stringtranslate.com

Нержавеющая сталь

Краны и мойки из нержавеющей стали
Нержавеющая сталь используется для промышленного оборудования, когда важно, чтобы оборудование было долговечным и легко чистилось.

Нержавеющая сталь , также известная как inox , коррозионно-стойкая сталь ( CRES ) и нержавеющая сталь , представляет собой сплав железа , устойчивый к ржавлению и коррозии . Он содержит железо с хромом и другими элементами, такими как молибден , углерод , никель и азот, в зависимости от его конкретного использования и стоимости. Устойчивость нержавеющей стали к коррозии обусловлена ​​содержанием хрома в количестве 10,5% или более, который образует пассивную пленку , способную защищать материал и самовосстанавливаться в присутствии кислорода. [1] : 3 

Свойства сплава, такие как блеск и устойчивость к коррозии, полезны во многих областях применения. Нержавеющая сталь может быть прокатана в листы , пластины, прутки, проволоку и трубы. Они могут быть использованы в кухонной посуде , столовых приборах , хирургических инструментах , крупных бытовых приборах , транспортных средствах, строительных материалах в больших зданиях, промышленном оборудовании (например, на бумажных фабриках , химических заводах , очистке воды ), а также в резервуарах и цистернах для химикатов и пищевых продуктов. Некоторые марки также подходят для ковки и литья .

Биологическая очищаемость нержавеющей стали превосходит очищаемость алюминия и меди и сравнима со стеклом. [2] Ее очищаемость, прочность и коррозионная стойкость побудили использовать нержавеющую сталь на фармацевтических и пищевых заводах. [3]

Различные типы нержавеющей стали маркируются трехзначным номером AISI . [4] Стандарт ISO 15510 перечисляет химический состав нержавеющей стали спецификаций существующих стандартов ISO, ASTM , EN , JIS и GB в полезной таблице взаимозаменяемости. [5]

Характеристики

Устойчивость к коррозии

Хотя нержавеющая сталь и ржавеет, это затрагивает только несколько внешних слоев атомов, а содержащийся в ней хром защищает более глубокие слои от окисления.

Добавление азота также повышает устойчивость к точечной коррозии и увеличивает механическую прочность. [6] Таким образом, существует множество марок нержавеющей стали с различным содержанием хрома и молибдена, чтобы соответствовать среде, в которой должен работать сплав. [7] Коррозионную стойкость можно дополнительно повысить следующими способами:

Сила

Наиболее распространенный тип нержавеющей стали, 304, имеет предел текучести на растяжение около 210 МПа (30 000 фунтов на кв. дюйм) в отожженном состоянии. Его можно упрочнить холодной обработкой до прочности 1 050 МПа (153 000 фунтов на кв. дюйм) в полностью твердом состоянии.

Наиболее прочными из общедоступных нержавеющих сталей являются дисперсионно-твердеющие сплавы, такие как 17-4 PH и Custom 465. Их можно подвергать термической обработке, чтобы получить предел текучести при растяжении до 1730 МПа (251 000 фунтов на кв. дюйм). [8]

Температура плавления

Температура плавления нержавеющей стали близка к температуре плавления обычной стали и намного выше температур плавления алюминия или меди. Как и у большинства сплавов, температура плавления нержавеющей стали выражается в виде диапазона температур, а не одной температуры. [9] Этот диапазон температур составляет от 1400 до 1530 °C (от 2550 до 2790 °F; от 1670 до 1800 K; от 3010 до 3250 °R) [10] в зависимости от конкретной консистенции рассматриваемого сплава.

Проводимость

Как и сталь , нержавеющая сталь является относительно плохим проводником электричества, с существенно более низкой электропроводностью, чем медь. В частности, неэлектрическое контактное сопротивление (ECR) нержавеющей стали возникает из-за плотного защитного оксидного слоя и ограничивает ее функциональность в приложениях в качестве электрических разъемов. [11] Медные сплавы и никелированные разъемы, как правило, демонстрируют более низкие значения ECR и являются предпочтительными материалами для таких приложений. Тем не менее, разъемы из нержавеющей стали используются в ситуациях, когда ECR предъявляет более низкие требования к конструкции и требуется коррозионная стойкость, например, при высоких температурах и окислительных средах. [12]

Магнетизм

Мартенситные , дуплексные и ферритные нержавеющие стали являются магнитными , в то время как аустенитная нержавеющая сталь обычно немагнитна. [13] Ферритная сталь обязана своим магнетизмом своей объемно-центрированной кубической кристаллической структуре , в которой атомы железа расположены в кубах (с одним атомом железа в каждом углу) и дополнительным атомом железа в центре. Этот центральный атом железа отвечает за магнитные свойства ферритной стали. [ требуется ссылка ] Такое расположение также ограничивает количество углерода, которое сталь может поглотить, примерно до 0,025%. [14] Сорта с низким коэрцитивным полем были разработаны для электроклапанов, используемых в бытовых приборах, и для систем впрыска в двигателях внутреннего сгорания. Некоторые приложения требуют немагнитных материалов, таких как магнитно-резонансная томография . [ требуется ссылка ] Аустенитные нержавеющие стали, которые обычно немагнитны , можно сделать слегка магнитными посредством упрочнения . Иногда, если аустенитную сталь сгибают или режут, магнетизм возникает вдоль края нержавеющей стали, поскольку кристаллическая структура перестраивается. [15]

Носить

Истирание , иногда называемое холодной сваркой, является формой сильного адгезионного износа, который может возникнуть, когда две металлические поверхности находятся в относительном движении друг относительно друга и под большим давлением. Крепежные детали из аустенитной нержавеющей стали особенно подвержены истиранию резьбы, хотя другие сплавы, которые самостоятельно создают защитную оксидную пленку на поверхности, такие как алюминий и титан, также подвержены этому. При скольжении с высоким контактным усилием этот оксид может деформироваться, ломаться и удаляться с частей компонента, обнажая голый реактивный металл. Когда две поверхности сделаны из одного материала, эти открытые поверхности могут легко сплавляться. Разделение двух поверхностей может привести к разрыву поверхности и даже полному заклиниванию металлических компонентов или крепежных деталей. [17] [18] Истирание можно смягчить, используя разнородные материалы (бронза против нержавеющей стали) или используя разные нержавеющие стали (мартенситная против аустенитной). Кроме того, резьбовые соединения можно смазывать , чтобы обеспечить пленку между двумя частями и предотвратить истирание. Nitronic 60, изготовленный путем селективного легирования марганцем, кремнием и азотом, продемонстрировал пониженную тенденцию к образованию налета. [18]

Плотность

Плотность нержавеющей стали колеблется от 7,5 до 8,0 г/см3 ( от 0,27 до 0,29 фунта/куб. дюйм) в зависимости от сплава.

История

Объявление, опубликованное в выпуске The New York Times за 1915 год , о разработке нержавеющей стали в Шеффилде , Англия [19]

Изобретение нержавеющей стали последовало за серией научных разработок, начиная с 1798 года, когда хром был впервые продемонстрирован Французской академии Луи Вокленом . В начале 1800-х годов британские ученые Джеймс Стоддарт, Майкл Фарадей и Роберт Маллет наблюдали устойчивость сплавов хрома и железа («хромистые стали») к окислителям . Роберт Бунзен открыл устойчивость хрома к сильным кислотам. Коррозионная стойкость сплавов железа и хрома, возможно, была впервые обнаружена в 1821 году Пьером Бертье , который отметил их устойчивость к воздействию некоторых кислот и предложил использовать их в столовых приборах. [20]

В 1840-х годах как британские сталелитейщики Шеффилда , так и немецкая компания Krupp производили хромистую сталь, причем последняя в 1850-х годах использовала ее для пушек. [21] В 1861 году Роберт Форестер Мушет получил патент на хромистую сталь в Великобритании. [22]

Эти события привели к первому американскому производству хромсодержащей стали Дж. Бауром из Chrome Steel Works в Бруклине для строительства мостов. Патент США на этот продукт был выдан в 1869 году. [23] : 2261  [a] За этим последовало признание коррозионной стойкости хромовых сплавов англичанами Джоном Т. Вудсом и Джоном Кларком, которые отметили диапазоны хрома от 5 до 30% с добавлением вольфрама и «среднего углерода». Они преследовали коммерческую ценность инновации через британский патент на «Сплавы, устойчивые к погодным условиям». [23] : 261, 11  [24] [ необходима полная цитата ]

