жартылай аустенитті тұндырумен шыңдалатын тот баспайтын болат тұрақсыз аустенитті болат болып табылады, бірақ оның аустениті мартенситті тұндырумен шыңдалатын болаттарға қарағанда тұрақты. Бөлме температурасында шыңдалған күйде жартылай аустенитті дисперсиялық қатаюлы болат аустениттік құрылымға ие. Суық пластикалық деформациядан, төмен температурада өңдеуден немесе реттеуді өңдеу үшін шамамен 750 ° C дейін қыздырғаннан кейін аустенит мартенситке айналуы мүмкін, содан кейін кейінгі қартаю арқылы мартенситтік матрицада болатты нығайта отырып, екінші фаза пайда болады.
Аустенитті тұндыру-қатайтатын баспайтын болат тұрақты аустениттік құрылымға ие. Қатты ерітіндімен өңдеуден және кейіннен қартаюдан кейін болатты күшейтетін аустениттік матрицадан екінші фаза бөлінеді.
Shanghai Xinliang Stainless Pipe Industry Co., Ltd. компаниясы тұтынушыларға дизайннан жеткізуге дейін толық шешімдерді ұсынатын жоғары дәлдіктегі құбыр компоненттерін өңдеу бойынша сарапшы ретінде орналасқан. Компания орта және жоғары дәлдіктегі, өте шағын, жұқа қабырғалы тот баспайтын капиллярлық құбырлар мен компоненттерді өндіруге, өңдеуге және сатуға маманданған.
Біз тот баспайтын жоғары сапалы шикізатты қолданамыз және өнімнің тамаша коррозияға төзімділігіне және механикалық қасиеттеріне кепілдік бере отырып, химиялық құрамын қатаң бақылаймыз.
Жиі қолданылатын материалдар мыналарды қамтиды, бірақ олармен шектелмейді:
