Вплив Легуючих Елементів На Нержавіючу Сталь

Основні легуючи елементи нержавіючих сталей - марганець, кремній,хром, нікель, кобальт, молібден, вольфрам, титан, ніобій, алюміній, бор. Також рідкоземельні метали такі як церій, лантан та інші. Іноді азот.

Як легуючи елементи впливають на будову та властивості нержавіючої сталі ?

Хром (Cr) - робить сталь стійкою до корозії та окислення, зменшує схильність до крихкого руйнування. Хромиста сталь володіє підвищеною стійкістю проти відпускання. Хром підвищує догартовування сталі., сприяє одержанню високої та рівномірної твердості, забезпечує підвищену зносостійкість.

Нікель (Ni) - знижує критичну швидкість охолодження сталі та підвищує догартовування нержавійки, у відпалених шарах незначно підвищує її міцність. Сильно зменшує схильність до крихкого руйнування загартованої та відпущеної сталі при кімнатній та пониженій температурах. Підвищує опір сталі окисленню при нагріванні та її міцність при підвищених температурах. Нікель забезпечує одержання високої пластичності та в'язкості одночасно з підвищеною міцністю.

Титан (Ti) - вводиться до нержавіючих сталей у якості стабілізуючого елементу.

Молібден (Mo) - підвищує догартовування сталі, сприяє мілкозернистості сталі, перешкоджає крихкості, яка виникає при повільному охолодженні в процесі відпалювання.

Марганець (Mn) - підвищує прожарювання, зносостійкість і в'язкість. Використовується як розкислювач та дегазатор для видалення кисню при плавленні металу. Вміст марганцю у великих відсотках в нержавіючій сталі збільшує її твердість та крихкість.

Фосфор (P) - вважається шкідливою домішкою. Розчиняється у фериті, за рахунок цього підвищується міцність, але знижується пластичність та ударна в'язкість із збільшенням схильності сталі до крихкості. У низьколегованих сталях з вуглецем близько 0,1% фосфор підвищує міцність та опір атмосферній корозії.

Кремній (Si) - збільшує міцність сталі. Використовується як розкислювач та дегазатор для видалення кисню при плавленні металу.

Сірка (S) - зазвичай вважається шкідливою домішкою, що впливає на пластичність, ударну в'язкість, зварюваність, корозійні властивості, якість поверхні сталі і т.д. Шкідливий вплив сірки зменшує присутність у сталі марганцю. Вміст сірки в якісних сталях не перевищує 0,02 - 0,03%.

Ванадій (V) - збільшує міцність, зносостійкість, підвищує щільність та в'язкість. Підвищує корозійну стійкість, збільшуючи товщину оксидної плівки. Карбідні включення ванадію дуже тверді.

Вольфрам (W) - додає міцності, в'язкості та покращує прожарювання. Зберігає твердість за високих температур.

Кобальт (Co) - збільшує міцність та твердість, дозволяє проводити загартування металу при більш високих температурах. Посилює ефекти інших елементів у складних сталях.

Ніобій (Nb) - обмежує зростання карбідів. Обмежує оброблюваність нержавіючого металу. Створює найтвердіші карбіди.

Азот (N) - використовується замість вуглецю в сталевій матриці (атоми азоту функціонують аналогічно атомам вуглецю, але мають переваги в корозійній стійкості).

Вуглець (C) у нержавіючій сталі

У нержавіючих сталей, які у складі мають 18% Cr та 10% Ni, звичайно вводять сильні карбідоутворюючі елементи (наприклад титан Ti - виробництво 08(12)Х18Н10Т), які зв'язують вуглець, що є шкідливою домішкою.

В аустенітних сталях з низьким вмістом вуглецю (0,03% - 04(08)Х18Н10), спостерігається більш високий опір міжкристалічній корозії після зварювання, а також підвищена стійкість до азотної кислоти високих концентрацій та у інших агресивних середовищах, що зумовлює їх застосування для виготовлення хімічної апаратури.

З підвищенням вмісту вуглецю погіршується зварюваність сталі, а також властивість деформуватися у гарячому та, особливо, у холодному стані.

Низький вміст вуглецю у сталі обумовлює її підвищенні пластичні властивості, високу властивість до полірування та добру зварюваність.