Можно ли использовать “нержавейку” и “обычную” сталь вместе?
Рекомендуется избегать прямого контакта метизов из разных металлов, особенно в узлах крепления.
Проблемы, возникающие при контакте крепёжного изделия из «обычных» углеродистых сталей с изделием из нержавеющих аустенитных сплавов,
изучены инженерами BEST-Крепёж по факту частых обращений в наш технический отдел.
Ниже рассмотрим основные причины, по которым нельзя допускать их контакта.
В нержавеющих сталях аустенитного класса по ГОСТ ISO 3506-2014 содержание легирующих элементов ≈30%.
Основные из них: хром (Cr≥15%) и никель (Ni≥8%).
Стали марки А4 дополнительно легируют молибденом в пределах 2-3%.
Такое содержание легирующих элементов обуславливает заметную разницу электродных потенциалов между «обычными» углеродистыми сталями и коррозионно-стойкими аустенитными сплавами.
В зависимости от активности электролита при контакте двух металлов с разными потенциалами растут риски возникновения контактной коррозии.
Согласно ГОСТ 5272-68:
«Контактная коррозия – это электрохимическая коррозия, вызванная контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите».
При контакте двух электрохимически разнородных металлов анодом выступает тот, потенциал которого более отрицательный.
Катодом — металл с более положительным потенциалом.
При возникновении контактной коррозии коррозионному разрушению подвергается анод.
Скорость растворения анода зависит, в первую очередь, от разности потенциалов между сплавами.
Но особенную опасность при этом представляет близость морского побережья и промышленных предприятий.
С одной стороны может показаться, что разница потенциалов между разными сталями не такая значительная, как например, у той же стали с алюминием.
Однако, разница потенциалов между «обычной» углеродистой сталью и нержавеющими аустенитными сплавами имеет место быть:
* «Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы.
» Томашов Н.Д., Чернова Г.П. М.: Металлургия, 1986
К сожалению, нам не известны какие-либо научные исследования коррозионной стойкости крепёжных узлов, состоящих из аустенитной “нержавейки” и “обычной” углеродистой стали.
Однако, возникновение контактной коррозии между ними подтверждается частыми обращениями в технический отдел BEST-Крепёж по этому вопросу:
Следы коррозии на тросе из стали А2.
Среда эксплуатации: атмосферные условия вблизи с морским заливом.
Причина: посторонняя ржавчина.
Имеют место образования ржавчины на поверхности троса из стали А2 вследствие коррозии микрочастиц углеродистой оцинкованной стали, попадающих на трос при перемещении по нему стальных карабинов.
Рекомендации.
Воспользоваться средством для полировки нержавеющих сталей для удаления уже образовавшейся ржавчины с поверхности троса.
Для этих целей можно воспользоваться раствором окисляющих кислот, в частности 20% HNO3.
Следы коррозии на головках болтов из стали А2.
Среда эксплуатации: атмосферные условия вблизи с морским заливом.
Причина: посторонняя ржавчина.
Следы коррозии находятся в верхнем левом углу каждой грани головки болта – это место контакта биты монтажного инструмента с головкой болта. Как известно, такие биты массово производят из обычной углеродистой стали.
В таком случае можно сделать вывод, что показанная на фото ржавчина на нержавеющем крепеже, не что иное, как коррозия микрочастиц углеродистой стали от монтажного инструмента.
Рекомендации.
Воспользоваться средством для полировки нержавеющих сталей для удаления уже образовавшейся ржавчины с поверхности головки болта.
Для этих целей можно воспользоваться раствором окисляющих кислот, в частности 20% HNO3.
Следы коррозии на гайках из стали А4.
Среда эксплуатации: атмосферные условия вблизи с морским заливом.
Причина: посторонняя ржавчина.
Как и в предыдущем примере – не что иное, как коррозия микрочастиц углеродистой стали от монтажного инструмента.
Рекомендации.
Воспользоваться средством для полировки нержавеющих сталей для удаления уже образовавшейся ржавчины с поверхности гаек.
Для этих целей можно воспользоваться раствором окисляющих кислот, в частности 20% HNO3.
Во всех перечисленных примерах микрочастицы углеродистой стали быстро корродируют из-за своего малого объема.
Как результат на поверхности нержавеющих метизов проявляются хорошо всем знакомые «рыжие пятна» ржавчины.
Стоит обратить внимание, что при кажущейся простоте решения проблемы – «обработал раствором и готово», остаются риски усугубления проблемы.
