Composition de l'acier inoxydable

Comme vous le savez, les matériaux en acier inoxydable sont composés de divers éléments métalliques et non métalliques - bien entendu, nous parlons ici de l'acier inoxydable austénitique. Aujourd'hui, nous allons donc présenter brièvement la composition de l'acier inoxydable et les performances de chaque élément.

a) Le chrome - élément de base de l'acier inoxydable

Le chrome est l'élément le plus fondamental pour déterminer la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable. Dans le milieu oxydant, le chrome peut former un film d'oxydation insoluble et riche en chrome pour empêcher le passage du milieu de corrosion. Ce film est très dense, et il est fermement associé au métal, ce qui protège l'acier contre une oxydation supplémentaire par le milieu extérieur. En outre, le chrome peut également contribuer à augmenter le potentiel d'électrode de l'acier. Lorsque le nombre d'atomes de chrome dépasse 12,5%, le potentiel d'électrode de l'acier peut passer d'un potentiel négatif à un potentiel positif. Par conséquent, la résistance à la corrosion de l'acier peut être considérablement améliorée. Si la teneur en chrome est plus élevée, la résistance à la corrosion de l'acier sera meilleure. Lorsque les atomes de chrome atteignent 25% et 37,5%, les deuxième et troisième mutations se produisent, ce qui confère à l'acier une plus grande résistance à la corrosion.

b) Nickel - Ne peut pas former de l'acier inoxydable par lui-même

Le nickel a une influence sur la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable, mais son efficacité ne peut être pleinement atteinte qu'avec le chrome. Si un acier au nickel à faible teneur en carbone nécessite une structure d'austénite pure, sa teneur en nickel doit atteindre 24%. Ou s'il est nécessaire de modifier la résistance à la corrosion de l'acier dans certains milieux, la teneur en nickel doit dépasser 27%. Par conséquent, le nickel ne peut pas former de l'acier inoxydable par lui-même. Cependant, à température normale, lorsque du nickel 9% est mélangé à de l'acier au chrome 18%, l'acier peut obtenir une structure austénitique unique, ce qui peut améliorer la résistance à la corrosion de l'acier dans un milieu non oxydant (tel que l'acide phosphorique dilué, etc.) et améliorer les performances du processus de soudage et de pliage à froid de l'acier.

c) Manganèse et azote - Remplacement du nickel

Par rapport au nickel, le manganèse et l'azote remplissent une fonction similaire dans l'acier inoxydable. Le manganèse est deux fois moins efficace que le nickel. Quant à l'azote, son efficacité est 40 fois supérieure à celle du nickel. Par conséquent, le manganèse et l'azote peuvent être utilisés pour remplacer le nickel dans la structure austénitique simple. Cependant, la résistance à la corrosion sera réduite si l'on ajoute du manganèse dans un acier inoxydable à faible teneur en chrome. En outre, l'acier austénitique est difficile à traiter. Par conséquent, le nickel ne sera pas entièrement remplacé par le manganèse dans l'acier inoxydable.

d) Molybdène et cuivre - Amélioration de la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable

Le molybdène et le cuivre peuvent améliorer la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable à certains milieux corrosifs comme l'acide acétique. Quant au molybdène, il peut également améliorer de manière significative la résistance à la corrosion des milieux contenant des chlorures, comme les acides organiques. Cependant, l'acier inoxydable contenant du molybdène ne peut pas être appliqué à l'acide nitrique car la vitesse de corrosion de l'acier inoxydable contenant du molybdène sera doublée si on le met dans l'acide nitrique bouillant 65%. En outre, l'ajout de cuivre dans l'acier inoxydable Cr-Mn accélère la corrosion intergranulaire de l'acier inoxydable.

Le molybdène a un effet négatif sur la structure austénitique unique de l'acier. Par conséquent, pour que l'acier contenant du molybdène ait une structure austénitique unique après le traitement thermique, la teneur en nickel, en manganèse et en autres éléments doit être augmentée en conséquence.

e) Silicium et aluminium - Amélioration de la résistance à l'oxydation de l'acier inoxydable

Le silicium peut améliorer de manière significative la résistance à l'oxydation de l'acier au chrome. Pour l'acier avec 5% de chrome et 1% de silicium, sa résistance à l'oxydation est égale à l'acier au chrome 12%. Si l'acier doit être résistant à l'oxydation à 1000℃, il faut ajouter 22% de chrome pour un acier contenant 0,5% de silicium. Cependant, si la teneur en silicium atteint 2,5% à 3%, il suffit d'ajouter 12% de chrome. Les données montrent également qu'en ajoutant 2,5% de silicium dans un acier chrome-nickel Cr15Ni20, sa résistance à l'oxydation est équivalente à celle d'un alliage nickel-chrome Cr15Ni60.

En outre, l'ajout d'aluminium aux aciers à haute teneur en chrome améliorera également la résistance à l'oxydation. La fonction de l'aluminium est semblable à celle du silicium.

L'ajout de silicium et d'aluminium à un acier à haute teneur en chrome a pour but d'améliorer encore la résistance à l'oxydation de l'acier et d'économiser du chrome. L'ajout de silicium et d'aluminium peut grandement contribuer à la résistance à l'oxydation, mais il présente également de nombreux inconvénients. Le plus important est qu'il augmente le grain grossier et la tendance à la fragilité.

f) Tungstène et vanadium

L'ajout de tungstène et de vanadium à l'acier permet principalement d'améliorer la résistance thermique de l'acier.

g) Bore

L'ajout de 0,005% de bore dans l'acier inoxydable ferritique à haute teneur en chrome (Cr17Mo2Ti) améliore la résistance à la corrosion de l'acier dans l'acide acétique bouillant 65%. Et si l'on ajoute une quantité infime de bore (environ 0,0006 ~ 0,0007%), la ductilité à chaud des aciers inoxydables austénitiques sera améliorée. Le bore a un bon effet sur l'amélioration de la résistance thermique de l'acier inoxydable, ce qui peut améliorer considérablement la résistance thermique de l'acier inoxydable. En outre, les aciers inoxydables austénitiques Cr-Ni contenant du bore ont également des applications spéciales dans l'industrie de l'énergie atomique.

Cependant, l'ajout de bore dans l'acier inoxydable réduit la plasticité et la résistance aux chocs de l'acier.

h) Autres

Outre les éléments énumérés ci-dessus, l'ajout de quelques éléments de métaux rares ou de terres rares améliorera également les performances de l'appareil. tuyaux et raccords en acier inoxydable.