Бизнес портал www.InterExpo.com.ua - каталог фирм, прайс-листы, бизнес новости, деловые контакты, добавить фирму Киев Украина, Россия
Статьи

Феритна сталь: види, маркування, сфери застосування

З цього матеріалу ви дізнаєтеся:

  • Поняття феритної сталі
  • Характеристики феритної сталі
  • Види та маркування феритної сталі
  • Нюанси зварювання феритної сталі

Про що йдеться? Феритна сталь - це різновид вуглецевої низьколегованої сталі. Якості сплаву, такі як пластичність, зносостійкість і корозійна стійкість, є запорукою його популярності в промисловості.

Якою буває? Виділяють кілька видів феритної сталі. Класифікують за типом добавок у метал і, як наслідок, за отриманими властивостями. Деякі мають підвищену жароміцність, інші - збільшену стійкість до корозії. Загальною характеристикою буде те, що ці сплави важко піддаються зварюванню.

Поняття феритної сталі

Феритна сталь - що це таке? Йдеться про сплави, що мають у структурі легований ферит з невеликим відсотком карбідів. Умовами для отримання феритної сталі виступають низька вуглецевість і великий відсотковий вміст легуючих добавок.

Під час взаємодії заліза і вуглецю з легуючими компонентами, останні часто беруть участь у формуванні різних фазових станів сталі, таких як легований ферит, легований аустеніт і легований цементит.

У разі наявності в складі сплаву ванадієвих, молібденових, кремнієвих та інших добавок у концентрації, вищій за певне певне відсоткове значення, стійким у різних температурних режимах є саме легований ферит - твердий розчин вуглецю в α-залізі. Такий сплав прийнято відносити до феритних видів сталі.

Завдяки легуючим добавкам, що утворюють ферити, у сталі феритного класу звужується гамма- і збільшується альфа-область твердого розчину. До таких елементів, що використовуються для легування сталі, відносять хром, кремній, алюміній, молібден, вольфрам, ванадій, титан, ніобій і цирконій. Якщо концентрація цих добавок досить велика, сталь може набути повністю феритної структури за рахунок виключення гамма-заліза.

Поєднане легування сплаву ферито- і аустенітоутворювальними добавками відповідно формує сталь, у складі якої буде як ферит, так і аустеніт (аустенітно-феритна сталь). Найчастіше конструкційні марки сталі мають в основі своєї структури ферит, властивостями якого значною мірою визначаються характеристики такого металу.

Склад феритної сталі, процентний вміст тих чи інших добавок визначають її вартість. Для недорогих сплавів характерні такі мінуси, як підвищена зернистість і міжкристалічна корозія, викликана додаванням хрому.

Щоб позбавити сталь цих недоліків, доводиться або вводити до її складу додаткові компоненти, або вдаватися до інших методів, що також призводить до подорожчання кінцевого продукту. Часто серйозним недоліком при експлуатації виробів з феритних типів сталі стають їхні магнітні якості.

Недорога феритна сталь найчастіше йде на виготовлення деталей, що не несуть під час експлуатації серйозних навантажень. Це фурнітура та інші вироби, що широко застосовуються в побуті. Якщо говорити про всі різновиди сталі феритного класу, то спектр її використання широкий, аж до виготовлення деталей, що застосовуються в агресивному середовищі та/або під впливом екстремальної температури.

Характеристики феритної сталі

На відміну від аустенітних типів сталі, що мають гранецентровану кубічну решітку (FCC), для феритних видів характерна об'ємоцентрований кубічна кристалічна решітка (BCC), властива α-залізу. Такою структурою зумовлена наявність у сталі феритного класу особливих магнітних властивостей.

Феритна сталь не зміцнюється за допомогою термічної обробки, її властивості зазвичай змінюють шляхом пластичного деформування, оскільки такий сплав стійкий до утворення холодних тріщин. Для того щоб зробити метал м'якшим, його відпалюють.

Характеристики міцності та стійкість до корозії у сталі феритних сортів нижчі, ніж у аустенітних. Але ці недоліки компенсують відмінні інженерні властивості. Здебільшого феритні види сталі мають хорошу зварюваність, проте окремі марки виявляють схильність до утворення гарячих тріщин і зон напруги уздовж зварного шва, де метал найсильніше прогрівається в процесі зварювання. Через такі прояви сфера застосування подібних сплавів обмежена.

Використання стандартних різновидів феритних типів сталі економічно більш виправдане порівняно з їхніми аналогами аустенітних марок.

Здебільшого феритні типи сталі майже не мають у складі нікелю, а вміст хрому в них коливається в діапазоні від 10 до 27 %. Під час виплавки спеціальних сортів нерідко використовують добавки молібдену, рідше алюмінію і титану.

Феритна нержавіюча сталь ділиться на п'ять підгруп, з яких перші три це стандартні марки, а дві інші - спеціальні сорти металу.

За кількістю виплавлюваного металу на першому місці виробництво стандартних феритних видів сталі. При цьому з кожним роком зростає затребуваність спеціальних нержавіючих сортів.