Если своевременно не удалить постороннюю ржавчину с поверхности коррозионно-стойкой стали, возникает риск возникновения точечной коррозии самого метиза.
Поэтому ГОСТ 9.
005–72 исключает контакт между метизами из хромоникелевых аустенитных сплавов и углеродистыми сталями как в атмосферных условиях, так и в морской среде.
В этом вопросе инженеры технического отдела BEST-Крепёж присоединяются к требованиям ГОСТ-а, пусть даже от 1972 года, с учётом накопленного нами опыта.
Сварка нержавейки и черного металла электродом,полуавтоматом,аргоном
Как известно, нержавейка является одним из самых трудно свариваемых металлов. Далеко не всегда получается сварить его с другой нержавеющей сталью, не говоря уже о металле иного рода. Но все же иногда требуется сварка металла с нержавейкой для каких-либо целей и это нужно сделать как можно более качественно. Здесь требуется особый опыт, так как проблемный материал отличается повышенной текучестью, что при однородности еще как-то сносно. Но если требуется соединение с черным металлом, который не только ведет себя более вязко при сварке, но еще и имеет другую температуру плавления, то здесь возникает ряд проблем.
Сварка нержавейки и черного металла
Сварка нержавейки и черного металла требует подбора правильного режима, инструментов и расходных материалов. К примеру, присадку здесь используют только из нержавейки с марганцем и никелем, так как в ином случае будет резко падать качество шва. Количество дополнительных элементов в присадке должно быть выше, чем в самом материале, который подвергается процедуре. При самом сваривании стараются сделать шов на максимальной глубине, чтобы добиться наилучшего перемешивания материала электрода, или проволоки, нержавейки и черного металла.
Можно ли сварить черный металл с нержавейкой?
На производстве, где все делается исключительно по правильной технологии практически не возникает вопросов, как приварить нержавейку к черному металлу. Ведь сваривание любых различных металлов, особенно таких, является неправильным и не отличается достаточной крепостью за счет минимальной однородности соединения. Также практически не возникает потребности в проведении такой процедуры.
Но чисто с физической точки зрения такая процедура вполне реальная. В домашних условиях она встречается намного чаще, так как здесь нет потребности в точном соблюдении технологий. При самом процессе сваривания лучше придерживаться технологии, как это идет с нержавеющей сталью, а также желательно иметь опыт работы с ней. В лучшем случае, нужно знать химический состав обоих компонентов, чтобы сделать правильный выбор расходных материалов.
Способы сварки
Одним из самых простых способов соединить два эти материала является сварка нержавейки и черного металла электродом при помощи электрической сварки. Это происходит достаточно быстро и требует минимум дополнительных процедур, но здесь же возникают проблемы с качеством. Дело в том, что из-за высокой температуры сталь будет растекаться и вести себя, как вода, тогда как черный металл будет оставаться вязким.
В этой же ситуации отпадают варианты сделать потолочный или вертикальный шов, так как все попросту стечет вниз. Здесь используются электроды из нержавейки с соответствующим покрытием.
Сварочный аппарат для сварки нержавейки
Вторым способом является газовая сварка, где в качестве присадки также выступает нержавеющая проволока. Текучесть материала здесь снижается, примерно, в три раза, так что этот способ более предпочтителен. В данном случае нужно дополнительно использовать флюс, который бы позволил лучше расплавить черный металл для взаимодействия. Но данный способ сложнее за счет длительной подготовки и техники безопасности использования газовых баллонов.
Сварка нержавейки и черного металла аргоном может считаться самой качественной и надежной. Здесь не используется покрытие проволоки, так как аргон выступает в роли защиты от внешнего воздействия. В то же время это сложный и дорогостоящий процесс, который не всегда рационально использовать для таких целей.
Сварка нержавейки и металла аргоном
Выбор способа
Если вам требуется сделать что-то для домашних условий или же просто проверить, можно ли сварить черный металл с нержавейкой, то лучше использовать обыкновенную электродуговую сварку с нержавеющими электродами.
Как правило, ее качества оказывается вполне достаточно для тех целей, для которых все будет использоваться. Если же детали будут подвергаться сильным нагрузкам или находятся в неудобном положении, то лучше использовать газовую сварку, так как она упростит процедуру образования шва и уменьшит, тем самым, количество ошибок. Сварка нержавейки с углеродистой сталью при помощи аргона используется редко и только для самых ответственных случаев, когда это просто необходимо.