Ученые, исследовавшие коррозию стали во второй половине XIX века, не обращали внимания на количество углерода в легированных сталях, которые они испытывали, пока в 1898 году Адольф Карно и Э. Гуталь не заметили, что хромистые стали тем лучше сопротивляются окислению кислотами, чем меньше углерода они содержат. [25] [26]

Также в конце 1890-х годов немецкий химик Ганс Гольдшмидт разработал алюминотермический ( термитный ) процесс получения хрома без содержания углерода. [27] В период с 1904 по 1911 год несколько исследователей, в частности Леон Гийе из Франции, приготовили сплавы, которые сегодня можно было бы считать нержавеющей сталью. [27] [28]

В 1908 году фирма из Эссена Friedrich Krupp Germaniawerft построила в Германии 366-тонную парусную яхту Germania с корпусом из хромоникелевой стали. В 1911 году Филипп Моннарц сообщил о связи между содержанием хрома и коррозионной стойкостью. [29] 17 октября 1912 года инженеры Krupp Бенно Штраус и Эдуард Маурер запатентовали аустенитную нержавеющую сталь под названием Nirosta [ 30 ] [31] [32] [29], известную сегодня как 18/8 или AISI тип 304. [33]

Похожие разработки происходили в Соединенных Штатах, где Кристиан Данцизен из General Electric [33] и Фредерик Бекет (1875–1942) из ​​Union Carbide занимались промышленным производством ферритной нержавеющей стали. [34] В 1912 году Элвуд Хейнс подал заявку на патент США на мартенситный сплав нержавеющей стали, который был выдан только в 1919 году. [35]

Гарри Брирли

Памятник Гарри Брирли в бывшей исследовательской лаборатории Браун-Ферт в Шеффилде , Англия

В 1912 году, занимаясь поиском коррозионно-стойкого сплава для оружейных стволов, Гарри Брирли из исследовательской лаборатории Браун-Ферт в Шеффилде, Англия, открыл и впоследствии освоил производство мартенситного сплава нержавеющей стали , сегодня известного как тип AISI 420. [33] Об открытии было объявлено два года спустя в газетной статье в The New York Times в январе 1915 года . [19]

Металл позже был продан под брендом «Staybrite» компанией Firth Vickers в Англии и использовался для нового навеса над входом в отель Savoy в Лондоне в 1929 году. [36] Брирли подал заявку на патент США в 1915 году, но обнаружил, что Хейнс уже зарегистрировал один. Брирли и Хейнс объединили свои средства и с группой инвесторов основали Американскую корпорацию нержавеющей стали со штаб-квартирой в Питтсбурге , штат Пенсильвания. [23] : 360 

Нержавеющая сталь

Брирли изначально назвал свой новый сплав «нержавеющей сталью». Сплав продавался в США под разными торговыми марками, такими как «Allegheny metal» и «Nirosta steel». Даже в металлургической промышленности название оставалось неустоявшимся; в 1921 году один отраслевой журнал назвал его «нержавеющей сталью». [37] Брирли работал с местным производителем столовых приборов, который дал ему название «нержавеющая сталь». [38] Даже в 1932 году Ford Motor Company продолжала называть сплав «нержавеющей сталью» в рекламных материалах автомобилей. [39]

В 1929 году, до Великой депрессии, в США ежегодно производилось и продавалось более 25 000 тонн нержавеющей стали. [40]

Крупные технологические достижения 1950-х и 1960-х годов позволили производить продукцию больших объемов по доступной цене:

Типы

Нержавеющая сталь подразделяется на пять основных семейств, которые в первую очередь различаются по своей кристаллической структуре :

аустенитный

Аустенитная нержавеющая сталь [45] [46] является крупнейшим семейством нержавеющих сталей, составляющим около двух третей всего производства нержавеющей стали. [47] Они обладают аустенитной микроструктурой, которая представляет собой гранецентрированную кубическую кристаллическую структуру. [48] Эта микроструктура достигается путем легирования стали достаточным количеством никеля, марганца или азота для поддержания аустенитной микроструктуры при всех температурах, от криогенной области до точки плавления. [48] Таким образом, аустенитные нержавеющие стали не закаляются путем термической обработки, поскольку они обладают одинаковой микроструктурой при всех температурах. [48]

Однако «температура формования является существенным фактором для изделий из метастабильной аустенитной нержавеющей стали (M-ASS) для обеспечения микроструктур и криогенных механических характеристик. ... Метастабильные аустенитные нержавеющие стали (M-ASS) широко используются при производстве криогенных сосудов высокого давления (CPV) благодаря их высокой криогенной вязкости, пластичности, прочности, коррозионной стойкости и экономичности». [49]

Криогенная холодная формовка аустенитной нержавеющей стали является продолжением цикла нагрева - закалки - отпуска , где конечная температура материала перед использованием при полной нагрузке понижается до криогенного диапазона температур. Это может устранить остаточные напряжения и повысить износостойкость. [50]

Подгруппы аустенитных нержавеющих сталей, серии 200 и серии 300:

ферритный

Ферритные нержавеющие стали обладают ферритной микроструктурой, как и углеродистая сталь, которая представляет собой объемно-центрированную кубическую кристаллическую структуру, и содержат от 10,5% до 27% хрома с очень небольшим количеством или без никеля. Эта микроструктура присутствует при всех температурах из-за добавления хрома, поэтому они не способны упрочняться термической обработкой. Их нельзя упрочнить холодной обработкой в ​​той же степени, что и аустенитные нержавеющие стали. Они магнитны. Добавки ниобия (Nb), титана (Ti) и циркония (Zr) к типу 430 обеспечивают хорошую свариваемость. Из-за почти полного отсутствия никеля они менее дороги, чем аустенитные стали, и присутствуют во многих продуктах, которые включают в себя:

Мартенситный

Мартенситные нержавеющие стали имеют объемно-центрированную тетрагональную кристаллическую структуру и обладают широким спектром свойств, используются как нержавеющие конструкционные стали, нержавеющие инструментальные стали и стали, устойчивые к ползучести . Они магнитны и не так устойчивы к коррозии, как ферритные и аустенитные нержавеющие стали из-за низкого содержания хрома. Они делятся на четыре категории (с некоторым совпадением): [57]

Мартенситные нержавеющие стали можно подвергать термической обработке для улучшения механических свойств. Термическая обработка обычно включает три этапа: [59]

  1. Аустенизация, при которой сталь нагревается до температуры в диапазоне 980–1050 °C (1800–1920 °F), в зависимости от марки. Полученный аустенит имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую структуру.
  2. Закалка . Аустенит преобразуется в мартенсит, твердую объемно-центрированную тетрагональную кристаллическую структуру. Закаленный мартенсит очень твердый и слишком хрупкий для большинства применений. Может остаться некоторое количество остаточного аустенита.
  3. Отпуск. Мартенсит нагревают примерно до 500 °C (930 °F), выдерживают при этой температуре, затем охлаждают на воздухе. Более высокие температуры отпуска снижают предел текучести и предел прочности на растяжение , но увеличивают удлинение и ударопрочность.

Замена части углерода в мартенситных нержавеющих сталях азотом является недавней разработкой. [ когда? ] Ограниченная растворимость азота увеличивается с помощью процесса электрошлакового рафинирования под давлением (ПЭШР), в котором плавка осуществляется под высоким давлением азота. Была получена сталь, содержащая до 0,4% азота, что приводит к более высокой твердости и прочности, а также более высокой коррозионной стойкости. Поскольку ПЭШР является дорогостоящим, более низкое, но значительное содержание азота было достигнуто с помощью стандартного процесса AOD. [60] [61] [62] [63] [64]

Дуплекс

Дуплексные нержавеющие стали имеют смешанную микроструктуру аустенита и феррита, идеальное соотношение — 50:50, хотя коммерческие сплавы могут иметь соотношение 40:60. Они характеризуются более высоким содержанием хрома (19–32%) и молибдена (до 5%) и более низким содержанием никеля, чем аустенитные нержавеющие стали. Дуплексные нержавеющие стали имеют примерно в два раза больший предел текучести, чем аустенитные нержавеющие стали. Их смешанная микроструктура обеспечивает улучшенную стойкость к хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением по сравнению с аустенитными нержавеющими сталями типов 304 и 316. Дуплексные марки обычно делятся на три подгруппы в зависимости от их коррозионной стойкости: тощий дуплекс, стандартный дуплекс и супердуплекс. Свойства дуплексных нержавеющих сталей достигаются при общем более низком содержании легирующих элементов, чем у супераустенитных марок с аналогичными характеристиками, что делает их использование экономически эффективным для многих областей применения. Целлюлозно-бумажная промышленность была одной из первых, кто широко использовал дуплексную нержавеющую сталь. Сегодня нефтегазовая промышленность является крупнейшим потребителем и настаивает на более коррозионно-стойких сортах, что привело к разработке супердуплексных и гипердуплексных сортов. Совсем недавно был разработан менее дорогой (и немного менее коррозионно-стойкий) тощий дуплекс, в основном для структурных применений в строительстве (арматурные стержни для бетона, плиты для мостов, прибрежные работы) и в водной отрасли .

