Ruostumattomat teräkset Seosaineet

Ruostumattomissa teräksissä on useita seosaineita, jotka ovat koostumukseltaan ja laatuluokaltaan tietynlaisia. Seuraavissa kappaleissa kuvataan seostuslisäaineita ja syitä niiden esiintymiseen sekä yhteenvetotaulukko kustakin seosaineesta.

Image Credit: /Nutthpol Kandaj

Hiili

Hiili ja rauta seostetaan keskenään teräkseksi. Tämä prosessi lisää raudan lujuutta ja kovuutta. Lämpökäsittely ei riitä vahvistamaan ja kovettamaan puhdasta rautaa, mutta kun siihen lisätään hiiltä, saadaan aikaan laaja lujuus- ja kovuusalue.

Korkea hiilipitoisuus ei ole suositeltava ferriittisissä ja austeniittisissa ruostumattomissa teräksissä, erityisesti hitsaustarkoituksiin, karbidien saostumisriskin vuoksi.

Mangaani

Mangaanin lisääminen teräksen kuumatyöstöominaisuuksia parantavana lisää sitkeyttä, lujuutta ja kovettavuutta. Nikkelin tavoin mangaani on austeniittia muodostava alkuaine, ja sitä on perinteisesti käytetty nikkelin korvikkeena austeniittisten ruostumattomien terästen AISI200-luokassa, esimerkiksi AISI 202 AISI 304:n korvikkeena.

Kromi

Kromia yhdistetään teräkseen parantamaan sen hapettumiskestävyyttä. Kun kromia lisätään lisää, kestävyys paranee entisestään.

Ruostumattomissa teräksissä on vähintään 10,5 % kromia (yleensä 11 tai 12 %), mikä antaa huomattavan korroosionkestävyyden verrattuna teräksiin, joissa on suhteellisesti vähemmän kromia.

Korroosionkestävyys johtuu siitä, että ruostumattoman teräksen pinnalle muodostuu passiivinen, itsekorjautuva kromioksidikerros.

Nikkeli

Suuria määriä nikkeliä – yli 8 % – lisätään runsaasti kromia sisältäviin ruostumattomiin teräksiin, jotta saadaan tärkein ryhmä teräksiä, jotka kestävät sekä lämpöä että korroosiota.

Näihin kuuluvat austeniittiset ruostumattomat teräkset, joille on ominaista 18-8 (304/1.4301), jossa nikkelin taipumus muodostaa austeniittia edistää korkeaa lujuutta ja erinomaista sitkeyttä tai iskunkestävyyttä sekä alhaisissa että korkeissa lämpötiloissa. Nikkeli parantaa myös merkittävästi korroosion- ja hapettumiskestävyyttä.

Molybdeeni

Kromi-nikkeliausteniittisiin teräksiin sekoitettuna molybdeeni parantaa rakokorroosion- ja pistekorroosionkestävyyttä erityisesti rikki- ja kloridipitoisissa ympäristöissä.

Typpi

Typpi

Typpi on nikkelin tavoin austeniittimuodostava alkuaine ja se lisää ruostumattomien terästen austeniittikestävyyttä. Kun typpeä sekoitetaan ruostumattomiin teräksiin, myötölujuus paranee huomattavasti sekä kestävyys pistesyöpymiskorroosiota vastaan lisääntyy.

Kupari

Ruostumattomassa teräksessä kuparia esiintyy usein jäännöselementtinä. Tätä elementtiä lisätään useisiin seoksiin saostuskarkaisuominaisuuksien aikaansaamiseksi tai korroosionkestävyyden parantamiseksi, pääasiassa rikkihappo- ja merivesiolosuhteissa.

Titaani

Titaania lisätään usein karbidin stabiloimiseksi erityisesti silloin, kun materiaalia joudutaan hitsaamaan. Titaani sulautuu hiilen kanssa muodostaen titaanikarbideja, jotka ovat suhteellisen stabiileja eivätkä liukene helposti teräkseen, mikä todennäköisesti vähentää rakeiden välisen korroosion esiintymistä.

Kun noin 0,25/0,0.60 % titaania lisätään, se saa aikaan sen, että hiili sulautuu titaaniin eikä kromiin, jolloin vältetään korroosionkestävän kromin sitoutuminen rakeidenvälisiksi karbideiksi ja siihen liittyvä korroosionkestävyyden heikkeneminen raerajoilla.

Viime vuosina titaanin käyttö on vähentynyt huomattavasti, koska teräksentuottajat ovat kyenneet toimittamaan ruostumattomia teräksiä, joiden hiilipitoisuus on erittäin alhainen. Tällaisia teräksiä voidaan helposti hitsata ilman stabilointia.

Fosfori

Koneistettavuuden parantamiseksi fosforia lisätään usein rikin kanssa. Vaikka fosforin läsnäolo austeniittisissa ruostumattomissa teräksissä lisää lujuutta, sillä on haitallinen vaikutus korroosionkestävyyteen ja se lisää materiaalin taipumusta rikkoutua hitsauksen aikana.

Rikki

Rikki parantaa työstettävyyttä, kun sitä lisätään pieniä määriä, mutta fosforin tavoin sillä on haitallinen vaikutus korroosionkestävyyteen ja sitä seuraavaan hitsattavuuteen.

Seleeni

Seleniumia käytettiin aiemmin lisäaineena koneistettavuuden parantamiseksi.

Niobium/Kolombium

Hiilen stabilointi saavutetaan lisäämällä teräkseen niobiumia, ja se toimii samalla tavalla kuin titaani. Lisäksi niobium lujittaa seoksia ja teräksiä korkeampien lämpötilojen käyttöä varten.

SiIicon

Piitä käytetään tyypillisesti deoksidoivana (tappavana) aineena teräksen sulatusprosessissa, ja piitä käytetään pieni määrä useimmissa teräksissä.

Koboltti

Ydinreaktoreiden voimakkaalle säteilylle altistuessaan koboltti muuttuu erittäin radioaktiiviseksi, ja siksi kaikissa ydinvoimakäytössä käytettävissä ruostumattomissa teräksissä on tietty kobolttirajoitus, usein 0.Enintään 2 %.

Tämä asia on tärkeä, koska tietty määrä jäljelle jäävää kobolttia on mukana nikkelissä, jota käytetään austeniittisten ruostumattomien terästen valmistuksessa.

Kalsium

Kalsiumia lisätään pieniä määriä koneistettavuuden parantamiseksi, ilman että sillä on haitallisia vaikutuksia muihin seleenin, fosforin ja. rikin aiheuttamiin ominaisuuksiin.

Seuraavassa taulukossa on esitetty seosaineiden vaikutus ruostumattoman teräksen ominaisuuksiin.

Seosaineiden vaikutus ruostumattoman teräksen ominaisuuksiin

.

–

–

Key
√ = Hyödyllinen
X = Haitallinen

Tieto on peräisin, tarkistettu ja mukautettu Aalco – Ferrous and Non-Ferrous Metals Stockist -yrityksen toimittamista materiaaleista.

Lisätietoa tästä lähteestä saat osoitteesta Aalco – Ferrous and Non-Ferrous Metals Stockist.

Sitaatit

.