Выбор инструмента
Чтобы точно подобрать инструмент, следует точно знать конкретный состав обоих материалов. Это не всегда удается сделать, поэтому, зачастую приходится ориентироваться примерно. Для такого процесса используются следующие типы электродов:
- НИАТ-5 – отлично подходит для сварки аустенитних металлов;
- Э50Ф – используется для сваривания теплоустойчивых материалов;
- ЦТ-28 – применяется для сплавов, в которых имеется никель;
- ОЗЛ-25Б – для жаропрочных сталей.
Режимы
| Толщина материалов, мм | Род используемого тока | Напряжение, В | Сила тока, А | Диаметр электрода, мм |
| 1 | постоянный | 30-60 | 2 | |
| 2 | переменный | 50-80 | 3 | |
| 4 | постоянный | 90-130 | 4 |
Технология
Перед тем как варить нержавейку, нужно провести подготовительные процедуры.
Здесь нужно тщательно очистить поверхность на обоих деталях. Это производится механическим путем с помощью щетки, наждачной бумаги и в конце нужно протереть ветошью, чтобы не оставалось пыли и мусора. Когда все оборудование будет готово, следует нанести флюс на то место, где будет проходить соединение.
Здесь очень важно поставить все в максимально удобное горизонтальное положение, чтобы материал растекался равномерно. Сварка нержавейки и черного металла инвертором требует точных движений, так как нержавеющая сталь будет плавиться быстрее и нужно как можно больше захватить сторону черного металла.
Сварка нержавеющей стали инвертором
Это же происходит и при газовой сварке, только все процессы происходят несколько медленнее. Шов должен получиться максимально глубоким и широким, чтобы увеличить однородность материала в месте его прохождения. После завершения работы металлу нужно дать медленно остыть.
Контроль качества
Качество полученного соединения можно проверить при помощи следующих методов контроля:
- Керосином – что основано на капиллярном проникновении этой жидкости;
- Аммиаком – что использует принцип окраски индикаторов при его воздействии;
- Гидравлическим давлением – что может стать одновременно и проверкой прочности.
«Важно!
При заведомо слабом соединении не следует применять методы контроля с разрушением.»
Меры безопасности
Когда происходит сварка нержавейки и черного металла полуавтоматом, то нужно соблюдать правила электробезопасности. Также следует защищаться от возможного разбрызгивания стали, что может привести к тяжелым ожогам.
Как предотвратить гальваническую коррозию между углеродистой и нержавеющей сталью
Вас, вероятно, предупреждали о строительстве из разнородных металлов, таких как углеродистая сталь и нержавеющая сталь; есть веская причина. Эта ошибка была причиной крупных катастроф, таких как разлив нефти в Санта-Барбаре.
Тем не менее, вам не нужно полностью избегать этого металлического сочетания. Мы здесь, чтобы помочь вам понять, как это сделать правильно.
Прочтите, чтобы узнать о простой разбивке гальванической коррозии и о том, как предотвратить коррозию между углеродистой и нержавеющей сталью.
Гальваническая коррозия является причиной, по которой соединение углеродистой и нержавеющей стали может привести к проблемам. Гальваническая коррозия — это когда один металл вызывает коррозию и разрушение другого металла.
Чтобы эта коррозия началась, должны быть три вещи: анод (один металл), катод (второй металл) и электролит (обычно вода).
Некоторые металлы более склонны отдавать свои электроны, а другие более склонны притягивать дополнительные электроны. Это означает, что объединение этих различных типов металлов в средах с высоким содержанием электролита заставляет один металл передавать свои электроны другому.
Когда металл отдает электроны, начинается гальваническая коррозия, и металл ржавеет.
Как возникает гальваническая коррозия? Когда два разнородных металла соединены друг с другом, электролит помогает переместить электроны одного металла к другому металлу.
По мере того, как электроносодержащий металл теряет электроны, он подвергается окислению.
Окисление вызывает ржавчину, ослабление и разрушение металла. Результатом является поврежденный металлический элемент и ослабленная труба, балка или конструкция.
Углеродистая сталь и нержавеющая сталь: в чем разница?Не все стали одинаковы. На самом деле, некоторые стали плохо уживаются друг с другом. Это может быть случай с углеродистой сталью и нержавеющей сталью.
В чем разница между этими двумя распространенными типами стали?
