Témata
Reklama

Korozivzdorné oceli jako konstrukční materiály

16. 07. 2003

Závěrečná část seriálu je věnována dvoufázovým (duplexním) korozivzdorným ocelím a ocelím precipitačně vytvrditelným

Progresivní metalurgické postupy umožňují vyrábět modifikované korozivzdorné oceli s novou konfigurací slitinových prvků o vysoké čistotě, které vyhovují vyšším nárokům na korozní odolnost u nových technologií chemického průmyslu. Aby byla maximálně zabezpečena dlouhodobá spolehlivost a maximální bezpečnost provozu, musí být volba vhodné korozivzdorné oceli založena na komplexním vyhodnocení jejich chování a pravděpodobnosti vzniku a průběhu korozního napadení v provozním prostředí.
Reklama
Reklama
Reklama

Austeniticko-feritické oceli

Dominantní pozice austenitických korozivzdorných ocelí je v poslední době ovlivňována větším použitím dvoufázových austeniticko-feritických ocelí, zejména tam, kde austenitické oceli nezaručují bezporuchový a bezpečný provoz - zvláště v prostředích, kde může docházet ke vzniku korozního praskání za napětí. Podíl ferit/austenit je dán především obsahem feritotvorných prvků a pohybuje se od 30 do 50 %, ale záleží také na tepelném zpracování. Austeniticko-feritické oceli spojují výhody obou. Feritická složka zvyšuje pevnostní hodnoty a zaručuje odolnost proti koroznímu praskání za napětí. Na druhé straně strukturní změny probíhají ve feritických oblastech, zatímco austenit není dotčen. Proto se u těchto ocelí objevuje v oblasti kritických teplot 650 - 900 °C sigma fáze dříve než u austenitických ocelí. Dále při dlouhodobé expozici v rozmezí teplot 280 - 500 °C dochází ke stárnutí a zkřehnutí základního materiálu a svarového kovu. Proto je použití těchto ocelí omezeno teplotou 250 °C pro dlouhodobý provoz.
Austeniticko-feritické oceli obvykle obsahují 0,02 % C a 0,25 % N a různého obsahu Cr, Ni a Mo. Existuje celá řada variant těchto ocelí s různými obsahy legujících prvků. Základní typy jsou: X2CrNiMo 20-5-3, X2CrNiMoN 22-5-3, X2CrNiMoN 25-6-2 a X2CrNiMoCuN 25-5-3-2. Korozní odolnost austeniticko-feritických ocelí proti všeobecné korozi je ve většině prostředí srovnatelná s austenitickými ocelemi. Zvyšování obsahu Cr vede ke snižování korozních rychlostí. Austeniticko-feritické oceli mají dobrou odolnost proti koroznímu praskání v prostředích obsahujících chloridy i ve vyšších koncentracích, ale problémy nastávají v prostředích, kde vzniká atomární vodík. Odolnost proti bodové a štěrbinové korozi je vyšší než u austenitických ocelí, odolnost proti mezikrystalové korozi je vyhovující. Používají se pro řadu zařízení v chemickém, petrochemickém, papírenském a energetickém průmyslu, pro zařízení přicházející do styku s mořskou vodou, na výměníky tepla, chladiče, kondenzátory, vařáky, odparky apod. V současné době je k dispozici i široký sortiment hutních polotovarů (plechy, trubky atd.).

Martenziticko-feritické oceli

Mezi martenziticko-feritické oceli patří ocel s 13 % Cr a velmi nízkým obsahem C (max. 0,04 %), nízkými obsahy S a P (0,008 % ), zvýšeným obsahem Mn (1,5 %) a stabilizovaná Ti nebo Nb. Vyšší obsah Mn zvyšuje pevnostní hodnoty a stabilizace Nb (Ti) zjemňuje zrno a zlepšuje vrubovou houževnatost. Struktura obsahuje asi 20 % feritu, zbytek je martenzit a karbidy. Korozní odolnost je ve srovnání s feritickými 13% ocelemi vyšší. Tato ocel se používá hlavně pro vodné roztoky obsahující CO2, jako jsou kyselé vody při těžbě zemního plynu obsahující chloridy. Zlepšená tvařitelnost v širokém rozsahu teplot umožňuje vyrábět i trubky válcované za tepla. Současně se zlepšuje i svařitelnost oceli.

Martenziticko-austenitické oceli

Martenziticko-austenitické oceli obsahují cca 0,06 % C, 13 -16 % Cr, 4 - 6 % Ni a max. 2 % Mo. Ve struktuře je martenzit a cca 25 % austenitu, při vyšších obsazích Cr a Mo se může objevit i delta ferit. Oceli mají vysokou pevnost, dobrou tažnost, odolnost proti křehkému lomu a proti kavitaci a dobrou svařitelnost. Korozní odolnost odpovídá chemickému složení. Ocel typu CrNi13-2 má korozní odolnost odpovídající 13% chromovým ocelím, typ CrNiMo 13-6-1 odpovídá 17% Cr ocelím. Používají se na oběžná kola vodních turbín, v parních elektrárnách, na armatury a čerpadla v chemickém průmyslu.

