Въглеродът е един от основните елементи на индустриалната стомана. Характеристиките и структурата на стоманата до голяма степен се определят от съдържанието и разпределението на въглерода в стоманата. Влиянието на въглерода е особено значимо в неръждаемата стомана. Влиянието на въглерода върху структурата на неръждаемата стомана се проявява главно в два аспекта. От една страна, въглеродът е елемент, който стабилизира аустенита, и ефектът е голям (около 30 пъти по-голям от този на никела), а от друга страна, се дължи на високия афинитет на въглерода и хрома. Голям е афинитетът на хрома към сложна серия от карбиди. Следователно, по отношение на якостта и устойчивостта на корозия, ролята на въглерода в неръждаемата стомана е противоречива.
Признавайки закона на това влияние, можем да избираме неръждаеми стомани с различно съдържание на въглерод въз основа на различните изисквания за употреба.
Например, стандартното съдържание на хром за петте марки стомана 0Crl3~4Cr13, която е най-широко използваната в индустрията и е с най-ниско съдържание, е определено на 12~14%, т.е. се вземат предвид факторите, които въглеродът и хромът образуват в хромов карбид. Решаващата цел е след комбинирането на въглерода и хрома в хромов карбид, съдържанието на хром в твърдия разтвор да не е по-ниско от минималното съдържание на хром от 11,7%.
Що се отнася до тези пет марки стомана, поради разликата в съдържанието на въглерод, якостта и устойчивостта на корозия също са различни. Корозионната устойчивост на стоманата 0Cr13~2Crl3 е по-добра, но якостта е по-ниска от тази на стоманата 3Crl3 и 4Cr13. Тя се използва най-вече за производство на конструктивни части.
Поради високото съдържание на въглерод, двата вида стомана могат да постигнат висока якост и се използват най-вече в производството на пружини, ножове и други части, които изискват висока якост и износоустойчивост. Друг пример е, че за да се преодолее междукристалната корозия на хром-никелова неръждаема стомана 18-8, съдържанието на въглерод в стоманата може да се намали до по-малко от 0,03% или да се добави елемент (титан или ниобий) с по-голям афинитет от хрома и въглерода, за да се предотврати образуването на карбид. Например, когато се изисква висока твърдост и износоустойчивост, можем да увеличим съдържанието на въглерод в стоманата, като същевременно увеличим съответно съдържанието на хром, за да отговорим на изискванията за твърдост и износоустойчивост, като вземем предвид и определена устойчивост на корозия. Промишлената употреба на неръждаема стомана 9Cr18 и 9Cr17MoVCo, въпреки че съдържанието на въглерод е 0,85 ~ 0,95%, поради съответното увеличение на съдържанието на хром, гарантира устойчивост на корозия.
Най-общо казано, съдържанието на въглерод в неръждаемите стомани, използвани понастоящем в индустрията, е сравнително ниско. Повечето неръждаеми стомани имат съдържание на въглерод от 0,1 до 0,4%, а киселинноустойчивите стомани имат съдържание на въглерод от 0,1 до 0,2%. Неръждаемите стомани със съдържание на въглерод по-голямо от 0,4% съставляват само малка част от общия брой марки, тъй като при повечето условия на употреба неръждаемите стомани винаги имат за основна цел устойчивостта на корозия. Освен това, по-ниското съдържание на въглерод се дължи и на определени изисквания на процеса, като например лесно заваряване и студена деформация.
Време на публикуване: 27 септември 2022 г.