Углеродистая стальУглеродистая сталь и нержавеющая сталь состоят из металлов на основе железа, но углеродистая сталь имеет особенно высокое содержание углерода. Это делает углеродистую сталь особенно прочной, тяжелой и твердой.
Однако углеродистая сталь подвержена коррозии. Это потому, что он сделан из железа, а кислород легко испортит железо. Результатом является оксид железа или ржавчина, которая может полностью разъесть углеродистую сталь.
Вы можете подумать: «Подождите, если обе стали на основе железа, почему нержавеющая сталь устойчива к коррозии?»
У нержавеющей стали есть секретное оружие: хром.
Хром может игнорировать кислород без коррозии. Это дополнение также поднимает нержавеющую сталь на более высокие позиции в рейтинге благородства.
Таким образом, когда нержавеющая сталь и углеродистая сталь соединяются и вводится электролит, такой как влага, нержавеющая сталь поглощает электроны углеродистой стали. Углеродистая сталь может быстро изнашиваться, становиться слабой и разрушаться.
Как предотвратить коррозию между углеродистой и нержавеющей стальюНесмотря на то, что и углеродистая, и нержавеющая сталь не ладят друг с другом, они прочны и полезны. К счастью, есть несколько способов помочь им работать в тандеме, не вызывая коррозии:
Используйте буфер
Если два типа стали не могут хорошо работать, мы могли бы разделить их.
Как? Для трубопровода вы можете установить такие вещи, как башмаки для труб или износные накладки. Вы также можете добавить зажимные вкладыши или все виды изоляторов, например, стержни ProTek или плоские пластины.
Эти опоры укрепляют трубы и предотвращают трение металлов друг о друга.
Они также помогают стабилизировать конструкции, что снижает трение, сокращает вероятность появления трещин и затрудняет попадание агрессивных электролитов в металлы.
Другие буферы, такие как нейлоновые шайбы или крепежные детали, также могут добавлять защитный слой между разнородными металлами в болтах или опорных балках.
Лист из углеродистой стали
Цинкование – это способ защиты углеродистой стали без полного изменения ее структуры. При цинковании углеродистой стали на ее поверхность наносится слой цинка.
Цинк намного ниже по гальванической шкале, чем углеродистая сталь, что означает, что он более основный и с большей вероятностью отдаст свои электроны, чем углеродистая сталь.
После цинкования цинк жертвует своими электронами каждый раз, когда коррозионно-активный металл соединяется с поверхностью. Таким образом, конструкция из углеродистой стали может сохранять свою прочную форму.
Снижение воздействия электролитов
Помните, что для начала гальванической коррозии необходимо наличие двух металлов и электролита. Таким образом, сдерживание электролитов может замедлить коррозию.
Некоторые хорошие варианты — добавить аэрацию или сгладить поверхности, когда это возможно. Гидроизоляция путем добавления водостойких покрытий может иметь большое значение для сохранения металлов, и вы можете использовать герметики, чтобы вода или мусор не скользили между щелями.
Также рекомендуется добавить дренаж, чтобы вода не застаивалась. Собравшаяся вода разъедает участки металла и запускает процесс коррозии. Хороший способ добавить дренаж — через дренажные отверстия. Здесь вы просверливаете отверстия в нижней части полых опор, чтобы дать воде выход.
Коррозия может представлять серьезную опасность на рабочей площадке или в существующих конструкциях. Однако знание того, как это работает, поможет вам предпринять правильные действия, чтобы остановить его. Скачать Руководство для экспертов по горячему цинкованию , чтобы узнать больше.
Нержавеющая сталь – черные металлы
Одной из характеристик, характеризующих нержавеющие стали, является минимальное содержание хрома 10,5% в качестве основного легирующего элемента. Четыре основные категории кованой нержавеющей стали в зависимости от металлургической структуры: аустенитная, ферритная, мартенситная и дисперсионно-твердеющая. Литые марки нержавеющей стали обычно обозначаются как жаропрочные или коррозионностойкие.
Аустенитная кованая нержавеющая сталь подразделяется на три группы:
- Серия AISI 200 (сплавы железо-хром-никель-марганец)
- Серия AISI 300 (сплавы железо-хром-никель)
- Сплавы, упрочненные азотом
Содержание углерода обычно низкое (0,15% или менее), а сплавы содержат не менее 16% хрома с достаточным количеством никеля и марганца для обеспечения аустенитной структуры при всех температурах от криогенной области до точки плавления сплава.
