Loading...Loading...

Sakausējuma elementi

Sakausējuma elementi nerūsējošajā tēraudā ir izšķirošais faktors cita starpā arī tērauda noturībai pret koroziju.

Visbiežāk nerūsējošajā tēraudā izmantotie sakausējuma elementi

Hroms, Cr

Galvenais sakausējuma elements visa veida nerūsējošā tērauda klasēs, un parasti tā saturs ir 10—25%. Tērauda pasīvā aizsargplēve galvenokārt sastāv no hroma oksīdiem, un kopumā tērauda noturību pret koroziju lielākajā daļā dažādās vidēs (sevišķi pret punktkoroziju un plaisu koroziju) uzlabo tieši palielināts Cr daudzums. 

Mehāniski plīšanas pretestība augstāka hroma satura dēļ uzlabojas. Tas pats attiecas uz karstumizturību un noturību pret oksīda katlakmeni. 

Ferīta stabilizators, kas ir iemesls tam, kādēļ paaugstināts hroma saturs jāsabalansē, izmantojot attiecīgi paaugstinātu niķeļa saturu. 

Molibdēns, Mo

Ir pievienots 0,8—7,5%. Vēl labāks par hromu “pasivēšanā”, un pat neliels Mo daudzums ievērojami uzlabos noturību pret koroziju – sevišķi skābās anaerobās vidēs. Efektīvi iedarbojas pret visa veida koroziju, bet ir diemžēl dārgs sakausējuma elements. 

Cenu atšķirība starp parasto nerūsējošo tēraudu un skābes izturīgu nerūsējošo tēraudu var būt lielā mērā saistīta ar minimālo 2% molibdēna saturu. 

Ferīta stabilizators, kas uzlabo tērauda mehānisko spēku un kam, tāpat kā gadījumā ar hromu, ir nepieciešams papildu niķelis, lai uzturētu austenīta struktūru. 

Ogleklis, C

Kaitīgs elements, ko, tāpat kā visus pārējos martensīta tipus, cenšas pēc iespējas mazākā procentuālajā daudzumā. Parasti < 0,08%; zems oglekļa saturs < 0,03%. Martensīta tērauda kategorijām oglekļa saturs parasti ir 0,12—1,2% — jo augstāka procentuālā daļa, jo tas ir vairāk rūdāms. 

C sasaista Cr, sevišķi temperatūrā no 500 līdz 580ºC (= sensibilizācija), kas var izraisīt starpgranulu koroziju. Tādēļ bieži tiek izmantots tērauds ar zemu oglekļa saturu EN 1.4307 un 4404. C ir spēcīgs austenīta stabilizators, tādēļ tā zemais saturs mūsdienu tēraudā jākompensē ar papildu Ni, ja nepieciešams uzturēt struktūru. Tas redzams 4306 un 4435. 

Slāpeklis, N

Saturs 0—0,5%. Uzlabo pasivitāti pat ārkārtīgi nelielos daudzumos, bet praksē to ir grūti pievienot izkausētam metālam. Bieži izmanto augsti leģētam austenīta tēraudam un dupleksa klasēm. No tērauda pasivitātes labumu iegūst tieši austenīta stabilizators, kas ir sevišķi efektīvs pret punktkoroziju un plaisu koroziju. 

Silīcijs, Si

Parasti pievieno kā piemaisījumu no lietuvju augstākā labuma tērauda. Austenīta stabilizators, un parasti tā saturs ir mazāks par 1,0%. Nav būtiskas ietekmes uz noturību pret koroziju parastajā koncentrācijas apjomā. 

Mangāns, Mn

Tāpat kā Si, Mn parasti ir sastopams kā tērauda piemaisījums (1—2%, taču dažreiz līdz 5—6%, piemēram, AISI 200 klasē). Uzlabo karstās velmēšanas kvalitāti un mēreni palielina izturību. Austenīta stabilizators, kam pašam par sevi nav lielas ietekmes uz korozijas apstākļiem, bet tas spēj sasaistīt sēru ar ārkārtīgi kaitīgajiem mangāna sulfīdiem (MnS). 

Sērs, S

Piesārņojošs un noturībai pret koroziju ārkārtīgi kaitīgs. Parasti S < 0,015%, bet nerūsējošie smalki apstrādātie tēraudi var saturēt 0,15—0,35%. Veido mangāna sulfīdus (MnS), kas padara tēraudu mazliet šķeldotu un samazina instrumentu nodilumu. Tādēļ smalki apstrādāti tēraudi salīdzinājumā ar “parastajiem” izturīgajiem austenītiem apstrādei ir daudz labāki. Diemžēl MnS ir katastrofa attiecībā uz noturību pret visa veida koroziju, un 4305 praksē ir ar daudz mazāku noturību pret koroziju nekā parastais 4301. Sēra sakausētās tērauda klases nav piemērotas ne metināšanai, ne kodināšanai. 

Fosfors, P

Tāpat kā S, arī P ir nevēlams piemaisījums, bet tas ir daudz mazāk katastrofisks attiecībā uz noturību pret koroziju. To cenšas samazināt līdz minimumam (< 0,045%), bet bieži vien vēl mazāk. 

Varš, Cu

0—2%. Uzlabo noturību pret koroziju skābās, anaerobās vidēs (piemēram, sērskābe), pastiprinot ūdeņraža evolūciju un tādējādi padarot materiālu oksidējošāku (= anodu aizsardzība). 904L satur 1,2—2% Cu, un tas ir sevišķi piemērots sērskābei. Cu PH sakausējumos ir stiprību uzlabojošs efekts. 

Titāns / Niobijs, Ti / Nb

Būtiski elementi, sevišķi tādēļ, ka gan Ti, gan Nb sasaista oglekli, tādējādi iedarbojoties pret C kaitīgo ietekmi austenīta tēraudā (sensibilizācija un starpgranulu korozija). 

Ti/Nb pievienošanas ietekme ir aptuveni vienāda ar zema oglekļa satura tērauda izmantošanu, un 4541 un 4571 parasti var aizstāt attiecīgi ar 4307 un 4404. No mehāniskā skatupunkta Ti-Nb tērauds ir margināli spēcīgāks nekā zema oglekļa satura tērauds (sevišķi augstā temperatūrā). No otras puses Ti karbīdu dēļ tos ir grūti nopulēt, un formier gāzes izmantošanas rezultātā metinājuma šuve Ti nitrīdu veidošanās dēļ var kļūt dzeltenīga. 

Ferīta tērauda klasēs Ti un Nb veicina tērauda stabilizāciju un padara to metināmu (piemēram, 4512, 4509 un 4521).