Исследование состава образцов нержавеющей стали с помощью рентгеновского мироспектрального анализа

Исследование образца нержавеющей стали на химический состав

Данные исследования проводились для определения химического состава материала (нержавеющая сталь) с целью определения уязвимых к коррозии участков оборудования....

Rus

Eng

Исследование образца нержавеющей стали на химический состав

Необходимость проводить анализ возникла для предотвращения коррозии металла путем упрочнения стенок добавлением в сплав более стойких металлов.

Химический анализ образцов нержавеющей стали, в виде стружки и мелких кусочков, взятых из следующих нержавеющих емкостей: «верхнее кольцо емкости и переливная труба емкости V-80» (общий вид на фото 1), взяты отдельные образцы материала из «верхнего кольца емкости V-80» в виде стружки (фото 2) и из «переливной трубы емкости V-80» в виде мелких кусочков (фото 3); «корпус угольного фильтра» (общий вид на фото 4) взят образец в виде стружки (фото 5).


Фото 1: верхнее кольцо емкости и переливная труба емкости	Фото 2: забор материала из верхнего кольца емкости в виде стружки

Фото 3: забор материала из переливной трубы емкости в виде мелких кусочков	Фото 4: корпус угольного фильтра
	Фото 5: взят образец нержавеющей стали в виде стружки

Анализ состава трех образцов нержавеющей стали: «переливная труба емкости и переливная труба емкости V-80 », «верхнее кольцо емкости и переливная труба емкости V-80» и «корпус угольного фильтра».

Табл. 1 – Результаты, полученные методом рентгеновского микроспектрального анализа:

Образцы	Содержание элементов в сплаве на основе железа, мас.%
Образцы	Cr	Ni	Mo	Mn	Ti	Si
Переливная труба емкости V-80	16,28	11,99	2,42	1,80	0,54	0,68
Верхнее кольцо емкости V-80	16,39-17,12	11,02-11,06	2,11-2,57	1,69	0,40-0,39	0,44-0,42
Корпус угольного фильтра	16,02-16,43	10,47-10,68	2,43-3,03	1,53-1,70	0,39-0,45	0,54-0,75

Результаты показывают, что по металлическим составляющим все образцы («переливная труба емкости V-80», «верхнее кольцо емкости V-80» и «корпус угольного фильтра»), в соответствии с ASTM A240 близки по составу стали AISI 316L (см. таблицу 2).

В образце «корпус угольного фильтра» содержание молибдена находится на верхнем пределе. В образце «переливная труба емкости V-80» содержание титана находится на верхнем пределе. Разброс показан по двум опытам определения состава в разных местах. Очевидно, он характеризует, в основном, точность метода определения, т.к. метал сильно деформирован (лист), и усреднение ликваций по составу произошло.

Более коррозионно-стойкий сплав AISI 316L отличается от сплава AISI 316 наличием титана и меньшим содержанием углерода: 0,03 вместо 0,08 мас. % (см. таблицу 2). Проведенный анализ содержания углерода химическим методом показал, что во всех сталях содержание углерода колеблется в пределах 0,073-0,08 мас. %. Это соответствует максимально допустимому содержанию углерода в сплаве AISI 316. Дополнительная проверка с помощью спектрального анализа подтвердила наличие в сплавах титана.

Предоставленные образцы соответствуют сплаву AISI 316. Очевидно, наличие титана в нем ASTM A240 просто не гарантирует.

Справка

Табл. 2 - Химический состав нержавеющих сталей типа AISI 316 в соответствии с ASTM A240:

Образцы	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni	Mo	Ti
AISI 316	0.08 max	2.0 max	0.045 max	0.030 max	1.0 max	16.0 to 18.0	10.0 to 14.0	2.00 to 3.00	-
AISI 316L	0.03 max								0.5 max
AISI 316Ti	0.08 max								5X%C

Марка AISI 316 - улучшенная версия 304, с дополнением молибдена и немного более высоким никелевым содержанием.

Данная композиция AISI 316 значительно повышает коррозионное сопротивление в большинстве агрессивных средах. Молибден делает сталь более защищенной от питтинговой и щелевой коррозии в хлористой среде, морской воде и в парах уксусной кислоты. AISI 316 обладает более высокой прочностью и имеет лучшее сопротивление ползучести при высоких температурах, чем AISI 304. AISI 316 также обладает отличными механическими и коррозионными свойствами при отрицательных температурах.

Когда есть опасность коррозии в околошовных сварных зонах, должна быть использована низко-углеродная марка - AISI 316L.

AISI 316Ti стабилизированная титаном версия, используется для повышения термической стабильности в течение продолжительного времени в температурном дипазоне 550 — 800°C.