Loading...Loading...

Legiravimo elementai

Nerūdijančio plieno legiravimo elementai yra lemiamas veiksnys, be kitų veiksnių, turinčių įtakos plieno atsparumui korozijai.

Dažniausiai naudojami nerūdijančio plieno lydinio elementai

Chromas, Cr

Pagrindinis legiravimo elementas visų rūšių nerūdijančiojo plieno klasėse, kuris paprastai sudaro 10–25%. Plieno pasyviąją plėvelę daugiausia sudaro chromo oksidai, o plieno atsparumas korozijai daugumoje terpių (ypač taškinėje korozijoje ir plyšinėje korozijoje) padidėja tiksliai padidinus Cr kiekį. 

Mechaniškai, atsparumas įtrūkimams padidėja dėl padidėjusio chromo kiekio. Tas pats pasakytina apie atsparumą karščiui ir atsparumą oksidų apnašoms. 

Ferito stabilizatorius, todėl padidėjęs chromo kiekis turi būti subalansuotas atitinkamai padidintu nikelio kiekiu. 

Molibdenas, Mo

Pridedamas po 0,8–7,5%. Netgi geriau nei chromas „pasyvuojantis“ ir net mažas Mo kiekis žymiai padidina atsparumą korozijai, ypač rūgščioje anaerobinėje aplinkoje. Teigiamai veikia nuo visų formų korozijos, bet, deja, yra brangus lydinio elementas. 

Įprasto nerūdijančio plieno ir rūgštims atsparaus nerūdijančio plieno kainų skirtumas gali būti labai susijęs su minimaliu 2 % molibdeno kiekiu. 

Ferito stabilizatorius, kuris padidina mechaninį plieno stiprumą ir, kaip ir chromo atveju, reikalauja papildomo nikelio kiekio, kad išlaikytų austenitinę struktūrą. 

Anglis, C

Kenksmingas elementas, kurio, kaip ir visų kitų martensitinių rūšių, stengiamasi išlaikyti kiek įmanoma mažesnės procentinės dalies. Paprastai < 0,08 %; mažas anglies kiekis < 0,03 %. Martensitinio plieno rūšių anglies kiekis paprastai yra 0,12–1,2 % – kuo didesnis procentas, tuo labiau jis kietėja. 

C ypač suriša Cr, esant 500-580ºC temperatūrai (= įjautrinimas), o tai gali sukelti tarpkristalinę koroziją. Todėl dažnai naudojamas mažai anglies dioksido išskiriantis plienas pagal EN 1.4307 ir 4404. C yra galingas austenitinis stabilizatorius, todėl, jei norima išlaikyti struktūrą, mažas kiekis šiuolaikiniame pliene turi būti kompensuojamas papildomu Ni. Tai matyti 4306 ir 4435. 

Azotas, N

Esamas 0-0,5%. Padidina pasyvumą net ir labai mažais kiekiais, tačiau praktiškai, jį sunku pridėti prie lydyto metalo. Dažnai naudojamas labai legiruotų austenitinių ir dvipusio plieno rūšių gamybai. Tai vienintelis austenito stabilizatorius, kuris pagerina plieno pasyvumą ir yra ypač veiksmingas prieš taškinę koroziją ir plyšių koroziją. 

Silikonas, Si

Paprastai pridedamas kaip taršalas iš plieno gamyklų tiglių. Austenito stabilizatorius ir paprastai yra mažiau nei 1,0%. Įprastos koncentracijos srityje didelio poveikio atsparumui korozijai nėra. 

Manganas, Mn

Kaip ir Si, Mn paprastai yra pliene kaip taršalas (1-2%, tačiau kartais iki 5-6% AISI 200 markės). Pagerina plieno karštojo valcavimo savybes ir vidutiniškai padidina stiprumą. Austenito stabilizatorius, kuris pats savaime neturi jokios didelės įtakos korozijos sąlygoms, tačiau gali surišti sierą su itin kenksmingais mangano sulfidais (MnS). 

Siera, S

Užteršimas ir ypač kenksminga atsparumui korozijai. Paprastai S <0,015%, bet nerūdijančiame smulkiai apdirbamajame pliene gali būti 0,15-0,35%. Sudaro mangano sulfidus (MnS), dėl kurių plienas susmulkinamas ir dėl to greitėja įrankių susidėvėjimas. Todėl smulkaus apdirbimo plienas daug labiau tinka apdirbimui, palyginti su „įprastais“ kietais austenitais. Deja, MnS yra katastrofa visų tipų korozijos atsparumui, o 4305 praktiškai yra daug mažiau atsparus korozijai, palyginti su įprastu 4301. Sieros legiruoto plieno rūšys netinka nei suvirinimui, nei beicavimui. 

Fosforas, P

Kaip ir S, P yra nepageidaujamas taršalas, tačiau jis yra mažiau katastrofiškas atsparumui korozijai. Siekiama sumažinti iki minimumo (<0,045%), bet dažnai būna dar mažiau.   

Varis, Cu

0-2%. Padidina atsparumą korozijai rūgščioje, anaerobinėje aplinkoje (pvz., sieros rūgštyje), pagreitindamas vandenilio išsiskyrimą ir taip padidindamas medžiagos oksidaciją (= anodinę apsaugą). 904L yra 1,2-2% Cu ir ypač tinka sieros rūgščiai. Cu pasižymi stiprumą didinančiu poveikiu PH lydiniuose. 

Titanas / niobis, Ti / Nb

Svarbūs elementai, ypač todėl, kad tiek Ti, tiek Nb suriša anglį ir taip neutralizuoja žalingą C poveikį austenitinio plieno rūšims (jautrinimą ir tarpkristalinę koroziją). 

Ti / Nb pridėjimo poveikis yra maždaug toks pat, kaip naudojant mažai anglies turintį plieną, o 4541 ir 4571 paprastai galima atitinkamai pakeisti 4307 ir 4404. Žvelgiant iš mechaninės pusės, Ti-Nb plienas yra šiek tiek stipresnis nei mažai anglies turintis plienas (ypač esant aukštai temperatūrai). Kita vertus, juos sunku poliruoti dėl Ti-karbidų, o naudojant ankstesnes dujas, suvirinimo siūlė gali pasidaryti gelsva, nes susidaro Ti-nitridai. 

Feritinio plieno rūšyse Ti ir Nb prisideda prie plieno stabilizavimo ir daro jį lengviau suvirinamą (pvz., 4512, 4509 ir 4521).