Никелевая сталь

Это сталь легированная  никелем.   Используется с 80-х гг. 19 в.

Различают:

1. Легированную только никелем.
2. И сложно легированную никелевая сталь в к-рую, помимо никеля, добавляют хром, молибден, вольфрам и др. хим. элементы.

Никель значительно увеличивает прокаливаемость и уменьшает критическую скорость закалки, что дает возможность   глубоко   прокаливать изделия больших размеров.

А также использовать для закалки, уменьшая закалочные напряжения, более мягкие среды, чем для углеродистой стали.

Что такое никелевая сталь

Никель повышает также способность стали к улучшению (даже при больших сечениях изделий) и уменьшает чувствительность к перегреву,  что очень важно для конструкционных сталей.

Однако стали, содержащие более 4% Ni, склонны к образованию трещин при охлаждении, особенно в литом состоянии.

Никелевая сталь содержащие   0,5—1,0%   Ni,   отличаются   повышенной   коррозионной стойкостью при длительных выдержках в воде (в т. ч. и морской), в разбавленных солях и к-тах.

Стали, содержащие 5—7% Ni, коррозионно-стойки в щелочах.

При введении в железоуглеродистый сплав до 30% Ni снижается   теплопроводность,    повышаются теплоемкость и температурный коэфф. линейного расширения.

При большем содержании никеля теплопроводность увеличивается, а  теплоемкость   и  температурный коэффициент линейного расширения уменьшаются.

Если в углеродистой стали содержится 30% Ni, электропроводность минимальна, а магн. насыщение близко к нулю.

Свойства

Никелевая сталь отличается от углеродистой стали более высокой вязкостью  при  одинаковой прочности.

Если никель содержится более 20%, наблюдается увеличение пластичности при некотором уменьшении прочности.

Свойства никелевая сталь в поперечном сечении такие же, как в продольном. Улучшают их термообработкой.

Сталь марки 21H5A (0,18— 0,25%   С;  0,3-0,62%   Мn;  0,17-0,37% Si; не более 0,03% S; 0,03% Р; 0,3% Сr и 4,5—5,0% Ni) закаливают в масле при т-ре 780 ± 20° С и отпускают при т-ре 150—170° С, охлаждая на воздухе.

После такой термообработки предел прочности на растяжение составляет 120 кгс/мм², предел текучести 95 кгс/мм², удлинение 9%, сужение 40%, ударная вяз-кость 5 кгс • м/см², твердость 380— 440 НВ.

Цементация никелем

У цементуемых никелевая сталь переход от цементованного слоя к ненауглероженной сердцевине более плавный, чем у углеродистых.

Скорость цементации этих сталей практически одинакова, но содержание углерода в поверхностном слое стали значительно меньше, и грубая цементитная сетка встречается очень редко.

При длительных выдержках никель   препятствует   укрупнению зерна в цементованном слое.

Стали марок никеля

Из стали марки 21Н5А изготовляют катаные, холоднотянутые и кованые прутки. Стали марок 0Н6 и 0Н9 содержат до 0,06% С; 0,45—0,60% Мn; 0,17-0,37% Si и соответственно 6,5—7,0 и 8,5—9,5% Ni.

Сталь марки 0Н6 используют после двойной нормализации (950 ± ± 10 и 820 ± 10° С) и отпуска при 580 — 600° С в течение 2,5 — 3 ч.

Охлаждая на воздухе, или после закалки при температуре 820 ± ± 10° С в воде и отпуска при т-ре 580—600° С в течение 2,5—3 ч, также охлаждая на воздухе.

Сталь марки 0Н9 используют только после двойной нормализации (т-ры 900 ± 10 и 790 ± 10° С) и отпуска при т-ре 550—580° С в течение 2,5—3 ч, охлаждение на воздухе.

Прочность и пластичность стали марки 0Н9 при т-рах 20 и —196° С выше, чем стали марки 0Н6.

Из стали марок 0Н6 и 0Н9 изготовляют изделия, эксплуатируемые под давлением при т-ре — 196° С.

Сложнолегированные стали используют в качестве конструкционных и инструментальных сталей, а также сталей с особыми физическими и химическими св-вами.

Конструкционная хромоникелевая сталь (марок 20ХН, 45НХ и 12 ХНЗА) отличается высокой твердостью, прочностью и ударной вязкостью.

В инструментальных хромоникелевых сталях (марок 5ХНМ и 5ХНВ) никель уменьшает критическую скорость охлаждения, увеличивая прокаливаемость.

А хром, как карбидо-образующий элемент, повышает износостойкость.

Для устранения отпускной хрупкости в эти стали обычно вводят молибден (0,4%) и вольфрам (до 1%).

Жаропрочные и коррозионностойкие хромоникелевые стали (марок 12Х18Н9Т, 10Х17Н13МЗТ и 03Х16Н15МЗБ) дополнительно легируют титаном, молибденом, ниобием и бором.

Из сложнолегированных сталей изготовляют:

1. Арматуру печей.
2. Трубы.
3. Сопловые лопатки.
4. Муфели и др. изделия.

Вывод

Эти стали, обладают уникальными свойствами, находят широкое применение в самых различных сферах.

Ее легирующие элементы, особенно никель, существенно повышают устойчивость к коррозии, прочность и вязкость материалов.

Сложнолегированные стали, включающие хром и молибден, обеспечивают дополнительные преимущества, что делает их идеальными для изготовления конструкционных и инструментальных изделий, работающих в экстремальных условиях.

Технологии термообработки и цементации стали позволяют достигать высокой прочности и улучшенных характеристик, что особенно важно для изделий, эксплуатируемых под давлением или при низких температурах.

Стали марок 0Н6 и 0Н9, с их повышенной прочностью и пластичностью, идеально подходят для использования в условиях, требующих надежности и долговечности.

Статья на тему никелевая сталь