در واقع، ما به طور کلی می گوییم، ممکن است به طور ناگهانی روشن شوید، ابتدا فسفر و گوگرد را مصرف کنید، مگر اینکه عملکرد تراشکاری مورد نیاز مواد بالا باشد، مواد کلی نیازی به گنجاندن این دو عنصر ناخالصی مضر ندارد. کروم، آلومینیوم، سیلیکون و عناصر خاکی کمیاب می توانند مقاومت اکسیداسیون فولاد مقاوم در برابر حرارت را بهبود بخشند. کروم، مولیبدن، تنگستن، وانادیم، تیتانیوم، نیوبیم، کبالت، بور، خاک کمیاب و غیره میتوانند استحکام حرارتی فولاد مقاوم در برابر حرارت را بهبود بخشند یا بهبود بخشند. آهن عنصر اساسی فولاد مقاوم در برابر حرارت است. نقش نیکل و منگنز عمدتاً به دست آوردن ساختارهای آستنیتی است. حال به طور خاص به معرفی نقش عناصر آلیاژی اصلی در فولاد مقاوم در برابر حرارت می پردازیم.
کروم (Cr)، عنصر اصلی مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی در دمای بالا در فولاد مقاوم در برابر حرارت است و می تواند استحکام حرارتی فولاد مقاوم در برابر حرارت را بهبود بخشد. مقاومت در برابر خوردگی دمای بالا فولاد مقاوم در برابر حرارت رابطه خاصی با محتوای کروم دارد. بنابراین، محتوای کروم فولاد مقاوم در برابر حرارت معمولی نباید کمتر از 12٪ باشد.
نیکل (Ni) یکی از عناصر آلیاژی مهم در فولاد مقاوم در برابر حرارت است که نقش بی بدیلی در فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر حرارت دارد. برای اینکه فولاد در دمای اتاق ساختار آستنیتی خالص به دست آورد، میزان نیکل آن کمتر از 25٪ نیست. با این حال، زمانی که فولاد حاوی سایر عناصر آلیاژی باشد، به منظور به دست آوردن ساختار آستنیتی خالص، می توان محتوای نیکل را به طور مناسب کاهش داد. به عنوان مثال، زمانی که میزان کربن 0.1% در فولاد 18% باشد، برای به دست آوردن ساختار آستنیتی خالص فولاد، میزان نیکل آن 8% است که یک مقدار معمولی است {{7} } نوع فولاد ضد زنگ آستنیتی مقاوم در برابر حرارت. هنگامی که فولاد حاوی سایر عناصر تشکیل دهنده فریتریوتی باشد، برای به دست آوردن ساختار آستنیتی خالص، محتوای نیکل افزایش می یابد، اگر مقدار نیکل افزایش نیابد، یا محتوای نیکل کاهش یابد، ساختار دو طرفه یا ساختار آستنیتی ناپایدار، سرد وجود خواهد داشت. پردازش ممکن است تغییر فاز ایجاد کند (ساختار آستنیتی به ساختار مارتنزیتی).
مولیبدن (Mo)، این فلز نسوز عنصری، دارای نقطه ذوب بالایی (2625 درجه سانتیگراد) است. تأثیر بهتری در بهبود مقاومت حرارتی فولاد مقاوم در برابر حرارت دارد و در واقع برای مقاومت در برابر خوردگی نیز مفید است.
نقش کبالت (Co) در فولاد مقاوم در برابر حرارت آستنیتی مشابه نقش نیکل است، به طور مشابه، در زنگ فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر حرارت بیشتر ظاهر می شود، افزودن کبالت در فولاد مقاوم در برابر حرارت آستنیتی کروم نیکل برای بهبود دمای بالا. مقاومت در برابر خوردگی فولاد مطلوب است. کبالت یک فلز کمیاب و گران قیمت است و باید در مصرف آن کم باشد.
تنگستن (W)، مانند مولیبدن، این عنصر نیز یک فلز نسوز با نقطه ذوب بالا (3380 درجه سانتیگراد) است. افزودن تنگستن می تواند استحکام حرارتی محلول جامد را بهبود بخشد.
وانادیوم (V) فلز نسوز، نقطه ذوب بالا (191{3}} درجه) وانادیوم یک عنصر موثر برای بهبود مقاومت حرارتی فولاد مقاوم در برابر حرارت فریتی است، وانادیوم نیز در فولاد مقاوم در برابر حرارت آستنیتی استفاده می شود، اما محتوای آن به طور کلی بین 0.3٪ و 0.5٪ است.