Дисперсионное твердение

Дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали имеют коррозионную стойкость, сравнимую с аустенитными сортами, но могут быть подвергнуты дисперсионному твердению до еще более высокой прочности, чем другие мартенситные сорта. Существует три типа дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей: [65]

Обработка на твердый раствор при температуре около 1040 °C (1900 °F) с последующей закалкой приводит к образованию относительно пластичной мартенситной структуры. Последующая обработка старением при температуре 475 °C (887 °F) выделяет фазы, богатые Nb и Cu, которые увеличивают прочность до предела текучести свыше 1000 МПа (150 000 фунтов на кв. дюйм). Этот выдающийся уровень прочности используется в высокотехнологичных приложениях, таких как аэрокосмическая промышленность (обычно после переплавки для устранения неметаллических включений, что увеличивает усталостную долговечность). Еще одним важным преимуществом этой стали является то, что старение, в отличие от закалки, проводится при температуре, которую можно применять к (почти) готовым деталям без искажений и обесцвечивания.

Типичная термическая обработка включает в себя обработку на твердый раствор и закалку . На этом этапе структура остается аустенитной. Мартенситное превращение затем достигается либо криогенной обработкой при −75 °C (−103 °F), либо жесткой холодной обработкой (более 70% деформации, обычно холодной прокаткой или волочением проволоки). Старение при 510 °C (950 °F) — которое выделяет интерметаллическую фазу Ni 3 Al — проводится, как указано выше, на почти готовых деталях.  Затем достигаются уровни предела текучести выше 1400 МПа.

Структура остается аустенитной при всех температурах.

Типичная термическая обработка включает обработку на твердый раствор и закалку с последующим старением при 715 °C (1319 °F). Старение приводит к образованию осадков Ni 3 Ti и повышению предела текучести примерно до 650 МПа (94 000 фунтов на кв. дюйм) при комнатной температуре. В отличие от вышеуказанных марок, механические свойства и сопротивление ползучести этой стали остаются очень хорошими при температурах до 700 °C (1300 °F). В результате A286 классифицируется как суперсплав на основе Fe , используемый в реактивных двигателях, газовых турбинах и турбодеталях.

Оценки

Признано более 150 марок нержавеющей стали, из которых 15 являются наиболее широко используемыми. Используется множество систем классификации, включая американские марки стали SAE . Единая система нумерации металлов и сплавов (UNS) была разработана ASTM в 1970 году. Европа приняла EN 10088. [33]

Устойчивость к коррозии

Нержавеющая сталь (нижний ряд) лучше противостоит коррозии в соленой воде, чем алюминиево-бронзовые (верхний ряд) или медно-никелевые сплавы (средний ряд).

В отличие от углеродистой стали , нержавеющая сталь не страдает от равномерной коррозии при воздействии влажной среды. Незащищенная углеродистая сталь легко ржавеет при воздействии комбинации воздуха и влаги. Образующийся поверхностный слой оксида железа является пористым и хрупким. Кроме того, поскольку оксид железа занимает больший объем, чем исходная сталь, этот слой расширяется и имеет тенденцию к шелушению и отпадению, подвергая лежащую под ним сталь дальнейшему воздействию. Для сравнения, нержавеющая сталь содержит достаточно хрома, чтобы пройти пассивацию , спонтанно образуя микроскопически тонкую инертную поверхностную пленку оксида хрома путем реакции с кислородом в воздухе и даже небольшим количеством растворенного кислорода в воде. Эта пассивная пленка предотвращает дальнейшую коррозию, блокируя диффузию кислорода к поверхности стали и, таким образом, предотвращает распространение коррозии в объеме металла. [67] Эта пленка является самовосстанавливающейся, даже если она поцарапана или временно нарушена условиями, которые превышают присущую этому классу коррозионную стойкость. [67] [68]

Устойчивость этой пленки к коррозии зависит от химического состава нержавеющей стали, в основном от содержания хрома. Принято различать четыре формы коррозии: равномерную, локализованную (точечную), гальваническую и SCC (коррозионное растрескивание под напряжением). Любая из этих форм коррозии может возникнуть, если марка нержавеющей стали не подходит для рабочей среды.

Обозначение «CRES» относится к коррозионно-стойкой (нержавеющей) стали.

Униформа

Равномерная коррозия происходит в очень агрессивных средах, как правило, там, где производятся или интенсивно используются химикаты, например, в целлюлозно-бумажной промышленности. Вся поверхность стали подвергается воздействию, и коррозия выражается как скорость коррозии в мм/год (обычно для таких случаев приемлемо менее 0,1 мм/год). Таблицы коррозии содержат рекомендации. [69]

Обычно это происходит, когда нержавеющая сталь подвергается воздействию кислотных или щелочных растворов. Корродирует ли нержавеющая сталь, зависит от вида и концентрации кислоты или основания , а также температуры раствора. Равномерной коррозии обычно легко избежать благодаря обширным опубликованным данным о коррозии или легко проводимым лабораторным испытаниям на коррозию.

Нержавеющая сталь не полностью защищена от коррозии, как показано на примере этого опреснительного оборудования.

Кислотные растворы можно разделить на две общие категории: восстанавливающие кислоты, такие как соляная кислота и разбавленная серная кислота , и окислительные кислоты , такие как азотная кислота и концентрированная серная кислота. Увеличение содержания хрома и молибдена обеспечивает повышенную устойчивость к восстанавливающим кислотам, в то время как увеличение содержания хрома и кремния обеспечивает повышенную устойчивость к окисляющим кислотам. Серная кислота является одним из наиболее производимых промышленных химикатов. При комнатной температуре нержавеющая сталь типа 304 устойчива только к 3%-ной кислоте, в то время как тип 316 устойчив к 3%-ной кислоте до 50 °C (120 °F) и 20%-ной кислоте при комнатной температуре. Таким образом, тип 304 SS редко используется в контакте с серной кислотой. Тип 904L и сплав 20 устойчивы к серной кислоте при еще более высоких концентрациях выше комнатной температуры. [70] [71] Концентрированная серная кислота обладает окислительными свойствами, как азотная кислота, и поэтому нержавеющие стали, содержащие кремний, также полезны. [ необходимая цитата ] Соляная кислота повреждает любой вид нержавеющей стали и ее следует избегать. [1] : 118  [72] Все типы нержавеющей стали устойчивы к воздействию фосфорной кислоты и азотной кислоты при комнатной температуре. При высоких концентрациях и повышенных температурах воздействие будет происходить, и требуются более высоколегированные нержавеющие стали. [73] [74] [75] В целом, органические кислоты менее едкие, чем минеральные кислоты, такие как соляная и серная кислота.

Нержавеющие стали типа 304 и типа 316 не подвержены влиянию слабых оснований, таких как гидроксид аммония , даже в высоких концентрациях и при высоких температурах. Те же марки, подвергающиеся воздействию более сильных оснований, таких как гидроксид натрия в высоких концентрациях и при высоких температурах, вероятно, испытают некоторое травление и растрескивание. [76] Увеличение содержания хрома и никеля обеспечивает повышенную стойкость.

Все марки устойчивы к повреждениям от альдегидов и аминов , хотя в последнем случае тип 316 предпочтительнее типа 304; ацетат целлюлозы повреждает тип 304, если температура не поддерживается низкой. Жиры и жирные кислоты воздействуют на тип 304 только при температурах выше 150 °C (300 °F), а на тип 316 SS — выше 260 °C (500 °F), тогда как тип 317 SS не подвержен воздействию при любых температурах. Тип 316L требуется для обработки мочевины . [1] [ нужна страница ]

Локализованный

Локальная коррозия может возникать несколькими способами, например, точечная коррозия и щелевая коррозия . Эти локализованные атаки наиболее распространены в присутствии ионов хлорида . Более высокие уровни хлорида требуют более высоколегированных нержавеющих сталей.

