Węgiel jest jednym z głównych składników stali przemysłowej. Właściwości i struktura stali w dużej mierze zależą od zawartości i rozmieszczenia węgla w stali. Wpływ węgla jest szczególnie istotny w przypadku stali nierdzewnej. Wpływ węgla na strukturę stali nierdzewnej przejawia się głównie w dwóch aspektach. Z jednej strony węgiel jest pierwiastkiem stabilizującym austenit, a jego wpływ jest znaczący (około 30 razy większy niż niklu), z drugiej strony, ze względu na wysokie powinowactwo węgla do chromu. Duże, z chromem – złożonym szeregiem węglików. Dlatego pod względem wytrzymałości i odporności na korozję, rola węgla w stali nierdzewnej jest sprzeczna.
Znając prawo tego wpływu, możemy wybierać stale nierdzewne o różnej zawartości węgla w zależności od różnych wymagań użytkowych.
Na przykład, standardowa zawartość chromu w pięciu gatunkach stali 0Crl3~4Cr13, które są najszerzej stosowane w przemyśle i jednocześnie mają najmniejszą zawartość chromu, wynosi 12~14%. Uwzględnia to czynniki, dzięki którym węgiel i chrom tworzą węglik chromu. Decydującym celem jest to, aby po połączeniu węgla i chromu w węglik chromu, zawartość chromu w roztworze stałym nie była niższa niż minimalna zawartość chromu wynosząca 11,7%.
Ze względu na różną zawartość węgla, te pięć gatunków stali charakteryzuje się również różną wytrzymałością i odpornością na korozję. Stal 0Cr13~2Crl3 charakteryzuje się lepszą odpornością na korozję, ale ma niższą wytrzymałość niż stal 3Crl3 i 4Cr13. Jest ona wykorzystywana głównie do produkcji elementów konstrukcyjnych.
Ze względu na wysoką zawartość węgla, oba gatunki stali charakteryzują się wysoką wytrzymałością i są najczęściej wykorzystywane do produkcji sprężyn, noży i innych części wymagających wysokiej wytrzymałości i odporności na zużycie. Na przykład, aby zapobiec korozji międzykrystalicznej stali nierdzewnej chromowo-niklowej 18-8, zawartość węgla w stali można zmniejszyć do mniej niż 0,03% lub dodać pierwiastek (tytan lub niob) o większym powinowactwie niż chrom i węgiel, aby zapobiec tworzeniu się węglików. Na przykład, jeśli głównymi wymaganiami są wysoka twardość i odporność na zużycie, możemy zwiększyć zawartość węgla w stali, jednocześnie odpowiednio zwiększając zawartość chromu, aby spełnić wymagania dotyczące twardości i odporności na zużycie, a także uwzględnić odporność na korozję. Stale nierdzewne 9Cr18 i 9Cr17MoVCo są stosowane w przemyśle do produkcji łożysk, narzędzi pomiarowych i ostrzy, chociaż zawartość węgla wynosi aż 0,85–0,95%. Ponieważ zawartość chromu jest odpowiednio zwiększona, nadal gwarantuje to odporność na korozję.
Ogólnie rzecz biorąc, zawartość węgla w stalach nierdzewnych stosowanych obecnie w przemyśle jest stosunkowo niska. Większość stali nierdzewnych ma zawartość węgla od 0,1 do 0,4%, a stale kwasoodporne od 0,1 do 0,2%. Stale nierdzewne o zawartości węgla powyżej 0,4% stanowią jedynie niewielki ułamek całkowitej liczby gatunków, ponieważ w większości warunków użytkowania stal nierdzewna zawsze ma na celu zapewnienie odporności na korozję. Ponadto, niższa zawartość węgla wynika również z pewnych wymagań procesowych, takich jak łatwość spawania i odkształcania na zimno.
Czas publikacji: 27.09.2022
