Corrosion of Austenitic Stainless Steels

Описание

Это всестороннее исследование охватывает все типы коррозии аустенитной нержавеющей стали. Оно также рассматривает методы обнаружения коррозии и исследования отказов, связанных с коррозией, вместе с рекомендациями по улучшению коррозионной защиты сталей.

Ключевые особенности

Подробно рассматривает все типы коррозии аустенитной нержавеющей стали Охватывает методы обнаружения коррозии и исследования отказов, связанных с коррозией Излагает рекомендации по улучшению коррозионной защиты сталей

Материаловедение, как и все другие отрасли науки, полно неожиданностей и парадоксов. Коррозионное поведение аустенитных нержавеющих сталей даёт множество примеров. Эти материалы, обладающие превосходной стойкостью к общей коррозии, подвержены локальным формам разрушения: питтингу, щелевой и межкристаллитной коррозии. Их уязвимость к коррозионному растрескиванию под напряжением - классический пример парадокса: чем прочнее сплав и выше его коррозионная стойкость, тем легче он может разрушиться от SCC. Впервые я столкнулся с этой проблемой в 1968 году, когда на первой индийской атомной электростанции в Тарапуре обнаружили межкристаллитное SCC сварных конструкций; трещины нашли в конце строительства, перед загрузкой топлива, и масштабный ремонт задержал ввод станции на девять месяцев. Когда в 1974 году я перешёл из атомного исследовательского центра Бхабхи в Мумбаи, чтобы создать металлургическую программу нового реакторного центра в Калпаккаме, позднее переименованного в IGCAR, аустенитные нержавеющие и хромомолибденовые ферритные стали стали основными объектами исследования, аттестации и собственного освоения. Аустенитные нержавеющие стали настолько неотделимы от быстрых реакторов-размножителей, что французы называли SUPERPHENIX «собором из нержавеющей стали». Как один из крупнейших центров мира по исследованию, разработке, проектированию и инженерии быстрых реакторов, IGCAR накопил знания и опыт по всем аспектам металлургии, свойств и поведения этих сталей. Особенно оригинальными и новаторскими стали исследования механизмов, предотвращения и мониторинга коррозии. Книга отвечает потребности студентов, преподавателей, исследователей, изготовителей и пользователей аустенитных нержавеющих сталей во многих отраслях в доступном источнике по всем аспектам коррозии, её предотвращения и контроля. Отрадно, что в одном месте собраны работы IGCAR в этой важной области: библиографии глав включают много статей и диссертаций центра. Все авторы - выдающиеся учёные, с которыми я работал от нескольких лет до трёх десятилетий; четверо, включая обоих редакторов, были моими докторантами, а ещё одним я руководил при подготовке магистерской работы. Поэтому это предисловие приносит мне не только огромную радость, но и заслуженную гордость.

Аустенитные нержавеющие стали - уникальное семейство инженерных материалов благодаря применению во множестве отраслей, от целлюлозно-бумажной до химической, нефтехимической и атомной. Широкому использованию способствуют достаточные высокотемпературные механические свойства, хорошая технологичность и превосходная коррозионная стойкость в разных средах. Стойкость к общей коррозии связывают с тонкой, сцепленной с поверхностью и самовосстанавливающейся пассивной плёнкой, возникающей в большинстве сред. Но локальное разрушение плёнки способно вызвать опасную местную коррозию и внезапный отказ. Коррозионные разрушения составляют заметную часть отказов деталей из аустенитной нержавеющей стали и ведут к огромным производственным потерям и затратам на замену. Задача IGCAR в Калпаккаме - наука и технология быстрых реакторов-размножителей, где аустенитные нержавеющие стали являются основными конструкционными материалами и должны работать в средах от жидкого металла до нейтронного облучения и морской атмосферы при изготовлении и хранении. Для углублённого понимания этих сталей в 1975 году были созданы лаборатории коррозии и неразрушающего контроля. За последующие два с половиной десятилетия они выполнили новаторские работы по физической, механической, коррозионной и технологической металлургии. Накопленные в IGCAR сведения представлены здесь, чтобы поделиться знаниями с промышленностью, исследователями и преподавателями; ценность усиливается тем, что сопоставимого всеобъемлющего труда по широко применяемым аустенитным сталям почти нет. Основное внимание уделено коррозии AISI 304 и 316 и их модификаций. Основу составляют широкий обзор литературы по формам коррозии и результаты лабораторий авторов. Мы надеемся, что труд поможет промышленности полнее использовать потенциал нержавеющих сталей и долго будет полезен материаловедам, студентам-металлургам и учёным. Сначала дан обзор физической, механической и сварочной металлургии и физических свойств, затем общая коррозия. Поведение зависит не только от среды, но и от холодной деформации, сенсибилизации и высокотемпературных фазовых превращений; подробно показана их роль в питтинговой, щелевой, межкристаллитной коррозии и SCC в водных средах. Отдельно рассмотрено влияние микроорганизмов. Две главы посвящены высокотемпературной коррозии в жидких металлах и в воздухе или кислороде. Важная глава по модификации поверхности разбирает покрытия, термохимическую обработку, кольстеризацию, sol-gel, термическое напыление и осаждение из паровой фазы, лазерное оплавление и легирование, ионную имплантацию. Общие рекомендации охватывают проектирование, выбор материала, изготовление, хранение, монтаж и эксплуатацию. Практикующим инженерам полезен обзор оперативного обнаружения и мониторинга коррозии вихретоковыми, ультразвуковыми, радиографическими, акустико-эмиссионными и термографическими методами. Завершают книгу реальные отказы деталей, их анализ и меры предупреждения. Каждая глава снабжена широкой библиографией. Сложность и разнообразие коррозии аустенитных сталей продолжат привлекать новые компетенции и потребуют иных путей борьбы. Мы надеемся, что книга обогатит читателей, расширит полезные применения и поможет избежать эксплуатационных отказов, а также привлечёт молодых исследователей к этой важной области.