Технология низкоуглеродистого феррохрома

Карноухов В.Н., и др.
Екатеринбург, 2001 г.

Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям.

 

СОСТАВ И ПРИМЕНЕНИЕ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА
 
В соответствии с требованиями ГОСТ 4757—91 "Феррохром", марки и химический состав низкоуг­леродистого феррохрома должны соответствовать требовани­ям, указанным в табл. 1.1.
Содержание углерода в феррохроме разное, что позволяет использовать его для выплавки большого сортамента хромсодержащих сталей.
Феррохром и промышленный металлический хром использу­ются в производстве высокопрочных конструкционных, кислото-, жароупорных, нержавеющих, инструментальных (включая быстрорежущую) и других специальный сталей. Сплавы хрома с углеродом и кобальтом или никелем (стеллиты) употребляются для изготовления режущего инструмента, двойные хромоникелевые сплавы (нихромы) — проволок сопротивления в нагрева­тельных устройствах и термопарах. Из медно-хромовых сплавов с добавкой кремния и цинка получают проволоку для контакт­ной электросварки; хромсодержащие медные сплавы широко применяются при изготовлении троллейбусных и телеграфных проводов, электрических контактов, пружин и катаного полуфа­бриката для химической промышленности [1].
Концентрация хрома в стали зависит от назначения и предъ­являемых к ней требований и изменяется от десятых долей про­цента до 30—40 %.
Подразделяются следующие группы сталей и сплавов: низ­колегированные жаропрочные стали, высоколегированные хромистые, аустенитные стали с карбидным упрочнением, аустенитные стали и сплавы с карбидно-интерметаллидным уп­рочнением, жаропрочные сплавы на основе никеля, а также ни­келя и железа.
Наибольший сортамент представляют коррозионно-стойкие стали: хромистые, хромоникелевые и хромомарганцевые. В хро­мистых среднелегированных сталях содержание хрома состав­ляет 5—10 %, хромокремнистых (типа Х9С2, Х10С2М и др.) 6—10 % Сr, хромистых сталях мартенситного класса 10—17 % Сг, в высокохромистых сталях с азотом (Х28АН) 17—30 % Сr. Хромоникелевые стали аустенитного (25 % Сг, 18 % Ni, 6,1 % Mo, 0,7 % Си и 0,2 % N) и аустенитно-ферритного классов пред­назначены для изготовления оборудования, работающего в мор­ской воде при добыче нефти и газа.
Хром входит в состав инструментальных сталей, быстроре­жущих (P18, Р9), штамповых для холодного (Х12М, Х6ВФ) и го­рячего (5ХНМ, 5ХНСВ) деформирования. В конструкционных сталях содержится 1—2 % Сr.
Разнообразный сортамент хромсодержащих сталей требует применения различных марок феррохрома, в которых содержа­ние углерода изменяется от 0,01 % до 8 %, а концентрация фос­фора, серы и примесей цветных металлов минимальна.
Коррозионная стойкость нержавеющей стали, которая в со­четании с высокой прочностью материала, простотой изготов­ления, а также жаростойкостью и теплостойкостью, выделила группу нержавеющих сталей в особо важную продукцию для ре­шения большинства производственных задач начиная с химиче­ской и нефтехимической отраслей промышленности и кончая целлюлозно-бумажной. Ценные свойства нержавеющей стали позволили использовать ее в качестве материала для производ­ства товаров народного потребления: кастрюли и сковороды, ножевые изделия, кухонные столы и барабаны стиральных ма­шин обычно изготавливают из нержавеющих сталей типа А131—304. Эта марка аустенитных сталей составляет около 60 % мирового потребления и содержит примерно 18 % хрома и 8 % никеля.
Основное требование, предъявляемое к сталям группы не­ржавеющих и жаропрочных, — коррозионная стойкость (спо­собность противостоять воздействию агрессивной среды при обычной температуре) или жаростойкость (сопротивление воз­действию газовой среды или пара высоких температур). Корро­зионная стойкость зависит от наличия на поверхности изделия в агрессивных средах прочной пассивирующей пленки, которая препятствует проникновению агрессивного вещества в более глубокие слои металла и процессу взаимодействия с ним [2]. К наиболее сильным пассивирующим элементам в окислительных средах относится хром. Образующаяся пленка оксидов хрома имеет толщину в несколько атомных слоев. Плотность ее и ан­тикоррозионные свойства стали увеличиваются с повышением содержания хрома. При содержании хрома 12—13 % сталь ста­новится нержавеющей, т. е. устойчивой в атмосфере и в окисли­тельных средах. Увеличение содержания хрома до 28—30 % де­лает сталь устойчивой в агрессивных средах.
В жаропрочных сталях упрочняющей фазой наряду с карби­дами хрома являются карбиды ванадия, молибдена, вольфрама и других элементов, а также интерметаллидные соединения, в состав которых входят железо и хром, молибден, вольфрам, ни­обий, титан. Добавки тугоплавких элементов (молибдена, воль­фрама, ниобия, тантала) оказывают на упрочняющую фазу стабилизирующее действие. Оно усиливается, если вводится не один, а несколько элементов. По этой причине жаропрочные стали легируют, как правило, одновременно несколькими эле­ментами.