Legující prvky nerezových ocelí

Nerezové oceli obsahují několik legujících prvků, které jsou v souladu s konkrétním složením a třídou. Následující části popisují legující příměsi a důvody jejich přítomnosti a souhrnnou tabulku jednotlivých legujících prvků.

Obrázek: /Nutthpol Kandaj

Uhlík

Uhlík a železo se legují dohromady a tvoří ocel. Tento proces zvyšuje pevnost a tvrdost železa. Tepelné zpracování není vhodné ke zpevnění a ztvrdnutí čistého železa, ale po přidání uhlíku se realizuje široký rozsah pevnosti a tvrdosti.

Vysoký obsah uhlíku se nepreferuje u feritických a austenitických korozivzdorných ocelí, zejména pro účely svařování, kvůli riziku srážení karbidů.

Mangan

Přídavek manganu do oceli zlepšuje vlastnosti při zpracování za tepla a zvyšuje houževnatost, pevnost a kalitelnost. Stejně jako nikl je mangan austenitotvorným prvkem a tradičně se používá jako náhrada niklu v řadě austenitických korozivzdorných ocelí AISI200, například AISI 202 jako náhrada AISI 304.

Chrom

Chrom se kombinuje s ocelí, aby se zlepšila její odolnost proti oxidaci. Přidá-li se více chromu, odolnost se dále zvyšuje.

Nerezové oceli mají nejméně 10,5 % chromu (obvykle 11 nebo 12 %), což jim propůjčuje značnou úroveň odolnosti proti korozi ve srovnání s ocelemi s relativně nižším procentem chromu.

Odolnost proti korozi se připisuje tvorbě pasivní, samoopravné vrstvy oxidu chromu na povrchu nerezové oceli.

Nikl

Velké množství niklu – více než 8 % – se přidává do korozivzdorných ocelí s vysokým obsahem chromu, čímž vzniká nejdůležitější skupina ocelí, které jsou odolné proti teplu i korozi.

Mezi ně patří austenitické korozivzdorné oceli, které jsou charakterizovány číslem 18-8 (304/1.4301), kde tendence niklu tvořit austenit přispívá k vysoké pevnosti a vynikající houževnatosti nebo rázové houževnatosti, a to jak při nízkých, tak i vysokých teplotách. Nikl také výrazně zvyšuje odolnost proti korozi a oxidaci.

Molybden

Při smíchání s chromniklovými austenitickými ocelemi zvyšuje molybden odolnost proti štěrbinové a důlkové korozi, zejména v prostředí s obsahem síry a chloridů.

Dusík

Podobně jako nikl je dusík prvkem tvořícím austenit a zvyšuje austenitickou stabilitu korozivzdorných ocelí. Při smíchání dusíku s korozivzdornými ocelemi se výrazně zvyšuje mez kluzu spolu se zvýšenou odolností proti důlkové korozi.

Měď

V korozivzdorných ocelích je měď často přítomna jako zbytkový prvek. Tento prvek se přidává do několika slitin pro vytvoření vlastností precipitačního kalení nebo pro zlepšení odolnosti proti korozi, převážně v podmínkách kyseliny sírové a mořské vody.

Titan

Titan se často přidává pro stabilizaci karbidu, zejména pokud je třeba materiál svařovat. Titan se slučuje s uhlíkem za vzniku karbidů titanu, které jsou relativně stabilní a nemohou se v oceli snadno rozpouštět, což pravděpodobně snižuje výskyt mezikrystalové koroze.

Když je kolem 0,25 / 0.60 % titanu se přidává uhlík, dochází ke sloučení uhlíku s titanem na rozdíl od chromu, čímž se zabrání vázání korozivzdorného chromu ve formě mezizrnitostních karbidů a s tím spojené ztrátě korozní odolnosti na hranicích zrn.

V posledních několika letech se použití titanu značně snížilo, protože výrobci oceli jsou schopni dodávat korozivzdorné oceli s extrémně nízkým obsahem uhlíku. Takové oceli lze snadno svařovat bez nutnosti stabilizace.

Fosfor

Pro zlepšení obrobitelnosti se často přidává fosfor se sírou. Přítomnost fosforu v austenitických korozivzdorných ocelích sice zvyšuje pevnost, ale má nepříznivý vliv na korozní odolnost a zvyšuje tendenci materiálu k porušování při svařování.

Síra

Síra zlepšuje obrobitelnost, pokud se přidává v malém množství, ale stejně jako fosfor má negativní vliv na korozní odolnost a následnou svařitelnost.

Selen

Selen se dříve používal jako přídavek pro zlepšení obrobitelnosti.

Niob/kolombium

Stabilizace uhlíku se dosahuje přidáním niobu do oceli a funguje stejně jako titan. Kromě toho niob zpevňuje slitiny a oceli pro provoz při zvýšených teplotách.

SiIicon

Křemík se obvykle používá jako deoxidační (ničící) činidlo v procesu tavení oceli a malé množství křemíku se používá ve většině ocelí.

Kobalt

Při vystavení silnému záření jaderných reaktorů se kobalt stává vysoce radioaktivním, a proto všechny korozivzdorné oceli nasazené v jaderném provozu budou mít určité omezení kobaltu, často 0.2 %.

Tato otázka je důležitá, protože určité množství zbývajícího kobaltu bude přítomno v niklu použitém k výrobě austenitických korozivzdorných ocelí.

Vápník

Vápník se přidává v malých množstvích pro zvýšení obrobitelnosti, aniž by měl škodlivý vliv na ostatní vlastnosti vyvolané selenem, fosforem a. sírou.

Následující tabulka ukazuje vliv legujících prvků na vlastnosti korozivzdorných ocelí.

Vliv legujících prvků na vlastnosti korozivzdorné oceli

.

Klíč
√ = prospěšný
X = škodlivý

Tyto informace byly získány ze zdrojů, revidovány a upraveny z materiálů poskytnutých společností Aalco – obchodník s železnými a neželeznými kovy.

Další informace o tomto zdroji naleznete na stránce Aalco – Ferrous and Non-Ferrous Metals Stockist.

Citace

.