Локальную коррозию трудно предсказать, поскольку она зависит от многих факторов, включая:

Питтинговая коррозия считается наиболее распространенной формой локальной коррозии. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей к точечной коррозии часто выражается с помощью PREN , полученного по формуле:

,

где термины соответствуют доле содержания по массе хрома, молибдена и азота в стали. Например, если сталь состоит из 15% хрома, %Cr будет равен 15.

Чем выше PREN, тем выше стойкость к точечной коррозии. Таким образом, увеличение содержания хрома, молибдена и азота обеспечивает лучшую стойкость к точечной коррозии.

Хотя PREN некоторых сталей теоретически может быть достаточным для сопротивления точечной коррозии, щелевая коррозия все еще может возникнуть, когда плохая конструкция создала ограниченные области (перекрывающиеся пластины, интерфейсы шайба-пластина и т. д.) или когда на материале образуются отложения. В этих выбранных областях PREN может быть недостаточно высоким для условий эксплуатации. Хорошая конструкция, методы изготовления, выбор сплава, надлежащие условия эксплуатации на основе концентрации активных соединений, присутствующих в растворе, вызывающем коррозию, pH и т. д. могут предотвратить такую ​​коррозию. [77]

Стресс

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) — это внезапное растрескивание и выход из строя компонента без деформации. Может произойти при выполнении трех условий:

Механизм SCC является результатом следующей последовательности событий:

  1. Возникает точечная коррозия.
  2. Трещины начинаются с места зарождения ямки.
  3. Затем трещины распространяются по металлу транскристаллитным или межкристаллитным путем.
  4. Происходит сбой.

В то время как точечная коррозия обычно приводит к некрасивым поверхностям и, в худшем случае, к перфорации листа нержавеющей стали, разрушение из-за SCC может иметь серьезные последствия. Поэтому оно рассматривается как особая форма коррозии.

Поскольку SCC требует соблюдения ряда условий, противодействовать ему можно с помощью относительно простых мер, в том числе:

Гальванический

Гайка слева не из нержавеющей стали и ржавая , в отличие от гайки справа.

Гальваническая коррозия [78] (также называемая «коррозией разнородных металлов») относится к коррозионному повреждению, вызванному соединением двух разнородных материалов в едком электролите. Наиболее распространенным электролитом является вода, от пресной до морской. Когда образуется гальваническая пара, один из металлов в паре становится анодом и корродирует быстрее, чем по отдельности, в то время как другой становится катодом и корродирует медленнее, чем по отдельности. Нержавеющая сталь, имея более положительный электродный потенциал, чем, например, углеродистая сталь и алюминий, становится катодом, ускоряя коррозию анодного металла. Примером является коррозия алюминиевых заклепок, скрепляющих листы нержавеющей стали в контакте с водой. [79] Относительные площади поверхности анода и катода важны для определения скорости коррозии. В приведенном выше примере площадь поверхности заклепок мала по сравнению с площадью поверхности листа нержавеющей стали, что приводит к быстрой коррозии. [79] Однако, если для сборки алюминиевых листов используются крепежи из нержавеющей стали, гальваническая коррозия будет протекать гораздо медленнее, поскольку плотность гальванического тока на поверхности алюминия будет на много порядков меньше. [79] Частой ошибкой является сборка пластин из нержавеющей стали с крепежами из углеродистой стали; в то время как использование нержавеющей стали для крепления пластин из углеродистой стали обычно приемлемо, обратное — нет. Обеспечение электрической изоляции между разнородными металлами, где это возможно, эффективно для предотвращения этого типа коррозии. [79]

Высокая температура

При повышенных температурах все металлы реагируют с горячими газами. Наиболее распространенной высокотемпературной газовой смесью является воздух, из которого кислород является наиболее реактивным компонентом. Чтобы избежать коррозии на воздухе, углеродистая сталь ограничена приблизительно 480 °C (900 °F). Стойкость к окислению в нержавеющих сталях увеличивается с добавлением хрома, кремния и алюминия. Небольшие добавки церия и иттрия увеличивают адгезию оксидного слоя на поверхности. [80] Добавление хрома остается наиболее распространенным методом повышения стойкости к высокотемпературной коррозии в нержавеющих сталях; хром реагирует с кислородом, образуя окалину оксида хрома, которая снижает диффузию кислорода в материал. Минимальное содержание хрома 10,5% в нержавеющих сталях обеспечивает устойчивость приблизительно до 700 °C (1300 °F), в то время как 16% хрома обеспечивают устойчивость приблизительно до 1200 °C (2200 °F). Тип 304, наиболее распространенная марка нержавеющей стали с 18% хрома, устойчива к температуре около 870 °C (1600 °F). Другие газы, такие как диоксид серы , сероводород , оксид углерода , хлор , также воздействуют на нержавеющую сталь. Устойчивость к другим газам зависит от типа газа, температуры и легирования нержавеющей стали. [81] [82] С добавлением до 5% алюминия ферритные марки Fe-Cr-Al предназначены для электрического сопротивления и стойкости к окислению при повышенных температурах. К таким сплавам относится Kanthal , выпускаемый в виде проволоки или лент. [83]

Стандартная отделка

Матовая поверхность трубы, с несколькими горизонтальными царапинами.
Нержавеющая сталь 316L с неполированной, обработанной на станке отделкой

Стандартные финишные покрытия могут быть нанесены на плоскую прокатную нержавеющую сталь непосредственно роликами и механическими абразивами. Сталь сначала прокатывается до нужного размера и толщины, а затем отжигается для изменения свойств конечного материала. Любое окисление , которое образуется на поверхности ( прокатная окалина ), удаляется травлением , и на поверхности создается пассивирующий слой. Затем может быть нанесена финальная отделка для достижения желаемого эстетического вида. [84] [85]

В США для описания покрытий из нержавеющей стали по стандарту ASTM A480/A480M-18 (DIN) используются следующие обозначения : [86]

Присоединение

Для нержавеющих сталей доступен широкий спектр процессов соединения, хотя сварка является наиболее распространенным методом. [87] [53]

Легкость сварки во многом зависит от типа используемой нержавеющей стали. Аустенитные нержавеющие стали легче всего сваривать электрической дугой , их свойства сварки аналогичны свойствам основного металла (не подвергнутого холодной обработке). Мартенситные нержавеющие стали также можно сваривать электрической дугой, но, поскольку зона термического влияния (ЗТВ) и зона сплавления (ЗС) при охлаждении образуют мартенсит, необходимо принять меры предосторожности, чтобы избежать растрескивания сварного шва. Неправильные методы сварки могут дополнительно вызвать сахаризацию (образование оксидной окалины) и потертости на обратной стороне шва. Этого можно избежать с помощью использования газов для обратной продувки, подкладок и флюсов. [88] Послесварочная термообработка требуется почти всегда, а предварительный нагрев перед сваркой также необходим в некоторых случаях. [53] Электродуговая сварка ферритной нержавеющей стали типа 430 приводит к росту зерна в ЗТВ, что приводит к хрупкости. Это в значительной степени было преодолено с помощью стабилизированных ферритных марок, где ниобий, титан и цирконий образуют осадки, которые предотвращают рост зерна. [89] [90] Дуплексная сварка нержавеющей стали электрической дугой является обычной практикой, но требует тщательного контроля параметров процесса. В противном случае происходит осаждение нежелательных интерметаллических фаз, что снижает прочность сварных швов. [91]

Процессы электродуговой сварки включают в себя: [87]

Наиболее распространенными методами являются сварка MIG, MAG и TIG.

Другие сварочные процессы включают в себя:

Нержавеющая сталь может быть связана с такими клеями, как силикон, модифицированные силилом полимеры и эпоксидные смолы . Акриловые и полиуретановые клеи также используются в некоторых ситуациях. [92]

Производство

Большая часть мировой продукции из нержавеющей стали производится с помощью следующих процессов:

Данные о мировом производстве нержавеющей стали ежегодно публикуются Международным форумом по нержавеющей стали. Из данных ЕС по производству стали Италия, Бельгия и Испания были заметны, в то время как Канада и Мексика не производили ничего. Китай, Япония, Южная Корея, Тайвань, Индия, США и Индонезия были крупными производителями, в то время как Россия сообщила о небольшом производстве. [47]

Распределение производства по маркам нержавеющих сталей в 2017 году:

Приложения

Нержавеющая сталь используется во многих областях, включая архитектуру, искусство, химическое машиностроение, производство продуктов питания и напитков, транспортных средств, медицину, энергетику и огнестрельное оружие.

