Основно познавање никла и нерђајућег челика

Основно познавање никла и нерђајућег челика

Главна функција никла у нерђајућем челику је да мења кристалну структуру челика. Један од главних разлога за додавање никла у нерђајући челик је формирање кристалне структуре аустенита, која побољшава својства нерђајућег челика као што су пластичност, заварљивост и жилавост. Стога се никл назива елементом који формира аустенит. Кристална структура обичног угљеничног челика назива се ферит, који представља кубичну структуру са телом (БЦЦ). Додавање никла промовише трансформацију кристалне структуре из кубичне (БЦЦ) структуре у кубну (ФЦЦ) структуру, која се назива аустенит. Међутим, никл није једини елемент са овим својством. Уобичајени елементи који формирају аустенит укључују никл, угљеник, азот, манган и бакар. Релативни значај ових елемената у формирању аустенита је од великог значаја за предвиђање кристалне структуре нерђајућег челика. Тренутно су развијене многе формуле за изражавање релативног значаја елемената који формирају аустенит, од којих је најпознатија следећа формула:

Способност формирања аустенита=Ни%+30Ц%+30Н%+0.5Мн%+0.25Цу%

Из ове једначине се може видети да је угљеник јак елемент који формира аустенит, са капацитетом да формира аустенит 30 пута већим од никла. Међутим, не може се додати нерђајућем челику отпорном на корозију јер може изазвати сензибилизацију корозије и накнадне проблеме интергрануларне корозије након заваривања. Способност елемента азота да формира аустенит је такође 30 пута већа од никла, али то је гас. Да би се избегао проблем порозности, ограничена количина азота се може додати само у нерђајући челик. Додавање мангана и бакра може довести до смањеног века трајања ватросталног материјала и проблема са заваривањем током процеса производње челика.

Из једначине никла, може се видети да додавање мангана није веома ефикасно у формирању аустенита, али додавање мангана може растворити више азота у нерђајући челик, који је веома јак елемент за формирање аустенита. У нерђајућем челику серије 200, довољно је мангана и азота да замене никл да би се формирала 100% аустенитна структура. Што је нижи садржај никла, већа је количина мангана и азота која је потребна за додавање. На пример, нерђајући челик типа 201 садржи само 4,5% никла и 0,25% азота. Према једначини никла, способност ових азота да формира аустенит је еквивалентна 7,5% никла, тако да може формирати и 100% аустенитну структуру. Ово је такође принцип формирања нерђајућег челика серије 200. Код неких нерђајућих челика серије 200 који не задовољавају стандарде, због немогућности додавања довољних количина мангана и азота, како би се формирала 100% аустенитна структура, вештачки је смањена количина додатог хрома, што неминовно доводи до смањење отпорности на корозију нерђајућег челика.

Код нерђајућег челика две супротне силе делују истовремено: елементи који формирају ферит непрекидно формирају ферит, а елементи који формирају аустенит непрекидно формирају аустенит. Коначна кристална структура зависи од релативне количине две врсте додатих елемената. Хром је елемент који формира ферит, тако да постоји компетитивни однос између елемената који формирају хром и аустенит у формирању кристалне структуре од нерђајућег челика.

ввв.супербхеатер.цом