Стали и чугуны

-феррита. Сплавы, содержащие 0,51-2,03 % С, имеют чисто аустенитную структуру, образование которой начинается с первых моментов затвердевания жидкого металла.

Во многих нержавеющих сталях аустенит нестабилен и способен превращаться в мартенсит. Мартенсит имеет тот же состав, что и исходный аустенит, но иную игольчатую структуру. Прочность и твердость стали при этом повышаются, коррозионные свойства меняются незначительно.

Чугуны имеют в своем составе более 2,03 % С и подразделяются на доэвтектические (2,03 % < С < 4,25 %) и заэвтектические (С > > 4,25 %). В структуру доэвтектических чугунов входят: аустенит (основная составляющая) и перлит (эвтектическая смесь Ре и РезС). Переохлаждения, реализуемые в реальных процессах металлургического производства чугуна, способствуют выделению в структуре сплавов не цементита, а графита, имеющего так называемую крабовидную форму. Серый цвет излома чугунов с аустенитно-графитовой эвтектикой дал им название серых. В отличие от серых, белые чугуны имеют светло-серый гладкий излом, а в их состав входит аустенитно-цементитная эвтектика. В заэвтектических чугунах основной структурно-фазовой составляющей является графит (или цементит).

Кроме углерода в состав сталей всегда входят и многие другие химические элементы, как специально вводимые для придания металлу определенных свойств и называемые легирующими, так и неизбежно попадающие в металл из рудных материалов. Такие элементы называются примесными.

Примесные элементы могут образовывать с железом твердые растворы замещения (если их атомный диаметр отличается от атомного диаметра Ре не более, чем на 15%) или внедрения (если их атомный диаметр составляет не более 0,59% атомного диаметра Ре). Взаимодействуя друг с другом или с железом, примесные элементы образуют в структуре сталей неметаллические включения — оксиды, сульфиды или оксидосульфиды, количество, химический состав и структура которых определяются технологией выплавки металла.

К сталям обычного качества относятся сталь 1, сталь 2, сталь 3 и т.д., различающиеся содержанием углерода (0,15-0,45 %) и механическими свойствами.

Маркировка качественных сталей — сталь 10, 15, 20 и т.д. соответствует среднему содержанию в них углерода (в сотых долях %). Стали с содержанием легирующих компонентов не более 3—5 %, объединены в группу углеродистых или низколегированных. Их область применения: основная масса оборудования и металлоконструкций.

В соляной кислоте скорость растворения углеродистых сталей экспоненциально возрастает с концентрацией НС1.

, равной 47-50%. В более концентрированных растворах скорость процесса уменьшается, что связано с образованием пассивных оксидных и сульфатных пленок на поверхности.

В азотной кислоте пассивация железа наступает при концентрации кислоты около 50%. При концентрации азотной кислоты 94-100 % железоуглеродистые сплавы вследствие явления перепассивации вновь сильно разрушаются.

В плавиковой кислоте низколегированные стали разрушаются очень быстро, если концентрация кислоты не превышает 50%. В более концентрированных растворах железо устойчиво.

Допускается транспортировка плавиковой кислоты концентрацией не ниже 60 % в стальных баллонах.

В концентрированных щелочах, особенно при высокой температуре, сплавы на основе железа подвержены коррозионному растрескиванию — так называемой каустической хрупкости.

В органических кислотах углеродистые стали подвержены сильной коррозии, которая увеличивается при доступе кислорода и с повышением температуры.

В спиртах, бензоле и органических растворителях железоуглеродистые стали коррозионноустойчивы.