Влияние на коррозионную стойкость и свойства сталей сталей и сплавов основных легирующих элементов

Хром относится к металлам, которые легко пассивируются в окислитель­ных средах с изменением отрицательного потенциала на положительный. Введение хрома в железо сообщает железохромистым сплавам нержавеющие свойства, повышающие их коррозионную стойкость в атмосферных условиях и в ряде окислительных сред, кроме того, улучшается жаростойкость этих сплавов. Коррозионная стойкость хромистых сталей зависит от содержания хрома и углерода, режимов термической обработки и состава коррозионной среды. В более окислительных средах электродный потенциал с отрицатель­ного на положительный изменяется при меньших содержаниях хрома,тогда как в присутствии воздуха переход осуществляется при 11-14 % Сг. Увели­чение содержания хрома с 13 до 17 % существенно усиливает коррозионную стойкость хромистых сталей в азотной кислоте. Однако, в разбавленных 5 %-ных растворах серной и соляной кислот коррозионная стойкость желе­зохромистых сплавов ухудшается тем сильнее, чем выше в них содержание хрома (восстановительные кислоты оказывают отрицательное действие).
Никель сам по себе относится к коррозионно-стойким металлам. Он хо­рошо противостоит действию воды,растворов солей и щелочей. Добавление его к железу повышает коррозионную стойкость сплавов в растворах серной и соляной кислот и в ряде органических кислот. Никель относится к чис­лу элементов, при введении которых в железо происходит скачкообразное улучшение коррозионной стойкости сплава в серной кислоте. Никель, так же как и хром,обладает способностью к пассивированию и изменяет поло­жительный электродный потенциал на отрицательный в растворах азотной кислоты, поваренной соли с перекисью водорода и при зачистке под раство­ром. Пассивирующая способность никеля ниже,чем хрома и молибдена.

Марганец несколько ухудшает коррозионную стойкость хромистых и хромоникелевых сталей в окислительных и восстановительных средах, когда его вводят в достаточно больших количествах (6-8 %); при введении в сталь около 2-6 % Mil его влияние незначительно. Скорость коррозии сталей с 4 и 14 % Мп,с 17,5 % Сг и 4 % Ni в азотной кислоте увеличива­ется примерно на 10-15%,что следует признать незначительным. Имеется много сред, в которых хромомаргонцевоникелевые стали показывают высо­кую коррозионную стойкость. Поэтому эти стали с меньшим содержанием никеля (около 4-6 %) можно с успехом применять вместо хромоникелевых сталей типа 18-8 (10)
Молибден оказывает положительное влияние на улучшение коррозионной стойкости хромистых и хромоникелевых сталей в разбавленных растворах вос­становительных кислот (серной, соляной, фосфорной, сернистой, муравьиной, уксусной,др.). Молибден обладает высокой пассивирующей способностью не только в окислительных средах, но также и в некоторых восстановительных. По сравнению с хромом и никелем его пассивирующая способность выше. Из­вестно, что у хромоникельмолибденовой стали типа 18-10-Мо пассивирующая пленка состоит из 53 % Fe203,32 % Сг203,12 % Мо03.

Медь имеет высокий электродный потенциал и обладает довольно вы­сокой коррозионной стойкостью в ряде кислых, нейтральных и щелочных сред. Восстановительные кислоты — серная, уксусная, лимонная и др. — на медь и ее сплавы почти не действуют. В соляной кислоте коррозия меди протекает с большей скоростью. Медь сильно корродирует в растворе ам­миака. В присутствии воздуха и при наличии окислителей коррозионная стойкость меди резко снижается. Присадка меди к нержавеющим сталям и особенно хромоникелевым сталям с молибденом сильно повышает их кор­розионную стойкость в серной кислоте средних концентраций.

Титан обладает высокой коррозионной стойкостью в средах, содержа­щих свободный хлор, хлористые соли. Стали с титаном следует приме­нять в растворах хлоридов, морской воде и т.п., где у нержавеющих ста­лей наблюдается точечная коррозия. Присадка титана к хромоникелевым аустенитным сталям устраняет их восприимчивость к межкристаллитной коррозии, но несколько ухудшает их коррозионную стойкость в кипящей азотной кислоте и средах,содержащих ее. Титан при повышенном содержа­нии углерода (> 0,06 %) сообщает стали 12Х18Н9Т способность к повреж­дению коррозией ножевого типа по месту сплавления основного металла с металлом шва из этой стали.

Ниобий имеет высокую коррозионную стойкость в растворах серной кислоты всех концентраций при комнатных температурах и при 94 °С в 20 %-ной серной кислоте. Присадка ниобия к хромоникелевым сталям устраняет их восприимчивость к разрушению межкристаллитной коррози­ей. В большинстве сред добавка ниобия к сталям не оказывает влияния на их коррозионную стойкость. Ниобий тоже сообщает хромоникелевым ста­лям некоторую склонность к поражению коррозией ножевого типа сварных соединений,но в меньшей степени,чем титан.
Легирование алюминием хромоникелевых сталей значительно повышает коррозионную стойкость против химического разрушения поверхности металла в газовых средах при температуре до 550 °С,т.е. придает нержавеющим сталям жаростойкость.

Кремний повышает прочностные характеристики нержавеющих сталей и сплавов,а также повышает жаростойкость в агрессивных средах.

Углерод снижает коррозионную стойкость сталей. При неправильных ре­жимах термообработки или нагреве в интервале 500-600 °С углерод придает стали склонность к межкристаллитной коррозии в агрессивных средах.