Техника - молодёжи 1978-11, страница 15

ТРАДИЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

ВЫПЛАВКА

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ /СЛИТКА в МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФОРМЕ

ПРОКАТКА СЛИТКА

Различные способы получения проката из нержавеющей стали.

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

ВЫПЛАВКА

ПОЛУЧЕНИЕ ГРАНУЛ

ПРЕССОВАНИЕ

СПЕКАНИЕ В ПЕЧИ

.ПРОКАТКА 'ЗАГОТОВКИ

областях может быть достаточна для образования химических соединений.

Таким образом, границы зерен в нержавеющей стали часто представляют собой своеобразные прослойки с отличным от тела зерна химическим составом, а стало быть, и свойствами. Во многих случаях эти прослойки оказываются потенциальными источниками коррозии.

Поэтому очищение нержавеющей стали от вредных примесей — важнейший резерв повышения ее качества, продления срока службы, а следовательно, и экономии дефицитных легирующих элементов. Вот почему металлурги взяли на вооружение разнообразные средства рафинирования стали, включая глубокий вакуум, применение «чистых» источников тепла для плавления (например, плазма, электронный и лазерный лучи), продувка инертными газами и т. д.

Вот один пример, который дает представление о пользе рафинирования. Уже давно известно, что нержавеющие стали, содержащие 20—30% хрома, наделены высокой коррозионной стойкостью. Однако использование их в качестве конструкционного материала весьма ограничено из-за большой хрупкости, которую проявляют эти материалы и их сварные соединения. Хрупкость возникает из-за присутствия в стали углерода и азота, содержание которых в сумме составляет примерно 0,10—0,1б%- Металловеды установили: сиижение содержания этих примесей до уровня 0,01% ликвидирует хрупкость. Особо чистая сталь с 28% хрома может использоваться вместо хромоникеле-

вых сталей при производстве азотной кислоты, каустической соды в установках по опреснению воды и получению минеральных удобрений! Особо чистые хромистые стали по стойкости к коррозионному растрескиванию не уступают хромоникеле-вым, содержащим 30—40% дефицитного никеля.

Очистка нержавеющей стали от примесей — не единственный технологический прием, который позволяет повышать ее качества. Не меньшую роль играет и технология изготовления литой заготовки, которая потом идет на ковку или прокатку.

Оказывается, при кристаллизации жидкого металла в нем неизбежно возникают процессы ликвации, то есть разделение на объемы большей или меньшей величины, отличающиеся ДРУГ От друга по химическому составу. Это явление вполне закономерно и хорошо описывается законами кристаллизации твердых тел из жидкого состояния. Большей легированности, как правило, соответствует и большая степень ликвации. В достаточно крупном слитке разница по содержанию элементов в различных его точках может достигать 2—3%. Ликвационная неоднородность наследуется сталью и при последующем переделе, сохраняясь в изделиях. Химическая неоднородность ведет к неоднородности по свойствам, а это уже далеко не всегда допустимо.

Как же избавиться от этого дефекта, казалось бы, внутренне присущего сплавам?

И здесь на помощь пришла принципиально новая технология.

Для того чтобы произошла ликва

ция, легирующие элементы должны во время перехода стали из жидкого в твердое состояние пройти опре деленный путь. Как можно сокра тить протяженность этого пути? Очевидно, надо максимально уменьшить время кристаллизации. Этого можно достигнуть значительным уменьшением кристаллизующегося объема при высокой скорости его охлаждения. Если сократить кристаллизующий объем до размеров капли, охлаждаемой проточным инертным газом, то степень ликва ционной неоднородности будет в ней гораздо меньше, чем в крупном медленно затвердевающем слитке. Удалось установить, что ликвация практически не успевает развиться, если кристаллизация происходит в объеме гранул диаметром 20 -50 мк. На этом принципе основана развивающаяся сейчас новая техно логия изготовления высоколегированных сталей, в том числе нержавеющих.

* * *

Применение нержавеющих сталей насчитывает всего семьдесят лет, но их появление сыграло огромную роль в развитии мировой промышленности XX века. Ведь без них были бы невозможны те колоссальные успехи, которые достиг нуты в атомной энергетике, в авиационной и космической технике и во многих других областях современного хозяйства. И по тому, что сейчас продолжают совершенство ваться как сами нержавеющие ста ли, так и технология их произвол ства, нетрудно предугадать: этим материалам предстоит не раз ска зать решающее слово в грядущем научно-техническом прогрессе.

13