Основные элементы нержавеющей стали

Нержавеющая сталь или коррозионно-стойкая сталь - это разновидность металлического сплава, который встречается во множестве форм. Он настолько хорошо служит практическим потребностям, что трудно найти какую-либо сферу жизни, где бы мы использовался этот вид стали. Основные компоненты нержавеющей стали: железо, хром, углерод, никель, молибден и небольшие количества других металлов.

Хром и никель:

Хром - это элемент, который делает нержавеющую сталь нержавеющей. Это важно при формировании пассивной пленки. Другие элементы могут влиять на эффективность хрома в формировании или сохранении пленки, но ни один другой элемент сам по себе не может создавать свойства нержавеющей стали.

При содержании хрома около 10,5% образуется слабая пленка, обеспечивающая мягкую защиту от атмосферных воздействий. При увеличении содержания хрома до 17-20%, что типично для аустенитных нержавеющих сталей серии 300, повышается стабильность пассивной пленки. Дальнейшее увеличение содержания хрома обеспечит дополнительную защиту.

Никель стабилизирует аустенитную структуру (зернистость или кристаллическую структуру) нержавеющей стали и улучшит механические свойства и характеристики изготовления. Содержание никеля 8-10% и выше снижает склонность металла к растрескиванию из-за коррозии под напряжением. Никель также способствует репассивации в случае повреждения пленки.

Марганец:

Марганец в сочетании с никелем выполняет многие функции, присущие никелю. Он также будет взаимодействовать с серой в нержавеющей стали с образованием сульфитов марганца, что увеличивает стойкость к точечной коррозии. Заменяя никель на марганец, а затем объединяя его с азотом, также повышается прочность.

Молибден:

Молибден в сочетании с хромом очень эффективен для стабилизации пассивной пленки в присутствии хлоридов. Это эффективно для предотвращения щелевой или точечной коррозии. Молибден, наряду с хромом, обеспечивает наибольшее повышение коррозионной стойкости нержавеющей стали. Edstrom Industries использует нержавеющую сталь 316, поскольку она содержит 2-3% молибдена, который обеспечивает защиту при добавлении хлора в воду.

Углерод:

Углерод используется для увеличения прочности. В мартенситной марке добавление углерода способствует упрочнению путем термообработки.

Азот:

Азот используется для стабилизации аустенитной структуры нержавеющей стали, что повышает ее устойчивость к питтинговой коррозии и укрепляет сталь. Использование азота позволяет увеличить содержание молибдена до 6%, что улучшает коррозионную стойкость в хлоридных средах.

Титан и ниобий:

Титан и ниобий используются для уменьшения сенсибилизации нержавеющей стали. При повышенной чувствительности нержавеющей стали может возникнуть межкристаллитная коррозия. Это вызвано выделением карбидов хрома во время фазы охлаждения при сварке деталей. Это приводит к истощению зоны сварки хромом. Без хрома пассивная пленка не может образоваться. Титан и ниобий взаимодействуют с углеродом с образованием карбидов, оставляя хром в растворе, поэтому может образовываться пассивная пленка.

Медь и алюминий:

Медь и алюминий, наряду с титаном, могут быть добавлены в нержавеющую сталь для ускорения ее затвердевания. Отверждение достигается замачиванием при температуре от 900 до 1150 ° F. Эти элементы образуют твердую интерметаллическую микроструктуру в процессе выдержки при повышенной температуре.

Сера и селен:

Сера и селен добавляются в нержавеющую сталь 304, чтобы обеспечить ее беспрепятственную обработку. Им становится нержавеющая сталь 303 или 303SE, которую используют для изготовления задвижек, гаек и деталей, которые не подвергаются воздействию питьевой воды.