Нержавіюча сталь із дисперсійним зміцненням — це категорія сплавів з нержавіючої сталі, які проходять процес термічної обробки, що називається дисперсійним зміцненням, для підвищення їх міцності та твердості. Цей процес передбачає утворення тонких виділень (дрібних частинок) у мікроструктурі сталі, які перешкоджають руху дислокацій, що призводить до підвищення механічних властивостей, таких як міцність і твердість.
Основні характеристики дисперсійно-твердіючої нержавіючої сталі:
Висока міцність і стійкість до корозії: нержавіючі сталі, що твердіють атмосферним опадом, зберігають стійкість до корозії, характерну для нержавіючих сталей, а також досягають високої міцності завдяки процесу термообробки.
Процес термічної обробки:
1. Теплова обробка розчину: Сталь нагрівають до високої температури (зазвичай приблизно від 1000°C до 1100°C), щоб розчинити легуючі елементи (такі як алюміній, мідь або ніобій) у твердий розчин.
2. Старіння: Після загартування (швидкого охолодження) сталь старіє при нижчій температурі (приблизно від 500°C до 700°C). Це сприяє випаданню зміцнюючих частинок, які перешкоджають руху дислокацій, тим самим зміцнюючи матеріал.
3. Склад: Нержавіючі сталі, що зміцнюються дисперсійним процесом, зазвичай леговані такими елементами, як мідь, алюміній, ніобій, титан або молібден, які сприяють виділенню твердих фаз, які підвищують міцність сталі.
Оцінки: Добре відомим прикладом дисперсійно зміцненої нержавіючої сталі є нержавіюча сталь 17-4 PH, яка містить залізо, хром, нікель і мідь. Інші класи, як-от 15-5 PH і 13-8 Mo, також широко використовуються в додатках, що вимагають поєднання високої міцності та стійкості до корозії.
Застосування: Нержавіюча сталь, що загартована дисперсійним процесом, широко використовується в галузях промисловості, де важливі як висока міцність, так і стійкість до корозії, наприклад у:
1. Аерокосмічний: Деталі літаків, турбінні лопатки, кріплення.
2. Медичний: Хірургічні інструменти, імпланти.
3. Хімічна обробка: Насоси, клапани та інші компоненти, що піддаються впливу жорстких умов.
4. Морський: Компоненти, що піддаються впливу солоної води.
1. Переваги:
Висока міцність, порівнянна з деякими інструментальними сталями.
Чудова стійкість до корозії та окислення, особливо у високотемпературних та агресивних середовищах.
Хороша здатність до формування та механічної обробки в стані, обробленому розчином.
2.Недоліки:
Може бути дорожчим за інші нержавіючі сталі через легуючі елементи та обробку.
Тривале старіння при високих температурах може призвести до крихкості, якщо не контролювати його ретельно.
Приклад марок дисперсійно-твердіючої нержавіючої сталі:
1.17-4 PH (також відомий як 630): Містить близько 17% хрому, 4% нікелю та 4% міді. Ця марка є однією з найбільш часто використовуваних і пропонує поєднання хороших механічних властивостей і стійкості до корозії.
2.15-5 PH: Подібний до 17-4 PH, але з дещо вищою міцністю та стійкістю до корозії, часто використовується в аерокосмічній та хімічній промисловості.
3.13-8 Пн: Містить приблизно 13% хрому, 8% нікелю та молібдену, що забезпечує чудову стійкість до корозійного розтріскування під напругою.
Підводячи підсумок, можна сказати, що нержавіючі сталі, що зміцнюються дисперсійним процесом, є надзвичайно універсальними матеріалами, які поєднують переваги стійкості нержавіючої сталі до корозії з покращеними механічними властивостями, такими як висока міцність, що робить їх придатними для вимогливих застосувань у багатьох галузях промисловості.