Аустенитные нержавеющие стали, упрочненные азотом, представляют собой сплавы хрома, марганца и азота; некоторые сорта также содержат никель. Пределы текучести этих сплавов (отожженных) обычно на 50% выше, чем у неазотсодержащих марок. Они немагнитны и большинство из них остаются таковыми даже после тяжелой холодной обработки.
Как и углерод, азот повышает прочность стали. Но, в отличие от углерода, в нержавеющей стали азот практически не соединяется с хромом. Эта комбинация, образующая карбид хрома, снижает прочность и коррозионную стойкость сплава.
До недавнего времени металлурги сталкивались с трудностями при добавлении контролируемых количеств азота в сплав. Развитие метода аргонно-кислородного обезуглероживания (AOD) сделало возможными уровни прочности, ранее недостижимые для обычных отожженных нержавеющих сплавов.
Аустенитные нержавеющие стали обычно используются там, где основными требованиями являются коррозионная стойкость и ударная вязкость. Типичные области применения включают валы, насосы, крепежные детали и трубопроводы в морской воде, а также оборудование для обработки химикатов, продуктов питания и молочных продуктов.
Ферритные деформируемые сплавы (серия AISI 400) содержат от 10,5 до 27% хрома. Кроме того, использование аргонно-кислородного обезуглероживания и вакуумно-индукционной плавки позволило получить несколько новых марок феррита, включая 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo и 29Cr-4Mo-2Ni. С низким содержанием углерода, но, как правило, с более высоким содержанием хрома, чем мартенситные марки, эти стали не упрочняются термической обработкой и лишь умеренно упрочняются холодной обработкой. Ферритные нержавеющие стали являются магнитными и сохраняют свою основную микроструктуру до точки плавления, если в них присутствует достаточное количество Cr и Mo. В отожженном состоянии прочность этих марок примерно на 50 % выше, чем у углеродистых сталей.
Ферритные нержавеющие стали обычно используются там, где требуется умеренная коррозионная стойкость и где ударная вязкость не является основным требованием. Они также используются там, где коррозионное растрескивание под напряжением хлоридов может быть проблемой, поскольку они обладают высокой устойчивостью к этому типу коррозионного разрушения.
Мартенситные стали также относятся к серии AISI 400. Эти кованые высокоуглеродистые стали содержат от 11,5 до 18% хрома и могут иметь небольшое количество дополнительных легирующих элементов. Они магнитны, упрочняются термической обработкой, обладают высокой прочностью и умеренной ударной вязкостью в закаленном состоянии. Формовка должна производиться в отожженном состоянии. Мартенситные нержавеющие стали менее устойчивы к коррозии, чем аустенитные или ферритные марки. Два типа мартенситных сталей — 416 и 420F — были разработаны специально для хорошей обрабатываемости.
Мартенситные нержавеющие стали используются там, где прочность и/или твердость имеют первостепенное значение, и где среда относительно мягкая с коррозионной точки зрения.
Эти сплавы обычно используются для подшипников, пресс-форм, столовых приборов, медицинских инструментов, конструкционных деталей самолетов и компонентов турбин. Тип 420 все чаще используется для пресс-форм для пластмасс и промышленных компонентов, требующих твердости и коррозионной стойкости.
Дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали приобретают очень высокую прочность благодаря низкотемпературной термической обработке, которая не приводит к существенной деформации прецизионных деталей. Составы большинства дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей сбалансированы для обеспечения упрочнения за счет обработки старением, при которой выделяются твердые интерметаллические соединения и одновременно происходит отпуск мартенсита. Начальная микроструктура сплавов PH – аустенитная или мартенситная. Аустенитные сплавы должны быть подвергнуты термической обработке для превращения аустенита в мартенсит, прежде чем можно будет осуществить дисперсионное твердение.
Эти сплавы используются там, где требуется высокая прочность, умеренная коррозионная стойкость и хорошая технологичность.
Типичные области применения включают валы, насосы высокого давления, детали самолетов, высокопрочные пружины и крепежные детали.
Литая нержавеющая сталь обычно имеет соответствующие марки деформируемой стали с аналогичным составом и свойствами. Однако между литыми и деформируемыми марками есть небольшие, но важные различия в составе. Отливки из нержавеющей стали должны иметь обозначения, установленные ACI (Институт литья сплавов), а не обозначения аналогичных деформируемых сплавов.