Precipitačně vytvrditelné korozivzdorné oceli

Předností precipitačně vytvrditelných korozivzdorných ocelí je možnost jejich obrábění v měkkém stavu. Hotový výrobek se vytvrzuje popouštěním za poměrně nízkých teplot, kdy nedochází k deformacím oceli ani k oxidaci na povrchu. Martenzitické precipitačně vytvrditelné oceli se dále ještě rozdělují podle chemického složení na oceli s přímou a nepřímou martenzitickou přeměnou. Pro všechny typy precipitačně vytvrditelných ocelí jsou charakteristické navazující pochody:
  • rozpouštěcí žíhání při 1025 °C a rychlé ochlazení na teplotu, při které proběhne martenzitická přeměna;
  • precipitační vytvrzování při teplotách 400 - 700 °C v závislosti na chemickém složení.
  • Oceli s přímou martenzitickou přeměnou jsou např. X12CrNiTi 17-7 nebo X10CrNiCuTi 17-4-4, obě s 1 % Ti. Při vytvrzování při teplotě 400 - 500 °C precipitují fáze Ni3Ti a Ni3Cu a dosahuje se meze pevnosti 1300 - 1500 MPa. Používají se hlavně na exponované části v letectví, kosmonautice, lodním průmyslu, při zpracování polymerů aj. Do této skupiny lze zařadit i vytvrditelné martenziticko-austenitické oceli typu 03CrNiMoTiAl 6-11-3 nebo 3CrNiMoTiAl 10-10-3, které mají vysokou mez kluzu ve vytvrzeném stavu (1400 - 1600 MPa), dobrou plasticitu a odolnost proti korozi. Používají se pro namáhané části v jaderné energetice, pro lopatky parních turbín apod. Charakteristické vytvrditelné oceli s nepřímou martenzitickou přeměnou jsou X8CrNiMoAl, 15-7-2,5 nebo X10CrNiAl 17-7.
    U austenitických precipitačně vytvrditelných ocelí se vysokých pevnostních hodnot dosáhne precipitací karbidů a nitridů z austenitické struktury oceli typu CrMnVN 16-20-1,3 nebo precipitací dalších intermetalických fází Ti a Al doprovázející precipitaci karbidů u oceli typu 10CrNiMoTiAlV 15-25. Oceli se používají pro vysokonamáhané součásti, jako jsou tryskové motory, turbínová kola, ventilátory, zařízení v petrochemickém průmyslu a zařízení pro nízké teploty. Korozní odolnost je srovnatelná se standardními korozivzdornými ocelemi.
    Reklama
    Vydání #7,8
    Kód článku: 30710
    Datum: 16. 07. 2003
    Rubrika: Výroba / Materiály
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Aplikace nanomateriálů ve strojírenství

    Nanotechnologie umožňují vývoj nových generací kompozitů s vylepšenou funkčností a širokou škálou aplikací. V současnosti nanokompozity představují mnoho aplikací v mnoha průmyslových oborech. Užitné vlastnosti nanomateriálů vyplývají z jejich výjimečných fyzikálních a chemických vlastností, velikosti, tvaru či povrchové morfologii. Velikostní efekt (size efect) umožňuje výrazně zlepšovat užitné vlastnosti konvekčních materiálů. Nanotechnologie díky svému inovačnímu potenciálu již dnes výrazně ovlivňují moderní průmyslové produkty.

    Pokročilé slitiny mědi a vysoce odolné mosazi

    Společnost FRW Carobronze, která se specializuje na dodávky slitin mědi s pokročilými technickými vlastnostmi výrobcům v různých oborech, doplnila svoji řadu vysoce specializovaných slitin mědi o kované nebo vytlačované polotovary ze slitiny CuNi14Al2 (UN14A2) a kované nebo vytlačované polotovary z vysoce odolných mosazí CuZn19Al6 (UZ19A6) a CuZn23Al4 (UZ23A4).

    Odlehčovací optimalizace 3D tištěné frézy

    Vývoj v oboru obrábění se tradičně potýká s mimořádným dynamickým zatížením soustavy na straně jedné a požadavky na přesnost a produktivitu obrábění na straně druhé. Nalezení takové konstrukce nástroje, která odolá extrémním provozním podmínkám, a přitom umožní proces obrábění urychlit, může vést k zefektivnění výrobního procesu. Příkladem toho může být vývoj odlehčené frézovací hlavy. Dosavadní konstrukce obráběcích nástrojů vycházely z jednolitých plných tvarů zaručujících vysokou tuhost na úkor dynamických vlastností nástroje. Změnou vnitřní struktury je však možné najít optimum mezi těmito protichůdnými požadavky.

    Související články
    Vliv složek ochranných atmosfér na WAAM

    Svařování v současné době není už pouze technologií ke spojování materiálů. S rozvojem aditivní výroby strojních součástí lze tento proces využít také pro výrobu komplexních a geometricky složitých součástí. Technologie WAAM využívá svařování pro vrstvení jednotlivých svarových housenek do tvaru vyráběné strojní součásti a je charakterizována mnoha proměnnými – mimo jiné i účinky ochranné atmosféry. Cílem příspěvku je zhodnotit vliv jednotlivých složek ochranných atmosfér používaných pro MAG svařování.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Jak se vyvíjí a vyrábí proudový motor?