Стоимость жизненного цикла

Расчеты стоимости жизненного цикла (LCC) используются для выбора конструкции и материалов, которые обеспечат наименьшую стоимость в течение всего срока службы проекта, например, здания или моста. [93] [94]

Формула в простом виде выглядит следующим образом: [95] [96] [ требуется проверка ]

где LCC — общая стоимость жизненного цикла, AC — стоимость приобретения, IC — стоимость установки, OC — расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание, LP — стоимость потерянной продукции из-за простоя и RC — стоимость заменяемых материалов.

Кроме того, N — это запланированный срок службы проекта, i — процентная ставка, а n — год, в котором происходит конкретный OC, LP или RC. Процентная ставка (i) используется для преобразования расходов разных лет в их текущую стоимость (метод, широко используемый банками и страховыми компаниями), чтобы их можно было справедливо суммировать и сравнивать. Использование формулы суммы ( ) отражает тот факт, что расходы в течение срока службы проекта должны быть накоплены [ необходимо разъяснение ] после того, как они скорректированы с учетом процентной ставки. [ необходима цитата ]

Применение LCC при выборе материалов

Нержавеющая сталь, используемая в проектах, часто приводит к более низким значениям LCC по сравнению с другими материалами. Более высокая стоимость приобретения (AC) компонентов из нержавеющей стали часто компенсируется улучшением эксплуатационных и эксплуатационных расходов, снижением затрат на потерю продукции (LP) и более высокой стоимостью перепродажи компонентов из нержавеющей стали. [ необходима цитата ]

Расчеты LCC обычно ограничиваются самим проектом. Однако могут быть и другие расходы, которые заинтересованная сторона проекта может пожелать рассмотреть: [ необходима цитата ]

Устойчивость – переработка и повторное использование

Средний углеродный след нержавеющей стали (всех марок, всех стран) оценивается в 2,90 кг CO 2 на кг произведенной нержавеющей стали, [97] из которых 1,92 кг являются выбросами от сырья (Cr, Ni, Mo); 0,54 кг от электричества и пара и 0,44 кг являются прямыми выбросами (т. е. заводом по производству нержавеющей стали). Обратите внимание, что нержавеющая сталь, произведенная в странах, которые используют более чистые источники электроэнергии (например, Франция, которая использует ядерную энергию), будет иметь меньший углеродный след. Ферриты без Ni будут иметь меньший след CO 2 , чем аустениты с 8% Ni или более. Углеродный след не должен быть единственным фактором, связанным с устойчивостью, при принятии решения о выборе материалов:

Нержавеющая сталь на 100% пригодна для вторичной переработки . [98] [99] Среднестатистический предмет из нержавеющей стали состоит примерно на 60% из переработанного материала, из которого примерно 40% поступает из отслуживших свой срок изделий, а остальные 60% поступают из производственных процессов. [100] Более высокому содержанию вторичной переработки препятствует доступность лома нержавеющей стали, несмотря на очень высокий уровень вторичной переработки. Согласно отчету Международной группы по ресурсам « Запасы металлов в обществе» , запас нержавеющей стали на душу населения, используемый в обществе, составляет от 80 до 180 кг (от 180 до 400 фунтов) в более развитых странах и 15 кг (33 фунта) в менее развитых странах. Существует вторичный рынок, на котором перерабатывается пригодный для использования лом для многих рынков нержавеющей стали. Продукт в основном представляет собой рулоны, листы и заготовки. Этот материал закупается по цене ниже основной и продается штамповщикам коммерческого качества и фирмам по производству листового металла. Материал может иметь царапины, выбоины и вмятины, но он изготовлен в соответствии с текущими спецификациями. [ необходима ссылка ]

Цикл нержавеющей стали начинается с лома углеродистой стали, первичных металлов и шлака. Следующий шаг — производство горячекатаных и холоднокатаных стальных изделий на сталелитейных заводах. Производится часть лома, которая напрямую повторно используется в плавильном цехе. Изготовление компонентов — третий шаг. Часть лома производится и попадает в цикл переработки. Сборка конечных товаров и их использование не приводит к каким-либо материальным потерям. Четвертый шаг — сбор нержавеющей стали для переработки по окончании срока службы товаров (например, кухонных принадлежностей, целлюлозно-бумажных заводов или автомобильных деталей). Именно здесь сложнее всего заставить нержавеющую сталь войти в цикл переработки, как показано в таблице ниже:

Наноразмерная нержавеющая сталь

Наночастицы нержавеющей стали были получены в лабораторных условиях. [102] [103] Они могут применяться в качестве добавок для высокопроизводительных приложений. Например, сульфуризация, фосфоризация и азотирование для получения наноразмерных катализаторов на основе нержавеющей стали могут улучшить электрокаталитические характеристики нержавеющей стали для расщепления воды . [104]

Влияние на здоровье

Существуют обширные исследования, указывающие на возможный повышенный риск развития рака (особенно рака легких) при вдыхании паров во время сварки нержавеющей стали. [105] [106] [107] [108] [109] [110] Предполагается, что сварка нержавеющей стали приводит к образованию канцерогенных паров из оксидов кадмия, никеля и хрома. [111] По данным Австралийского совета по борьбе с раком , «в 2017 году все типы сварочных дымов были классифицированы как канцерогены группы 1 ». [111]

Нержавеющая сталь, как правило, считается биологически инертной. Однако во время приготовления пищи небольшое количество никеля и хрома выщелачивается из новой посуды из нержавеющей стали в сильнокислотную пищу. [112] Никель может способствовать риску возникновения рака, в частности рака легких и рака носа . [113] [114] Однако связь между посудой из нержавеющей стали и раком не установлена. [115]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Несмотря на доказательства использования «хромированной стали» Баура в мостостроении, другие [ кто? ] утверждали, что металлурги 19 века не могли производить ничего, кроме сплавов с высоким содержанием хрома, которые были «слишком хрупкими, чтобы быть практичными». [ Эта цитата нуждается в цитате ] [ по мнению кого? ] [ необходима цитата ]
  2. ^ «Cb» относится к колумбию, американскому названию ниобия.