سیلیکون (Si)، در فولاد مقاوم در برابر حرارت، یک عنصر مفید برای مقاومت در برابر خوردگی دمای بالا است، در عین حال، افزودن سیلیکون به فولاد نیز میتواند عملکرد آن را در شرایط دمای اتاق بهبود بخشد. محتوای سیلیکون در فولاد مقاوم در برابر حرارت معمولاً از 2٪ تجاوز نمی کند.
آلومینیوم (Al) یک عنصر آلیاژی مهم در مقاومت اکسیداسیون در فولاد مقاوم در برابر حرارت است و محتوای آلومینیوم در فولاد مقاوم در برابر حرارت معمولاً بیش از 6٪ نیست.
تیتانیوم (Ti)، این عنصر یک آلیاژ ارزشمند است، یکی از عناصر تشکیل دهنده کاربید قوی است، هدف جلوگیری از خوردگی غیر مستقیم است.
نیوبیم (Nb) همچنین یک عنصر تشکیل دهنده کاربید قوی است و کاربیدهای نیوبیم در دماهای بالا بسیار پایدار هستند، فقط کمی کمتر از کاربیدهای تیتانیوم. به دلیل استحکام حرارتی خوب، نیوبیم به طور گسترده در فولادهای مقاوم در برابر حرارت آلیاژی و فولادهای مقاوم در برابر حرارت با آلیاژ بالا استفاده شده است. محتوای نیوبیوم در فولاد مقاوم در برابر حرارت بالا آلیاژی به طور کلی 1٪ تا 2٪ است.
بور (B) میل ترکیبی قوی با نیتروژن (N) و اکسیژن (O) دارد و مقدار کمی از بور ({0}}.001%) در فولاد را می توان برای بهبود سختی آن کشت کرد. در فولاد مقاوم در برابر حرارت پرلیت، رد بور می تواند استحکام دمای بالا فولاد را بهبود بخشد. افزودن ۰.۰۲۵ درصد بور به فولاد مقاوم در برابر حرارت آستنیتی میتواند مقاومت خزشی آن را بهبود بخشد، اما زمانی که محتوای پنگ بیشتر باشد، اثر معکوس است. افزودن بور برای تقویت مرزهای دانه برای افزایش استحکام بادوام فولاد مقاوم در برابر حرارت بسیار مهم است. اتم های بور عمدتاً در مرز دانه ها توزیع می شوند، بنابراین بور نقش مهمی در تقویت مرز دانه ایفا می کند.
منگنز (Mn) یک اکسید زدا و گوگردزدای خوب است، باعث می شود توانایی فولاد برای تشکیل و تثبیت ساختار آستنیتی در رتبه دوم پس از نیکل قرار گیرد، برای جایگزینی نیکل با فولاد مقاوم در برابر حرارت منگنز، طیف وسیعی از کاربردها را دارد. اگرچه منگنز می تواند استحکام آنی فولاد را در دمای بالا بهبود بخشد، اما تأثیر قابل توجهی بر استحکام دائمی و مقاومت خزشی ندارد.
کربن (C) یک عنصر ضروری در فولاد است. اثر تقویتی کربن در فولاد ارتباط تنگاتنگی با ترکیب و ساختار کاربید تشکیل دهنده آن دارد و اثر تقویتی آن نیز با دما مرتبط است. با افزایش دما، اثر تقویتی به دلیل تجمع کاربیدها کاهش می یابد. افزایش محتوای کربن در فولاد باعث کاهش انعطاف پذیری و جوش پذیری فولاد می شود. بنابراین، علاوه بر فولاد با نیاز به استحکام بالاتر، محتوای کربن در فولاد مقاوم در برابر حرارت آستنیتی عمومی در محدوده کم کنترل می شود.
نقش نیتروژن (N) به عنوان عنصر آلیاژی در فولاد مقاوم در برابر حرارت آستنیتی تا حدودی شبیه کربن است. محتوای نیتروژن در فولاد مقاوم در برابر حرارت آستنیتی کروم نیکل می تواند استحکام حرارتی فولاد را بهبود بخشد و تقریباً هیچ تأثیری بر شکنندگی ندارد. دلیل ممکن است به دلیل بارش نیتریدهای پراکنده باشد. نقش هر عنصر در فولاد مقاوم در برابر حرارت