Види та маркування феритної сталі

Класифікація сталі феритних марок регламентована ГОСТ 5632 від 2014 року, який замінив застарілі норми радянського ГОСТ 5632 від 1972 року. Регламент поширюється на стійкі до корозії деформівні типи сталі на основі нікелю або заліза і нікелю.

За основними параметрами ці сплави можуть бути:

  • нержавіючими;
  • жаростійкими, тобто стійкими до хімічної корозії при температурі вище +550 °С;
  • жароміцними, що зберігають свої характеристики за екстремальної температури.

Згідно з чинним ГОСТ, сплави можуть мати мартенситну, мартенситно-феритну, феритну, аустенітно-феритну, аустенітно-мартенситну та аустенітну структуру. У країнах пострадянського простору корозійностійкі типи сталі мають буквене і цифрове маркування. Цифри тут вказують на число елементів сплаву, а буквами позначають самі хімічні елементи і варіант виплавки.

Також існує міжнародна система класифікації або стандарт AISI - Американського Інституту Заліза і Сталі. Згідно з цим стандартом європейський і північноамериканський металопрокат ділять на 200-й, 300-й і 400-й класи. Феритна сталь - це сплави 400-ї марки, які зі свого боку поділяють на п'ять видів:

  • 430;
  • 409/410L;
  • 430Ti, 439, 441;
  • 434, 436, 444;
  • 446, 445, 447.

Структура сталі 430-ї марки, яка найбільш широко представлена на ринку, вирізняється високою стійкістю до впливу агресивних кислотних і лужних середовищ, що робить її відносно дешевою альтернативою аустенітним сплавам.

У складі нержавіючої феритної сталі марки 409/410L міститься хром у вкрай малій кількості, через що її використовують для виготовлення деталей, що експлуатуються зазвичай у побутових умовах, які не мають на увазі високу вологість, вплив високої температури та її різких стрибків.

Сталі марок 43Ti, 439 і 441 пластичні, добре обробляються механічними методами і зварюються. Вироби з таких сплавів стійкі до впливу мінусової температури, вологи і можуть працювати під постійним впливом ультрафіолетових променів.

У сплавах марок 434, 436 і 444 міститься молібден у досить високій концентрації, завдяки чому вони стійкі до корозії. Ці типи сталі спеціального призначення використовують для виготовлення легких, міцних і довговічних деталей. Коефіцієнт стійкості до стирання сталі марки 444 ставить її в один ряд з видами сталі з більшою питомою масою і робить її затребуваною при виготовленні рухомих частин механізмів.

Марки 446, 445, 447 відносять до спеціальних. Їхню високу корозійну стійкість забезпечує хром, який міститься тут у максимально високій процентній частці. Вкрай висока стійкість до кислих середовищ робить ці сплави дуже затребуваними, незважаючи на їхню високу вартість. За цим важливим показником марка 447 аналогічна титану. Якщо потрібно надати сталі цих сортів додаткову міцність, до їхнього складу вводять молібден.

Нюанси зварювання феритної сталі

Зварювання феритної сталі - цікава і суперечлива тема, яку необхідно розібрати окремо.

Феритні сорти мають різну зварюваність, що залежить від їхнього хімічного складу. Для того щоб підвищити цей показник, важливо обмежити процентну частку вуглецю й азоту в сплаві.

При вмісті цих елементів близько 0,02 %, сталь має високу пластичність і ударну в'язкість, а отже, її нагрівання в процесі зварювання не призводить до такого ефекту, як гаряча крихкість металу. Також на цю характеристику впливає те, в яких процентних частках у сплаві містяться інші домішки впровадження.

При з'єднанні елементів конструкції з феритної сталі важливий правильний підбір матеріалів, що дає змогу досягти високої корозійної стійкості зварних швів. Цей показник вкрай важливий, коли виробам доведеться експлуатуватися в агресивному середовищі.

Один із широко застосовуваних способів поліпшення зварних з'єднань, що додатково підвищує стійкість до міжкристалічної корозії, полягає в легуванні сплавів титаном і ніобієм. Важливою особливістю цього методу є збереження стійкості на постійному рівні навіть під час термообробки.

Крім того, критично важливим є правильний вибір зварювального обладнання, витратних матеріалів, способу і режиму зварювання. Залежно від конкретних марок зварюваних сталей, з'єднання можна проводити ручним дуговим, електронно-променевим або лазерним зварюванням.

Феритна сталь широко застосовується в різних галузях сучасного промислового виробництва. Вище ми розглянули особливості різних груп феритних сплавів і рекомендації щодо зварювання деталей з них. Викладені рекомендації покликані запобігти виникненню проблем під час роботи з такими марками сталі та не допустити втрати важливих характеристик під час їх термічної обробки.

Другие статьи
Нержавеющая сталь
Детали, изготовленные из стали марки 12Х18Н10Т, работают при температуре до 600°С; сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением ...
Кованые изделия
В настоящее время старые традиции, подкрепленные современными технологиями и кузнечными машинами, позволяют изготавливать методом холодной ковки широкий ассортимент таких изделий как: заборов и ворот, балконных и лестничных ограждений, каминных аксесс...
InterExpo.com.ua - Бизнес портал. Статьи. Каталог компаний. Прайс-листы и Спецпредложения. Строительство, ремонт
Copyright 2005-2024