Рабочая температура обеспечивает основу для различия между жаростойкими и коррозионностойкими марками литья. Серия C марок ACI обозначает коррозионно-стойкие стали; серия H обозначает жаропрочные стали, которые можно использовать для конструкционных применений при рабочих температурах от 1200 до 2200°F. Содержание углерода и никеля в сплавах серии H значительно выше, чем в сплавах серии C. Стали серии Н не защищены от коррозии, но коррозия происходит медленно — даже при воздействии продуктов сгорания топлива или атмосферы, подготовленной для науглероживания и азотирования.
Истирание и износ являются видами отказов, требующими особого внимания при работе с нержавеющими сталями, поскольку эти материалы служат во многих суровых условиях. Они часто работают, например, при высоких температурах, в приложениях, контактирующих с пищевыми продуктами, и там, где доступ ограничен. Такие ограничения препятствуют использованию смазочных материалов, что приводит к контакту металла с металлом, что способствует истиранию и ускоренному износу.
В ситуации износа скольжения сначала происходит разрушение из-за истирания, за которым следует потеря размеров из-за износа, за которым, в свою очередь, обычно следует коррозия. Истирание — это серьезная форма адгезионного износа, проявляющаяся в виде порванных участков металлической поверхности. Истирание можно свести к минимуму за счет снижения контактных напряжений или использования защитных поверхностных слоев, таких как смазочные материалы (где это приемлемо), наплавки, гальванические покрытия и азотирование или науглероживание поверхности.
Результаты испытаний пар из нержавеющей стали (таблица) указывают на относительно низкую стойкость к истиранию аустенитных марок и даже сплава 17-4 РН, несмотря на его высокую твердость. Среди стандартных марок только AISI 416 и 440C показали хорошие результаты. Стойкость к истиранию от хорошей до отличной продемонстрировали сплавы Armco Nitronic 32 и 60 (последние были разработаны специально для защиты от заедания).
Результаты недавних исследований доказывают, что добавление кремния в аустенитный нержавеющий сплав с высоким содержанием марганца, упрочненный азотом, позволяет получить износостойкую нержавеющую сталь. Износостойкость и коррозионная стойкость по-прежнему считаются неизбежным компромиссом при использовании нержавеющей стали, но новая формула обещает противостоять обоим условиям.
Сильнейшая коррозия — причина номер один для выбора нержавеющей стали. Но в тех случаях, когда детали трудно смазывать, большинство нержавеющих сталей не могут сопротивляться износу.
При высоких нагрузках и недостаточной смазке нержавеющая сталь часто имеет тип повреждения поверхности, известный как истирание. В критических частях истирание может привести к заклиниванию или замерзанию, что может привести к остановке оборудования.
Конструкторы обычно решают проблему истирания, используя литые сплавы или нанося кобальтовое покрытие на детали из нержавеющей стали. В любом случае исправления могут быть дорогостоящими и могут создать новые проблемы, сопровождающие процесс жесткой облицовки. К ним относятся поддержание одинаковой толщины облицовки и обеспечение надлежащей адгезии между облицовкой и основанием. Новая формула нержавеющей стали призвана обойти эти трудности, предлагая альтернативу дорогим износостойким материалам.
В поисках рентабельной альтернативы исследователи из Carpenter Technology, Рединг, Пенсильвания, изучили элементное влияние кремния, марганца и никеля на сопротивление истиранию упрочненных азотом аустенитных нержавеющих сталей. Результаты первоначальной программы испытаний показали, что кремний является катализатором стойкости к истиранию, а никель и марганец – нет.
Содержание кремния в недавно разработанном устойчивом к истиранию нержавеющем сплаве составляет от 3 до 4%. Уровни кремния должны оставаться ниже 5% для поддержания надлежащей металлургической структуры. Кроме того, слишком много кремния снижает растворимость азота. Для поддержания прочности необходимо было бы добавить большее количество дорогостоящего никеля.
Исследователи теперь могут определить предельные значения оптимального состава устойчивой к коррозии нержавеющей стали. Чтобы доказать пригодность новой стали, ее свойства, такие как истирание, износ и коррозия, оцениваются и сравниваются с имеющимися в продаже нержавеющими сталями. В сравнение включены четыре сплава, коррозионностойкий аустенитный сплав под названием Gall-Tough, другие аустенитные сплавы с более высоким содержанием никеля и марганца (16Cr-8Ni-4Si-8Mn) и нержавеющие стали типов 304 и 430.
Результаты показывают, что порог истирания для коррозионностойкой нержавеющей стали более чем в 15 раз выше, чем для обычных нержавеющих сталей.