Ссылки

  1. ^ abc Дэвис, Джозеф Р., ред. (1994). Нержавеющие стали. ASM Specialty Handbook. Materials Park, OH: ASM International. ISBN 978-0871705037. Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. . Получено 8 марта 2020 г. .
  2. ^ Булане-Петерманн, Л. (1996). «Процессы биоадгезии на поверхностях из нержавеющей стали и очищаемость: обзор с особым упором на пищевую промышленность». Биообрастание . 10 (4): 275–300. Bibcode : 1996Biofo..10..275B. doi : 10.1080/08927019609386287. ISSN  0892-7014. PMID  22115182. Получено 21 января 2022 г.
  3. ^ Zaffora, Andrea; Di Franco, Francesco; Santamaria, Monica (октябрь 2021 г.). «Коррозия нержавеющей стали в пищевой и фармацевтической промышленности». Current Opinion in Electrochemistry . 29 : Статья 100760. doi :10.1016/j.coelec.2021.100760 . Получено 21 января 2022 г.
  4. ^ ASM International (2000). «Введение в нержавеющие стали». Справочник Alloy Digest: Нержавеющие стали. Архивировано из оригинала 1 июля 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  5. ^ Международная организация по стандартизации (май 2014 г.). "ISO 15510:2014 Нержавеющие стали — Химический состав". Архивировано из оригинала 2 июня 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  6. ^ abcd Международный форум по нержавеющей стали (8 марта 2020 г.). "The Stainless Steel Family" (PDF) . Брюссель, Бельгия. Архивировано (PDF) из оригинала 24 марта 2016 г. Получено 8 марта 2020 г.
  7. ^ Международный форум по нержавеющей стали (21 сентября 2018 г.). "Коррозионная стойкость нержавеющих сталей" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 1 июля 2021 г. . Получено 16 июня 2021 г. .
  8. ^ MIL-HDBK-5J . Министерство обороны США. 31 января 2003 г. стр. 2-153, 2-222.
  9. ^ «Какова температура плавления нержавеющей стали?». Langley Alloys . Получено 23 марта 2022 г.
  10. ^ «Какова температура плавления нержавеющей стали?». Kloeckner Metals Corporation . 29 ноября 2021 г. Получено 23 марта 2022 г.
  11. ^ Андре, Йохан; Антони, Лоран; Пети, Жан-Пьер; Де Вито, Эрик; Монтани, Александр (апрель 2009 г.). «Электрическое контактное сопротивление между биполярной пластиной из нержавеющей стали и углеродным войлоком в PEFC: комплексное исследование». Международный журнал водородной энергетики . 34 (7): 3125–3133. Bibcode : 2009IJHE...34.3125A. doi : 10.1016/j.ijhydene.2009.01.089.
  12. ^ Zhu, JH; Zhang, Y.; Basu, A.; Lu, ZG; Paranthaman, M.; Lee, DF; Payzant, EA (январь 2004 г.). «Покрытия на основе LaCrO3 на ферритной нержавеющей стали для соединений твердооксидных топливных элементов». Surface and Coatings Technology . 177–178: 65–72. doi :10.1016/j.surfcoat.2003.05.003.
  13. ^ "Atlas Tech Note: качественные сортировочные тесты для сталей" (PDF) . Atlas Steels . Октябрь 2008 . Получено 24 августа 2022 .
  14. ^ «В чем разница между ферритными, аустенитными и мартенситными нержавеющими сталями?». Accu.co.uk. Получено 24 августа 2022 г.
  15. ^ «Почему магниты не действуют на некоторые виды нержавеющей стали?». Scientific American . Получено 22 июля 2022 г.
  16. ^ Фофанов, Д.; Риднер, С. (29 ноября 2011 г.). «Магнитные свойства нержавеющих сталей: применение, возможности и новые разработки». Всемирная конференция по нержавеющей стали .
  17. ^ Комитет производителей нержавеющей стали. Американский институт железа и стали (1978). «Обзор характеристик износа и истирания нержавеющих сталей». Институт никеля . Архивировано из оригинала 12 июня 2018 года . Получено 1 октября 2021 года .
  18. ^ ab British Stainless Steel Association (2001). «Galling and Galling Resistance of Stainless Steels». Информационный лист SSAS № 5.60 . Архивировано из оригинала 24 июля 2020 г. Получено 1 октября 2021 г.
  19. ^ ab "Нержавеющая сталь". New York Times . 31 января 1915 г.
  20. ^ Кобб, Гарольд М. (2010). История нержавеющей стали. ASM International. ISBN 978-1615030118. Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. . Получено 1 октября 2021 г. .
  21. ↑ Квентин Р. Скрабец, младший (24 января 2015 г.). Металлургический век: викторианский расцвет изобретений и промышленной науки. Макфарланд. ISBN 978-1476611136. Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. . Получено 1 октября 2021 г. .
  22. ↑ Уолдо, Леонард (октябрь 1916 г.). «Продукция из хромоникелевого железа и стали». Iron Age . Том 98. Нью-Йорк: David Williams Co., стр. 838–839. Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. Получено 1 октября 2021 г. – через Haithi Trust.
  23. ^ abc Cobb, Harold M. (2010). История нержавеющей стали. Materials Park, OH: ASM International. ISBN 978-1615030118. Архивировано из оригинала 29 июля 2020 . Получено 8 марта 2020 .
  24. ^ «It's Complicated: The Discovery of Stainless Steel». Airedale Springs. Сентябрь 2015 г. Архивировано из оригинала 15 апреля 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.[ необходима полная цитата ] [ необходима проверка ]
  25. ^ s: fr: Страница: Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences, том 126, 1898.djvu/1243
  26. ^ Монипенни, Дж. Х. Г. (1923). Нержавеющее железо и сталь.
  27. ^ ab "Открытие нержавеющей стали". Британская ассоциация нержавеющей стали. Архивировано из оригинала 12 января 2012 года.
  28. ^ Шезо, Н. (1997). «Леон Александр Гийе (1873–1946)». «Ревю металлургии» . 94 (5): 592–596. дои : 10.1051/металл/199794050592.
  29. ^ ab "Справочник по нержавеющей стали". Outokumpu Oyj. 2013. стр. 12.
  30. ^ "ThyssenKrupp Nirosta: History". Архивировано из оригинала 2 сентября 2007 года . Получено 13 августа 2007 года .
  31. ^ "DEPATISnet-Dokument DE000000304126A". Архивировано из оригинала 13 августа 2017 г. Получено 1 октября 2021 г.
  32. ^ "DEPATISnet-Dokument DE000000304159A". Архивировано из оригинала 7 августа 2020 г. Получено 1 октября 2021 г.
  33. ^ abcd Кобб, Гарольд М. (сентябрь 2007 г.). «Наименование и нумерация нержавеющих сталей». Advanced Materials & Processes . 165 (9). ASM International. Архивировано из оригинала 27 июня 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  34. ^ "Фредерик Марк Бекет, американский металлург". Encyclopaedia Britannica. 7 января 2021 г. Архивировано из оригинала 7 июня 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  35. ^ Карлайл, Родни П. (2004) Scientific American Inventions and Discoveries Архивировано 13 апреля 2021 г. в Wayback Machine , стр. 380, John Wiley and Sons, ISBN 0-471-24410-4 . 
  36. ^ Хаус, Джеффри (2011) Фотографическая история Шеффилдской сталелитейной компании , History Press, ISBN 0752459856 . 
  37. ^ Moneypenny, JHG (2 апреля 1921 г.). «Нержавеющая сталь». Mining and Scientific Press . стр. 442, 463. Получено 17 февраля 2013 г.
  38. ^ "Развитие нержавеющей стали". Клуб нержавеющей стали . Сеул, Корея : Ассоциация производителей железа и стали Кореи. Архивировано из оригинала 27 августа 2005 года . Получено 22 июля 2011 года .
  39. ^ "1932 – Изобретение двигателя Ford V8". YouTube . 18 ноября 2015 . Получено 5 февраля 2022 .
  40. ^ "Новый стальной сплав не подвержен ржавчине". Popular Science . Bonnier Corporation. Декабрь 1930. С. 31–. ISSN  0161-7370. Архивировано из оригинала 13 апреля 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  41. ^ Ленард, Джон Г. (2014). Учебник по плоской прокатке . Elsevier Science. ISBN 978-0-08-099418-5.
  42. ^ "Sendzimir | Company Info | Company History". 23 февраля 2021 г. Архивировано из оригинала 15 апреля 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  43. ^ Икеда, Сатоши (2010). «Технический прогресс нержавеющей стали и его будущие тенденции» (PDF) . Nippon Steel. Архивировано (PDF) из оригинала 1 июля 2021 г. . Получено 1 октября 2021 г. .
  44. ^ Индия: Национальный институт промышленных исследований (2017). Полная технологическая книга по горячей прокатке стали . Дели: Азиатско-Тихоокеанский регион. стр. 324. ISBN 978-8190568586.