    V letošním roce uvedla První brněnská strojírna Velká Bíteš (PBS) na trh nový turbínový motor PBS TJ150. Jedná se o proudový motor, u kterého se výkon, resp. tah motoru uvádí v jednotkách Newton. Maximální tah tohoto motoru činí 1 500 N. Je to již pátý typ proudového motoru, který tato exportně orientovaná firma dodává na zahraniční trhy.

    Nové perspektivy v obrábění titanových draků letounů

    Rostoucí využití titanu pro aplikace v leteckém průmyslu je za poslední léta velmi dobře zdokumentováno. Stejně tak se tématem diskuze a zkoumání staly i problémy spojené s efektivním, produktivním a vysoce kvalitním obráběním tohoto oblíbeného materiálu. Každá obrobna chce samozřejmě při frézování titanu optimalizovat výkonnost použité frézy, ale bez vhodných technologií a správného know-how to nemusí být až tak snadné. Díky převratnému objevu se však v současnosti začínají v této oblasti věci měnit.

    Zrod (a znovuzrození) břitové destičky

    Prakticky veškeré výrobky z kovů se obrábějí pomocí břitových destiček – ať už se jedná o letecký průmysl, výrobu energetických zařízení, nebo oblast spotřebního zboží. Břitové destičky jsou využívány ve velkém měřítku a pro širokou škálu aplikací, od frézování masivních bloků motorů a tvarového obrábění forem využívaných výrobci sportovní obuvi až po obrábění číselníků. Seznam požadavků na břitové destičky je dlouhý: vysoká odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost, vysoké rychlosti úběru kovu a maximální spolehlivost, a to i v náročných podmínkách, jako jsou složité dráhy nástrojů nebo hluboké dutiny, špičková výkonnost při obrábění za sucha i za mokra a vynikající kvalita obrobené plochy při dodržení přísných tolerancí.

    Nové nástroje z opotřebovaných nástrojů

    Není-li možné nástroje ze slinutého karbidu dále přeostřovat, zbývá většinou pouze jedna možnost – odho-dit je do šrotu. Použití nově vyvinuté metody recyklace však nyní umožňuje tyto opotřebované nástroje využít jako výchozí polotovar pro výrobu nástrojů nových.

    Laserové řešení pro plastikářský průmysl

    Konvenční technologie opracování plastů již v mnoha případech nevyhovuje požadavkům koncových uživatelů. Moderní lasery posouvají kvalitu výroby plastů na zcela novou úroveň. Lastic představuje implementaci nejmodernějších laserových technologií a ergonomického ovládání do jediného produktu, jenž je navržen tak, aby jeho aplikace do stávajících výrobních linek byla zcela bezproblémová.

    Perfektní povrchová úprava

    Ten, kdo vytváří povlaky, může dosáhnout bezvadných výsledků pouze důkladnou předpřípravou povlakovaného povrchu. Také za tímto účelem investovala firma Bot Oberflächentechnik z Kulmbachu do nového zařízení – a dosáhla tak nakonec fascinujících výsledků.

    Horké komory pro práci s radioaktivním materiálem

    V Řeži u Prahy bylo vybudováno nové výzkumné centrum, jehož součástí byla také výstavba kom-plexu horkých komor. Účelem výstavby bylo vytvořit pracoviště pro bezpečnou práci s vysoce radi-oaktivním materiálem. Po pěti letech budování se na začátku roku 2017 podařilo úspěšně zahájit aktivní provoz laboratoří, které jsou schopné zpracování, mechanického testování a mikrostrukturní analýzy radioaktivních materiálů (tlakové nádoby, vnitřní vestavby reaktorů, pokrytí paliva) s aktivi-tou až 300 TBq 60Co, materiálů pro reaktory III. a IV. generace a fúzní reaktory.

    Kontinuální omílací systém do stávající periferie

    Pokud jde o sériovou výrobu složitých tlakových odlitků z hliníkových slitin, je Kovolis Hedvikov preferovaným partnerem automobilových výrobců a dodavatelů. S cílem rozšířit kapacitu i možnosti zpracování investovala společnost do nového omílacího systému, přizpůsobeného široké škále dílů a místním podmínkám.

    Vzestup leteckého a vesmírného trhu

    Pro sektor třískového obrábění je automobilový průmysl jedním z nejdůležitějších trhů. V trendu stále více se uplatňujícího elektrického pohonu automobilů se výrobci obráběcích strojů a nástrojů snaží objevit nové trhy. Zaměřují se na letecký a vesmírný průmysl.

    Prostorově optimalizované skladování

    Pro zásobování všech strojů bez prostojů využívá společnost Thomann v Hergatzu bei Lindau buňkový skladovací systém společnosti Remmert. Speciální stanice pro vychystávání zvyšuje rychlost procesu vyskladňování materiálu o více než šedesát procent.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit