Materijali II/2012

SPECIJALNI KONSTRUKCIJSKI ČELICI

Materijali II/2012

KOROZIJSKI I KEMIJSKI POSTOJANI ČELICI

VISOKOLEGIRANI ČELICI

Materijali II/2012

VRSTE KOROZIJE

1. KEMIJSKA KOROZIJA

2. ELEKTROKEMIJSKA KOROZIJA

Materijali II/2012

NELEG. ČELICI

Fe3O4 -magnetit

Fe2O3

20°C oksidira na zraku

FeO

KEMIJSKA KOROZIJA

kemijske reakcije na površini – npr. oksidacija

Materijali II/2012

ELEKTROKEMIJSKA – uz prisutnost ELEKTROLITA

ELEKTROLIT → električki vodljiv medij – npr. morska voda ili vlažna atmosfera

elektrolitANODA KATODA

Razlika elektropotencijala.

Korodirani metal se ponaša kao ANODA

Materijali II/2012

1. Isključivanje uzroka korozije;

2. Utjecanje na medij

3. Konstrukcijsko oblikovanje

4. Primjena materijala otpornih na koroziju

5. Primjena zaštitnih prevlaka

6. Primjena katodne ili anodne zaštite

NAČINI ZAŠTITE OD KOROZIJE

Materijali II/2012

POJAVNI OBLICI KOROZIJE KOD METALA

a) OPĆA

b) MJESTIMIČNA (SELEKTIVNA):

točkasta, kontaktna, interkristalna, napetosna.

Materijali II/2012

OPĆA KOROZIJA – HRĐANJE, OKSIDACIJAstvaranje FeO, Fe2O3, Fe3O4

Materijali II/2012

NAČINI ZAŠTITE ČELIKA OD OPĆE KOROZIJE:

dodatak više od 0,2 %Cu u niskougljičnim čelicima,

izbor korozijski postojanog čelika,

lakiranje ili plastificiranje površina,

galvansko prevlačenje

dodavanje inhibitora u okolni medij.

Materijali II/2012

UVJETI OPĆE KOROZIJSKE POSTOJANOSTI ČELIKA

a) barem ....... i to u čvrstoj otopini

b) da ima homogenu monofaznu mikrostrukturu:

Ne smije biti lokaliteta (faza) različitih elektropotencijala.

Materijali II/2012

VRSTE ČELIKA

1. Cr-ČELICI

ALAFAGENI ELEMENTI

feritni

martenzitni

2. Cr-Ni, Cr-Ni-Mo i Cr-Mn ČELICI:

GAMAGENI ELEMENTI

austenitni

Materijali II/2012

FERITNI ČELICI

Materijali II/2012

AUSTENITNI ČELICI

Leg. elementi:--

- ZA NISKE TEMPERATURE- ZA VISOKE TEMPERATURE

.... rešetka

Materijali II/2012

poboljšavanje: kaljenje + visoko popuštanje

MARTENZITNI ČELICI

niži %C – konstr. čelici (viša korozijska otpornost)

viši % C – alatni čelici (viša otpornost na trošenje)

Materijali II/2012

TOČKASTA ILI JAMIČASTA (“PITTING”) KOROZIJA

Materijali II/2012

Otpornost čelika povisuje se:

- legiranjem s Mo i uz povišen %Cr

Djelotvorna suma elemenata:

DS = %Cr + 3,3·(%Mo) + 30·(%N)

DS 25 vrlo dobro a DS 35 izvrsno

Materijali II/2012

KONTAKTNA (GALVANSKA ILI BIMETALNA) KOROZIJA

Dodir DVAJU RAZLIČITIH METALA ILI LEGURA u prisutnosti elektrolita.

neplemenitiji “plemenitiji”

ELEKTROLIT

Materijali II/2012

PlatinaZlatoSrebroAustenitni čelik 18-8+Mo (pasivan)Nikal (pasivan)Cu-Ni legura (60-90 Cu, 40-10 Ni)BakarNikal (aktivan)Austenitni čelik 18-8+Mo (aktivan)Fe ili neleg. čelikAl-legura (4,5 Cu, 1,5 Mg, 0.6 Mn)KadmijTehnički čisti aluminijZinkMagnezij i Mg-legure

Plemenitokatodno

Aktivno ilianodno

+1.498+1.2

+0.799+0.788+0.337

0.000-0.250-0.440-0.744-0.763-1.662-2.363-2.714

Au-Au3+

Pt-Pt2+

Ag-Ag+

Hg-Hg22+

Cu-Cu2+

H2-H+

Ni-Ni2+

Fe-Fe2+

Cr-Cr3+

Zn-Zn2+

Al-Al3+

Mg-Mg2+

Na-Na+

Eo at 25oC, (V vs NHE)

Reakcija

Galvanske serijeu morskoj vodi

Standardne emfserije

Materijali II/2012

PRIMJER KONTAKTNE KOROZIJE ALUMINIJSKOG TRUPA BRODA

Materijali II/2012

Kip sove na državnom arhivu -BAKAR NA ČELIČNOM nosaču

Materijali II/2012

INTERKRISTALNA KOROZIJA

Materijali II/2012

Duljim držanjem pri 550-800 ºC dolazi do SENZIBILIZACIJE

Ako je %C previsok, a brzina ohlađivanja premala,stvaraju se i izlučuju Cr-karbidi,

Materijali II/2012

b) Odabir STABILIZIRANOG ČELIKA

a) Ugrijati na 1050-1150 °C i gasiti u vodi.

SPRJEČAVANJE IK

c) Izbor čelika sa što nižim %C

Materijali II/2012

NAPETOSNA (TRANSKRISTALNA) KOROZIJA

Materijali II/2012

IZGLED NAPETOSNE KOROZIJE

Materijali II/2012

ČELICI ZA RAD PRI POVIŠENIM I VISOKIMTEMPERATURAMA

KRITERIJ POVIŠENIH TEMPERATURA ZA ČELIKE:

- normalne temperature: < 180 ºC

- povišene temperature: 180 ºC do 450 ºC

- visoke: > 450 ºC

Materijali II/2012

PROMJENA MEHANIČKIH SVOJSTAVAS TEMPERATUROM

Materijali II/2012

PUZANJE - temperatura početka puzanja ovisi o visini temperature tališta

Materijali II/2012

Rp1/t/T – granica puzanja

SVOJSTVA OTPORNOSTI NA PUZANJE

Rm/t/T – statička izdržljivost

Materijali II/2012

1. UGLJIČNI (NELEGIRANI) ČELICI

VRSTE ČELIKA MEHANIČKI OTPORNIH PRI POVIŠENIM TEMP.

2. NISKOLEGIRANI ČELICI – Cr, Mo i (V)

3. VISOKOLEGIRANI ČELICI – 12 %Cr

martenzitni čelici (+ Mo, V)

4. AUSTENITNI Cr-Ni (+ Mo, W, V, Ti, Nb…) ČELICI

SMJERNICE ZA POBOLJŠANJE MEHANIČKE OTPORNOSTI PRI POVIŠENIM TEMP.

LEGIRANJE

STRUKTURA

Materijali II/2012

VATROOTPORNI ČELICI

Tražena svojstva:

- otpornost visokotemepraturnoj oksidaciji – ljuskanju

(> 550 C), u okolini vrućeg zraka, vodene pare, agresivnih

plinova, plamena i sl.:

Vrste čelika:

- FERITNI

- AUSTENITNI

Materijali II/2012

ČELICI ZA RAD PRI NISKIM TEMPERATURAMA

Sniženjem temperature:

Pada: istezljivost (duktilnost), suženje, žilavost,

toplinska rastezljivost, toplinska vodljivost

Raste: tvrdoća, vlačna čvrstoća, granica razvlačenja,

osjetljivost na urezno djelovanje.

Osnovni zahtjev:Dovoljna žilavost tj. neosjetljivost na krhki lom

Materijali II/2012

Udarni rad loma – žilavost (KV – ISO-V) tipičnih vrsta čelika za rad pri niskim temperaturama

Materijali II/2012

Niskolegirani (mikrolegirani) sitnozrnati čelici

Čelici legirani s Ni (1,5-9%) za poboljšavanje:

Cr-Ni i Cr-Ni-N (Nb,Ti), Cr-Ni-Mo-N i Cr-Mn-Ni-N austenitničelici:

VRSTE ČELIKA S OBZIROM NA SNIŽENU TEMPERATURU PRIMJENE