  45. ^ Нержавеющие стали для инженеров-конструкторов (#05231G). ASM International. 2008. С. 69–78 (глава 6). ISBN 978-0-87170-717-8. Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. . Получено 1 октября 2021 г. .
  46. ^ МакГвайр, Майкл Ф. (2008). Практические рекомендации по изготовлению высокопроизводительных аустенитных нержавеющих сталей. ASM International. ISBN 978-0-87170-717-8. Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. . Получено 1 октября 2021 г. .
  47. ^ ab Международный форум по нержавеющей стали. "Stainless Steel in Figures 2021" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 30 июня 2021 г. . Получено 1 октября 2021 г. .
  48. ^ abc "Микроструктуры в аустенитных нержавеющих сталях :: Статья Total Materia". www.totalmateria.com . Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. . Получено 23 июня 2020 г. .
  49. ^ Лу, Цюньцзе; Чжэн, Цзиньян; Хуан, Гай; Ли, Кэмин; Дин, Хуймин; Ван, Чжэньюй; Чэн, Шаоань (май 2021 г.). «Улучшение комбинированных криогенных механических свойств метастабильной аустенитной нержавеющей стали путем теплой формовки». Журнал технологий обработки материалов . 291. Elsevier. doi :10.1016/j.jmatprotec.2020.117017. S2CID  232787847. Получено 23 июля 2023 г.
  50. ^ Сабри, Фуад (2022). Криогенная обработка: летальность бойцов, ваши военные металлы под угрозой? Криогенная обработка — это процесс обработки деталей криогенными температурами с целью снятия остаточных напряжений и повышения износостойкости сталей и других металлических сплавов, таких как алюминий .
  51. ^ Британская ассоциация нержавеющей стали (август 2006 г.). "Нержавеющие стали серии 200. Обзор". Stainless Steel Industry. Архивировано из оригинала 7 августа 2020 г. Получено 1 октября 2021 г.
  52. ^ "Технический паспорт на сплав нержавеющей стали 201". Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  53. ^ abc "Сварка нержавеющих сталей и другие методы соединения". Институт никеля. Архивировано (PDF) из оригинала 1 июля 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  54. ^ Сантакре, PO; Фэйвр, Л.; Ашер, А.; Лесё, Дж. (2011). K4X: Новая марка ферритной нержавеющей стали с улучшенной прочностью для высокотемпературных выпускных коллекторов . Труды 7-й Европейской конференции по науке и рынку нержавеющей стали (Комо, Италия), статья 25.
  55. ^ Cashell, KA; Baddoo, NR (2014). «Ферритные нержавеющие стали в конструкционных применениях». Тонкостенные конструкции . 83. Elsevier BV: 169–181. doi :10.1016/j.tws.2014.03.014. Архивировано из оригинала 24 ноября 2020 г. Получено 1 октября 2021 г.
  56. ^ Шайган, Нима; Ку, Вэй; Айви, Дуглас; Чэнь, Вэйсин (2010). «Обзор последних достижений в области покрытий, модификаций поверхности и разработок сплавов для соединений из ферритной нержавеющей стали для твердооксидных топливных элементов». Журнал источников питания . 195 (6). Elsevier BV: 1529–1542. Bibcode : 2010JPS...195.1529S. doi : 10.1016/j.jpowsour.2009.09.069.
  57. ^ "Мартенситные нержавеющие стали". worldstainless.org/ . 21 ноября 2017 г. Архивировано из оригинала 9 июля 2018 г. Получено 28 января 2019 г.
  58. ^ "Нержавеющая сталь в микрогидротурбинах". Международный форум по нержавеющей стали. Архивировано из оригинала 21 декабря 2019 г.
  59. ^ Dossett, J; Totten, GE, ред. (2014). ASM Handbook Vol 4D Heat treatment of irons and steels. ASM International. стр. 382–396. doi :10.31399/asm.hb.v04d.a0005985. Архивировано из оригинала 23 июня 2018 г. Получено 1 октября 2021 г.
  60. ^ Leda H. (1995). «Азот в мартенситных нержавеющих сталях». Журнал технологий обработки материалов . 55 (1–2): 263–272. doi :10.1016/0924-0136(95)01984-M.
  61. ^ Хамано С.; Шимизу Т.; Нода Тосихару (2007). «Свойства низкоуглеродистых мартенситных нержавеющих сталей с высоким содержанием азота». Materials Science Forum . 539–543: 4975–4980. doi :10.4028/www.scientific.net/MSF.539-543.4975. S2CID  136518814.
  62. ^ Horowitz MB; Neto FB; Garbogini A.; Tschiptschin AP (1996). «Азотсодержащие мартенситные нержавеющие стали». ISIJ International . 36 (7): 840–845. doi : 10.2355/isijinternational.36.840 .
  63. ^ Красоха Н., Бернс Х. (2011). «Исследование азота в мартенситных нержавеющих сталях». Журнал HTM по термической обработке и материалам . 66 (3): 150–164. Bibcode : 2011HJHTM..66..150K. doi : 10.3139/105.110099. S2CID  138622727.
  64. ^ Gorodin D.; Manes L.; Monicault JM (2002). «Характеристика мартенситной нержавеющей стали с высоким содержанием азота XD15N для подшипников в аэрокосмической промышленности». 4-я Международная конференция по технологиям запуска «Жидкостное ракетное топливо для космических запусков», Льеж, Бельгия – через Centre National Etudes Spatiales.
  65. ^ Де Куман, Бруно Чарльз (апрель 2016 г.). Лекция по нержавеющей стали_9. Пхоханский университет науки и технологий, Корейский институт технологий черных металлов. doi :10.13140/RG.2.1.1950.2488.
  66. ^ "A-286 - Rolled Alloys, Inc". www.rolledalloys.com . Архивировано из оригинала 13 апреля 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  67. ^ ab Olsson, Clas; Herting, Gunilla; Odnevall Wallinder, Inger (2006). "Пассивные пленки на нержавеющей стали: последние исследования в нанодиапазоне". ACOM . 2 . ISSN  1101-0681.
  68. ^ "Глава 5 коррозионная стойкость нержавеющих сталей". www.worldstainless.org . Архивировано из оригинала 12 сентября 2021 г. . Получено 1 октября 2021 г. .
  69. ^ Sandvik. "Corrosion Tables". Архивировано из оригинала 13 апреля 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  70. ^ International Nickel Company (1983). «Коррозионная стойкость никельсодержащих сплавов в серной кислоте и родственных соединениях». Nickel Institute . Архивировано из оригинала 8 января 2018 года . Получено 1 октября 2021 года .
  71. ^ Дэвис, Майкл (2011). «Выбор сплава для работы в серной кислоте». NiDI Technical Series No. 10 057. Торонто, Калифорния: Nickel Development Institute . Получено 2 ноября 2023 г.
  72. ^ Дэвис, Майкл (2018). Мо, Гейр (ред.). «Выбор сплава для работы в хлоре, хлористом водороде и соляной кислоте: руководство по использованию никельсодержащих сплавов» (2-е изд.). Торонто, Калифорния: Институт развития никеля. стр. 8–10. Архивировано из оригинала 5 декабря 2017 г. Получено 1 октября 2021 г.
  73. ^ Schillmoller, CM "Выбор сплава в фосфорной кислоте мокрого процесса (10015)". Nickel Institute . Получено 2 ноября 2023 г.
  74. ^ International Nickel Company. "Corrosion Resistance of Nickel-Containing Alloys in Phosphoric Acid". Nickel Institute . Архивировано из оригинала 5 декабря 2017 года . Получено 1 октября 2021 года .
  75. ^ CM Schillmoller. «Выбор сплава для работы в азотной кислоте». Nickel Institute . Архивировано из оригинала 5 декабря 2017 г. Получено 1 октября 2021 г.
  76. ^ CM Schillmoller (1988). «Выбор сплава для работы с каустической содой». Nickel Institute . Получено 1 октября 2021 г.
  77. ^ "Устойчивость нержавеющей стали к коррозии в природных водах". Nickel Institute . Архивировано из оригинала 12 июня 2018 года . Получено 1 октября 2021 года .
  78. ^ Публикация Euro Inox (2009). «Нержавеющие стали в контакте с другими материалами» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 16 апреля 2021 г. . Получено 1 октября 2021 г. .
  79. ^ abcd Bauer, Alfred E. "Stainless Steels in Waters; Galvanic Corrosion and its Prevention". Nickel Institute . pp. 7–9. Архивировано из оригинала 12 июня 2018 г. Получено 1 октября 2021 г.
  80. ^ "Окислительная стойкость нержавеющих сталей". Британская ассоциация нержавеющей стали. Архивировано из оригинала 7 августа 2020 года . Получено 1 октября 2021 года .
  81. ^ Американский институт железа и стали (апрель 1979 г.). "Высокотемпературные характеристики нержавеющей стали". Nickel Institute . Архивировано из оригинала 7 марта 2018 г. Получено 1 октября 2021 г.
  82. ^ Эллиотт, Питер (август 1990 г.). «Практическое руководство по высокотемпературным сплавам». Институт никеля . Архивировано из оригинала 7 марта 2018 г. Получено 1 октября 2021 г.
  83. ^ Ферритный раствор Свойства/преимущества/применения. ISSF, Международный форум по нержавеющей стали. Апрель 2017 г. ISBN 978-2-930069-51-7. Архивировано из оригинала 12 октября 2018 . Получено 15 октября 2018 .
  84. ^ "ASTM A480/A480M-18 Стандартные технические условия на общие требования к плоскокатаным нержавеющим и жаропрочным стальным пластинам, листам и полосам". ASTM International . 21 декабря 2018 г. Получено 30 ноября 2021 г.
  85. ^ Кокрейн, Дэвид; Хельцель, Мартина (2005). Руководство по отделке нержавеющей стали 3-е изд. (PDF) . Брюссель. Бельгия: Euro Inox. С. 4–23. ISBN 287997173X.
  86. ^ Веллинг, Андреас (13 сентября 2019 г.). «Объяснение отделки нержавеющей стали – EN и ASTM». Fractory .
  87. ^ ab Пьер-Жан, Куна (2007). Сварка нержавеющих сталей. ISBN 978-2-87997-180-3. Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. . Получено 1 октября 2021 г. .
  88. ^ "Ultimate Guide - Stainless Steel - Fabrication, Grinding, and Finishing with Abrasives". Empire Abrasives . Архивировано из оригинала 30 июня 2021 г. Получено 28 июня 2021 г.
  89. ^ Гордон, Уэйн; ван Беннеком, А. (1996). «Обзор стабилизации ферритных нержавеющих сталей». Materials Science and Technology . 12 (2): 126–131. Bibcode : 1996MatST..12..126G. doi : 10.1179/mst.1996.12.2.126.
  90. ^ Сингх, Рамеш (2012). "Глава 6 - Сварка коррозионно-стойких сплавов - Нержавеющая сталь". Прикладная сварка : 191–214. doi : 10.1016/B978-0-12-391916-8.00018-2. ISBN 9780123919168.
  91. ^ "Руководство по сварке дуплексной нержавеющей стали" (PDF) . Industeel ArcelorMittal. 2019. Архивировано (PDF) из оригинала 6 января 2021 г. . Получено 1 октября 2021 г. .
  92. ^ Космак, Аленка (2013). Склеивание нержавеющих сталей. Euro Inox. С. 11–13. ISBN 978-2-87997-388-3. Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. . Получено 1 октября 2021 г. .
  93. ^ "Life cycle Costing". World Stainless ( www.worldstainless.org ) . Архивировано из оригинала 17 сентября 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  94. ^ Фуллер, Зиглинде (2016). «Анализ стоимости жизненного цикла». WBDG . Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  95. ^ Аль-Вазир, Адель; Харрис, Бобби; Нутакор, Кристофер (2005). Федеральное управление шоссейных дорог (США) (ред.). «Применение LCCA к мостам». Публикация FHWA-HRT-06-001 Vol. 69 No. 3, ноябрь-декабрь 2005 г. Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  96. ^ "Стандарт ISO 15686-5: Здания и построенные активы. Планирование срока службы. Калькуляция стоимости жизненного цикла". 2008. Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. Получено 1 октября 2021 г.
  97. ^ Международный форум по нержавеющей стали (2015). «Нержавеющая сталь и CO2: факты и научные наблюдения». Архивировано из оригинала 8 мая 2020 года . Получено 1 октября 2021 года .
  98. ^ Джонсон, Дж.; Рек, Б.К.; Ванг, Т.; Граеде, ТЕ (2008), «Энергетическая выгода от переработки нержавеющей стали», Энергетическая политика , 36 (1): 181–192, Bibcode : 2008EnPol..36..181J, doi : 10.1016/j.enpol.2007.08.028
  99. ^ "Переработка никеля". Nickel Institute . Архивировано из оригинала 12 июня 2018 года . Получено 1 октября 2021 года .
  100. ^ «Переработка нержавеющей стали (слайды «Переработанное содержимое» и «Входной состав»)». Международный форум по нержавеющей стали. 2006. Архивировано из оригинала (Flash) 27 января 2011 г. Получено 19 ноября 2006 г.
  101. ^ Рек, Барбара; Шамбон, Мартин; Хашимото, Сейджи; Грэдель, TE (2010). «Глобальный цикл нержавеющей стали является примером роста Китая до доминирования в металлургии». Environmental Science & Technology . 44 (10). Environ. Sci. Technol., 44, 10: 3940–3946. Bibcode : 2010EnST...44.3940R. doi : 10.1021/es903584q. PMID  20426460.
  102. ^ Wu, Wenjie; Maye, Mathew M. (1 января 2014 г.). «Слияние пустот в наночастицах типа «ядро/сплав» с интерфейсами из нержавеющей стали». Small . 10 (2): 271–276. doi :10.1002/smll.201301420. PMID  23881842.
  103. ^ Патент США 10695831, Maye, Mathew M. & Wu, Wenjie, "Method to control void formation in nanomaterials using core/alloy nanoparticles with stainless interfaces" "Patent Database Search: Error". Архивировано из оригинала 21 ноября 2005 г. Получено 24 апреля 2017 г.  {{cite web}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  104. ^ Лю, Сюань (2017). «Простая модификация поверхности повсеместной нержавеющей стали привела к созданию компетентных электрокатализаторов для общего расщепления воды». ACS Sustainable Chemistry & Engineering . 5 (6): 4778–4784. doi :10.1021/acssuschemeng.7b00182.
  105. ^ Лангард, С. и Р. М. Стерн, «Никель в сварочном дыме — опасность возникновения рака у сварщиков? Обзор эпидемиологических исследований рака у сварщиков», 1984, IARC Scientific Publications 1984;(53):95-103, обобщено на веб-сайте Национальных институтов здравоохранения , получено 16 марта 2020 г.
  106. ^ Лангард, С. (1994). «Рак у сварщиков, связанный с никелем». Sci Total Environ . 148 (2–3): 303–9. Bibcode : 1994ScTEn.148..303L. doi : 10.1016/0048-9697(94)90408-1. PMID  8029707.
  107. ^ Lauritsen, JM, KS Hansen и A. Skytthe: «Заболеваемость раком среди сварщиков мягкой и нержавеющей стали и других рабочих по металлу», Архивировано 1 октября 2021 г. в Wayback Machine Октябрь 1996 г., American Journal of Industrial Medicine , стр. 373–82, обобщено на веб-сайте National Institutes of Health , получено 16 марта 2020 г.
  108. ^ Лауритсен, Дж. М. и К. С. Хансен, «Смертность от рака легких у сварщиков нержавеющей и мягкой стали: вложенное референтное исследование случая», Архивировано 10 апреля 2014 г. в Wayback Machine , октябрь 1996 г., Американский журнал промышленной медицины , обобщено на веб-сайте Национальных институтов здравоохранения , получено 16 марта 2020 г.
  109. ^ Кнудсен, Л. Э. и Х. Берр, «Повторное обследование датских сварщиков нержавеющей стали, ранее обследованных в 1987 году». Архивировано 1 октября 2021 г. в Wayback Machine (статья на датском языке) 14 июля 2003 г. Ugeskr Laeger, 165(29):2882-6, обобщено на веб-сайте Национальных институтов здравоохранения , получено 16 марта 2020 г.
  110. ^ Рапапорт, Лиза, «Еще больше доказательств того, что сварочные пары повышают риск рака легких». Архивировано 14 апреля 2021 г. на Wayback Machine , 21 мая 2019 г., Reuters News Service , получено 16 марта 2020 г.
  111. ^ ab "Сварка и рак", Архивировано 20 июня 2020 г. на Wayback Machine в разделе "Сварка" на веб-сайте Cancer Council Australia , получено 16 марта 2020 г.
  112. ^ Kamerud, Kristin L.; Hobbie, Kevin A.; Anderson, Kim A. (19 сентября 2013 г.). «Нержавеющая сталь выщелачивает никель и хром в продукты питания во время приготовления пищи». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 61 (39): 9495–9501. doi :10.1021/jf402400v. ISSN  0021-8561. PMC 4284091. PMID 23984718  . 
  113. ^ Безопасная кухонная посуда: выщелачивает ли нержавеющая сталь химикаты? Архивировано 26 июня 2021 г. на Wayback Machine healthybuildingscience.com , просмотрено 28 января 2019 г.
  114. ^ «Соединения никеля», архивировано 15 августа 2021 г. на Wayback Machine в разделах «Вещества, вызывающие рак», «Факторы риска», «Причины и профилактика рака», «О раке» на веб-сайте Национального института рака , извлечено 16 марта 2020 г.
  115. ^ «Может ли обычная кухонная посуда вызывать рак?» Архивировано 13 апреля 2021 г. в Wayback Machine 8 февраля 2015 г., UPMC HealthBeat, UPMC ( Медицинский центр Питтсбургского университета ), получено 16 марта 2020 г.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки