Таблица коррозионной стойкости металлов
Обновлено: 25.06.2024
Поверхностное разрушение металла под действием внешней среды называется коррозией.
Чистое железо и низколегированные стали неустойчивы против коррозии в атмосфере, в воде и многих других средах, так как образующаяся пленка окислов недостаточно плотна и не изолирует металл от химического воздействия среды. Некоторые элементы повышают устойчивость стали против коррозии, и таким образом можно подобрать сталь, практически не подвергающуюся разрушению в данной среде.
При введении таких легирующих элементов происходит скачкообразное повышение коррозионной стойкости. К примеру, введение в сталь более 12% хрома (Cr) делает ее коррозионностойкой в атмосфере и во многих других промышленных средах. Стали содержащие менее 12% Cr, практически в столь же большой степени подвержены коррозии, как и железо. Стали содержащие 12-14% Cr, ведут себя как благородные металлы: обладая положительным электрохимическим потенциалом, они не ржавеют и не окисляются на воздухе, в воде, в ряде кислот, солей и щелочей.
Хромистые нержавеющие стали
Хромистые нержавеющие стали применяют трех типов: 13, 17 и 27% Cr в зависимости от требований имеют различное содержание углерода.
Стали с более 17% Cr имеют иногда небольшие добавки титана и никеля, которые вводят для улучшения механических свойств. Помимо этого стали с таким содержанием хрома обладают высокой коррозионной стойкостью вплоть до температуры 900 ºС.
Стали с содержанием хрома 13% более распространенные и наименее дорогостоящие, их применяют для бытовых назначений и в технике. Эти стали хорошо поддаются сварке. Сплавы с низким содержанием углерода пластичны, с высоким - обладают высокой твердостью и повышенной прочностью, из них изготавливают детали повышенной прочности и износоустойчивости (хирургический инструмент, подшипники, пружины и другие детали, работающие в активной коррозионной среде).
Аустенитные стали
Введение достаточного количества никеля (Ni) в хромистую сталь обеспечивает лучшую механическую прочность, делает сталь более коррозионностойкой и не хладноломкой. Нержавеющие стали с 18% Cr и 10% Ni получили наиболее широкое распространение в машиностроении.
Для того, чтобы повысить сопротивление коррозии в кислотах в сталь вводят молибден и медь, особенно молибден с медью при одновременном увеличении содержания никеля. При необходимости, чтобы иметь еще и высокие механические свойства вводят титан и алюминий.
Более высокую коррозионную стойкость имеют никеливые сплавы типа хастеллой 80% Ni и 20% Mo (сплавы НИМО) с дополнительным легированием.
Титан
Титан (Ti) имеет высокую удельную прочность, благодаря чему сплавы на его основе получили широкое применение в технике, особенно в тех областях, где важное значение имеет масса (авиация, ракетостроение и др.). Титан обладает высокой коррозионной стойкостью в большом количестве агрессивных сред, превосходя зачастую в этом отношении нержавеющую сталь. Поэтому проще перечислить среды, в которых титан растворяется: например, плавиковая, соляная, серная, ортофосфорная, щавелевая и уксусная кислоты.
Высокая коррозионная стойкость титана обусловлена образованием на поверхности плотной защитной оксидной пленки. Если эта пленка не растворяется в окружающей среде, то можно считать, что титан в ней абсолютно стоек. Например, морская вода за 4000 лет растворит слой титана толщиной 30 - 40 микрон (1 микрон равен 10-4 см). Если же оксидная пленка растворима в данной среде, то применение в ней титана недопустимо.
Тугоплавкие металлы
К тугоплавким относят металлы: ванадий, вольфрам, гафний, молибден, ниобий, тантал, технеций, титан, хром, цирконий, - температура плавления которых выше температуры плавления железа (1539 ºС), кроме металлов платиновой и урановой групп и некоторых редкоземельных.
Следует отметить, что при высоких температурах все тугоплавкие металлы являются кислотостойкими. При этом наиболее сильно выделяется тантал. Ниобий и молибден по коррозионной стойкости превосходят сплавы на основе железа или никеля, однако уступают танталу.
Применение таких материалов целесообразно в средах, в которых другие материалы не обладают коррозионной стойкостью. К таким средам относятся неорганические крепкие кислоты при повышенных температурах, а так же некоторые промышленные среды.
Несмотря на высокую стоимость металлов по сравнению с такими коррозионностойкимиматериалами, как высоколегированная нержавеющая сталь или хастеллой, применение сплавов тугоплавких металлов оправдано, так как вследствие высокой стойкости возможно эксплуатировать химические установки практически весь срок без замены приборов.Коррозионная стойкость нержавеющих сталей в некоторых кислотах.Прии комнатной температуре высокой стойкостью в этой кислоте обладают все
Коррозионная стойкость нержавеющих сталей в некоторых кислотах
Серная кислота
При 70ºС хромоникелевые стали нестойки даже в кислотах слабой концентрации, но примерно до 5% H2SO4 могут работать стали с добавлением молибдена и меди.
Однако последние разрушаются в кипящей серной кислоте до концентрации 30%. В этих случаях следует применять сплавы типа хастеллой, а при концентрации выше 30% в кипящей серной кислоте могут работать лишь тугоплавкие металлы.
Фосфорная кислота
При комнатной температуре любой концентрации устойчивы аустенитные стали, хромистые нет. В горячей кислоте устойчивы стали с добавками молибдена и меди до концентрации 25%, в кипящей - хастеллой до 50%, а при более высокой устойчивы лишь тугоплавкие металлы.
В соляной кислоте устойчивы стали с добавлением молибдена или меди при комнатной температуре и до концентрации 5%.
Коррозионная стойкость металлов и сплавов при нормальных условиях
Данная таблица коррозионной стойкости предназначена для составления общего представления о том, как различные металлы и сплавы реагируют с определенными средами.
Рекомендации не являются абсолютными, поскольку концентрация среды, ее температура, давление и другие параметры могут влиять на применимость конкретного металла и сплава.
На выбор металла или сплава также могут оказывать влияние экономические соображения.
Условные обозначения:
А - обычно не корродирует,
В - коррозия от минимальной до незначительной,
С - не подходит
Выбор материала проточной части
Таблица коррозионной стойкости металлов
ГОСТ 6032-2003
(ИСО 3651-1:1998,
ИСО 3651-2:1998)
СТАЛИ И СПЛАВЫ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИЕ
Методы испытаний на стойкость к межкристаллитной коррозии
Corrosion-resistant steels and alloys. Test methods of intercrystalline corrosion resistance
____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 6032-2017 с ГОСТ 6032-2003 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
__________________________________________________________________
Дата введения 2005-01-01
1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией, Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 145 "Методы контроля металлопродукции", ОАО "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения (ОАО "НИИХИММАШ")
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 24 от 5 декабря 2003 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
3 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международным стандартам: ИСО 3651-1:1998* "Определение стойкости к межкристаллитной коррозии нержавеющих сталей. Часть 1. Аустенитные и ферритно-аустенитные (двухфазные) нержавеющие стали. Коррозионные испытания в азотной кислоте путем определения потери массы (испытания по Хью)" - в части сущности метода и подготовки образцов; ИСО 3651-2:1998 "Определение стойкости к межкристаллитной коррозии нержавеющих сталей. Часть 2. Ферритные, аустенитные и ферритно-аустенитные (двухфазные) нержавеющие стали. Коррозионные испытания в средах, содержащих серную кислоту" - в части компонентов растворов для испытаний, подготовки образцов и оценки стойкости к межкристаллитной коррозии
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 9 марта 2004 г. N 149-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 6032-2003 (ИСО 3651-1:1998, ИСО 3651-2:1998) введен в действие непосредственно в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2005 г.
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2005 г.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний на стойкость к межкристаллитной коррозии (далее - МКК) металлопродукции из коррозионно-стойких сталей и сплавов, в том числе двухслойных, аустенитного, ферритного, аустенитно-ферритного, аустенитно-мартенситного классов по ГОСТ 5632, а также их сварных соединений и наплавленного металла.
МКК обусловлена объединением границ зерен хромом в результате выпадения по границам зерен богатых хромом фаз: карбидов хрома, -фазы, интерметаллических включений при выдержке сталей или сплавов при температуре 500 °С - 1000 °С.
В зависимости от химического состава стали и сплава и их назначения выбирают один из следующих методов испытаний на стойкость металла к МКК: АМУ, АМУФ, ВУ, ДУ, В, Б.
Выбор метода испытания определяется химическим составом металла и указаниями в нормативном документе на изготовляемое оборудование.
Методы испытания на стойкость к МКК Б и В, указанные в приложениях А и Б, являются рекомендуемыми.
Применение методов, приводимых в приложениях Д и Е, допускается наряду с основными методами испытания на стойкость к МКК настоящего стандарта.
Все вышеуказанные методы не могут быть использованы для определения коррозионной стойкости сталей и сплавов к другим видам коррозии (сплошной, питтинговой, язвенной, коррозионного растрескивания и т.д.).
В условных обозначениях методов АМУ, АМУФ, ВУ, ДУ, Б, В буквы обозначают:
А, Б, В, Д - буквенное наименование методов;
М - присутствие в растворе для испытаний металлической меди;
Ф - присутствие в растворе для испытаний иона фтора;
У - ускоренные испытания.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 1381-73 Уротропин технический. Технические условия
ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики
ГОСТ 3652-69 Кислота лимонная моногидрат и безводная. Технические условия
ГОСТ 3769-78 Аммоний сернокислый. Технические условия
ГОСТ 3776-78 Хрома (VI) оксид. Технические условия
ГОСТ 4165-78 Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия
ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия
ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия
ГОСТ 4463-76 Натрий фтористый. Технические условия
ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки
ГОСТ 6552-80 Кислота ортофосфорная. Технические условия
ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия
ГОСТ 6996-66 Сварные соединения. Методы определения механических свойств
ГОСТ 9485-74 Железо (III) сернокислое 9-водное. Технические условия
ГОСТ 9940-81 Трубы бесшовные горячедеформированные из коррозионно-стойкой стали. Технические условия
ГОСТ 9941-81 Трубы бесшовные холодно- и теплодеформированные из коррозионно-стойкой стали. Технические условия
ГОСТ 11125-84 Кислота азотная особой чистоты. Технические условия
ГОСТ 12601-76 Порошок цинковый. Технические условия
ГОСТ 14019-2003 (ИСО 7438:1985) Материалы металлические. Метод испытания на изгиб
ГОСТ 19347-99 Купорос медный. Технические условия
ГОСТ 22180-76 Кислота щавелевая. Технические условия
3 Подготовка образцов
3.1 Вырезка заготовок для образцов
Заготовки для образцов вырезают:
- из листа толщиной не более 10 мм, ленты и проволоки - из любого места в продольном направлении;
- из листа толщиной более 10 мм - из поверхностных слоев в продольном направлении. Допускается для испытаний методами АМУ, АМУФ, ВУ и В вырезать заготовки по сечению металла;
- из сортового: круглого, квадратного, шестигранного, фасонного проката - из осевой зоны в продольном направлении; из других видов проката - из любого места;
- из трубной заготовки - из осевой зоны в продольном или поперечном направлении;
- из труб - из любого места;
- из поковок - из напусков или тела поковки;
- из отливок - из тела отливки, из приливов или отдельно отлитых образцов;
- из наплавленного металла - из поверхностных слоев;
- из металла шва - из осевой зоны в продольном или поперечном направлении.
Допускается отбор заготовок для образцов проводить из промежуточной передельной заготовки при условии последующей аустенизации и провоцирующего нагрева или аустенизации без провоцирующего нагрева изготовляемых из нее образцов.
Размеры заготовок под образцы должны быть достаточными для изготовления требуемого количества образцов.
3.2 Изготовление образцов из заготовок
Образцы изготовляют следующих видов:
- из листа, ленты, сортового и фасонного проката, трубной заготовки, поковок, отливок, металла шва, наплавленного металла - плоские (таблица 1).
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
Единая система защиты от коррозии и старения
МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ
Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости
Unified system of corrosion and ageing protection. Metals and alloys. Methods for determination of corrosion and corrosion resistance indices
Дата введения 1987-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам
Л.И.Топчиашвили, Г.В.Козлова, канд. техн. наук (руководители темы); В.А.Атанова, Г.С.Фомин, канд. хим. наук, Л.М.Самойлова, И.Е.Трофимова
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31.10.85 N 3526
3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4815-84, СТ СЭВ 6445-88
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер пункта, приложения
6. ПЕРЕИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в октябре 1989 г. (ИУС 2-90)
Настоящий стандарт устанавливает основные показатели коррозии и коррозионной стойкости (химического сопротивления) металлов и сплавов при сплошной, питтинговой, межкристаллитной, расслаивающей коррозии, коррозии пятнами, коррозионном растрескивании, коррозионной усталости и методы их определения.
Показатели коррозии и коррозионной стойкости используют при коррозионных исследованиях, испытаниях, проверках оборудования и дефектации изделий в процессе производства, эксплуатации, хранения.
1. ПОКАЗАТЕЛИ КОРРОЗИИ И КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ
1.1. Показатели коррозии и коррозионной стойкости металла определяют в заданных условиях, учитывая их зависимость от химического состава и структуры металла, состава среды, температуры, гидро- и аэродинамических условий, вида и величины механических напряжений, а также назначение и конструкцию изделия.
1.2. Показатели коррозионной стойкости могут быть количественными, полуколичественными (балльными) и качественными.
1.3. Коррозионную стойкость следует, как правило, характеризовать количественными показателями, выбор которых определяется видом коррозии и эксплуатационными требованиями. Основой большинства таких показателей является время достижения заданной (допустимой) степени коррозионного поражения металла в определенных условиях.
Показатели коррозионной стойкости, в первую очередь время до достижения допустимой глубины коррозионного поражения, во многих случаях определяют срок службы, долговечность и сохраняемость конструкций, оборудования и изделий.
1.4. Основные количественные показатели коррозии и коррозионной стойкости металла приведены в таблице. Для ряда коррозионных эффектов (интегральных показателей коррозии) приведены соответствующие им скоростные (дифференциальные) показатели коррозии.
Основные количественные показатели коррозии и коррозионной стойкости
Коррозионный эффект (интегральный показатель коррозии)
Скоростной (дифференциальный) показатель коррозии
Показатель коррозионной стойкости
Глубина проникновения коррозии
Линейная скорость коррозии
Время проникновения коррозии на допустимую (заданную) глубину*
Потеря массы на единицу площади
Скорость убыли массы
Время до уменьшения массы на допустимую (заданную) величину*
Степень поражения поверхности
Время достижения допустимой (заданной) степени поражения*
Максимальная глубина питтинга
Максимальная скорость проникновения питтинга
Минимальное время проникновения питтингов на допустимую (заданную) глубину*
Максимальный размер поперечника питтинга в устье
Минимальное время достижения допустимого (заданного) размера поперечника питтинга в устье*
Степень поражения поверхности питтингами
Время достижения допустимой (заданной) степени поражения*
Скорость проникновения коррозии
Время проникновения на допустимую (заданную) глубину*
Снижение механических свойств (относительного удлинения, сужения, ударной вязкости, временного сопротивления разрыву)
Время снижения механических свойств до допустимого (заданного) уровня*
Глубина (длина) трещин
Скорость роста трещин
Время до появления первой трещины**
Снижение механических свойств (относительного удлинения, сужения)
Время до разрушения образца**
Уровень безопасных напряжений** (условный предел длительной коррозионной прочности**)
Пороговый коэффициент интенсивности напряжений при коррозионном растрескивании**
Количество циклов до разрушения образца**
Условный предел коррозионной усталости**
Пороговый коэффициент интенсивности напряжений при коррозионной усталости**
Степень поражения поверхности отслоениями
Суммарная длина торцов с трещинами
При линейной зависимости коррозионного эффекта от времени соответствующий скоростной показатель находят отношением изменения коррозионного эффекта за определенный интервал времени к величине этого интервала.
При нелинейной зависимости коррозионного эффекта от времени соответствующий скоростной показатель коррозии находят как первую производную по времени графическим или аналитическим способом.
1.5. Показатели коррозионной стойкости, отмеченные в таблице знаком*, определяют из временной зависимости соответствующего интегрального показателя коррозии графическим способом, приведенным на схеме, или аналитически из его эмпирической временной зависимостиПоказатели коррозионной стойкости при воздействии на металл механических факторов, в том числе остаточных напряжений, отмеченные в таблице знаком**, определяют непосредственно при коррозионных испытаниях.
Схема зависимости коррозионного эффекта (интегрального показателя) от времени
1.6. Допускается использование наряду с приведенными в таблице показателями других количественных показателей, определяемых эксплуатационными требованиями, высокой чувствительностью экспериментальных методов или возможностью использования их для дистанционного контроля процесса коррозии, при предварительном установлении зависимости между основным и применяемым показателями. В качестве подобных показателей коррозии с учетом ее вида и механизма могут быть использованы: количество выделившегося и (или) поглощенного металлом водорода, количество восстановившегося (поглощенного) кислорода, увеличение массы образца (при сохранении на нем твердых продуктов коррозии), изменение концентрации продуктов коррозии в среде (при их полной или частичной растворимости), увеличение электрического сопротивления, уменьшение отражательной способности, коэффициента теплопередачи, изменение акустической эмиссии, внутреннего трения и др.
Для электрохимической коррозии допускается использование электрохимических показателей коррозии и коррозионной стойкости.
При щелевой и контактной коррозии показатели коррозии и коррозионной стойкости выбирают по таблице в соответствии с видом коррозии (сплошная или питтинговая) в зоне щели (зазора) или контакта.
1.7. Для одного вида коррозии допускается характеризовать результаты коррозионных испытаний несколькими показателями коррозии.
При наличии двух или более видов коррозии на одном образце (изделии) каждый вид коррозии характеризуют собственными показателями. Коррозионную стойкость в этом случае оценивают по показателю, определяющему работоспособность системы.
1.8. При невозможности или нецелесообразности определения количественных показателей коррозионной стойкости допускается использовать качественные показатели, например, изменение внешнего вида поверхности металла. При этом визуально устанавливают наличие потускнения; коррозионных поражений, наличие и характер слоя продуктов коррозии; наличие или отсутствие нежелательного изменения среды и др.
На основе качественного показателя коррозионной стойкости дают оценку типа: стоек - не стоек, годен - не годен и др.
Изменение внешнего вида допускается оценивать баллами условных шкал, например, для изделий электронной техники по ГОСТ 27597.
1.9. Допустимые показатели коррозии и коррозионной стойкости устанавливают в нормативно-технической документации на материал, изделие, оборудование.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОРРОЗИИ
2.1. Сплошная коррозия
2.1.1. Потерю массы на единицу площади поверхности , кг/м, вычисляют по формуле
Читайте также: