Uloga bakra u poboljšanju otpornosti na koroziju od nehrđajućih čelika

Uloga bakra u nehrđajućim čelicima

 

 

Bakar je obično prisutan od nehrđajućeg čelika samo kao zaostali element. Međutim, bakar se dodaje u odabrane legure za poboljšanje otpornosti na koroziju specifičnih legura, posebno u otopinama morske vode i sumporne kiseline.

 

Bakar je dugi niz godina posmatrao kao štetni element u proizvodnji čelika. Bila je povezana sa "vrućom prženom" i bila je rastopljena na temperaturama koja se koriste u kovanju i kotrljanju, uzrokujući da se predmeti probijaju tokom prerade. Kako bi se spriječilo da se bakar uvede kao lutalica, obično se odvojena briga za odvojite dijelove koji sadrže bakra iz velikih količina otpada koji se koristi u proizvodnji čelika.

 

Uprkos tim povijesnim zabrinutostima, dijelom se koristi baktom od nehrđajućeg čelika, jer je povezan s dobrom "kavana", sposobnost rastopljenog metala da prolazi kroz kalup i postigne dobro livenje. Slučaj da je bakar koji je pozitivan za livenje i negativan za vrući rad daleko su manje sigurni nego što bi predložio anegdotski dokazi, što su više veće količine bakra koristile kao namjerno dodavani legirani element. Međutim, pozitivni efekti bakra na otpornost na koroziju u specifičnim okruženjima mnogo su jasniji.

 

Pokazano je da bakar značajno poboljšava otpor korozije od nehrđajućeg čelika, posebno u okruženjima morske vode i sumpornog kiselina.

Nehrđajući čelik duguje svoju otpornost na koroziju na visoko stabilan pasivni film koji se formira na svojoj površini kada je izložen okruženju koji sadrži kisik. Međutim, korozija za pivanje često se pokreće na ili blizu sulfidnih inkluzija blizu površine.

 

SulfUr se ne nalazi namerno dodan čelikom (osim određenih čelika za rezanje slobodnog rezanja) jer može uzrokovati probleme tokom obrade. Ako je prisutan u velikim količinama, to može dovesti do vruće. Stoga se mangan često dodaje u kombinaciju sa sumporom da formiraju inkluzije mangana sulfida. Sve dok su prisutni u malim količinama i sitno raspršene, učinak na mehanička svojstva je ograničen. Ako prisutne u većim količinama, mogu se uskladiti duž smjera kotrljanja ili kovanja, što rezultira lošim utjecajem žilavosti u poprečnom smjeru.

 

U smislu otpora korozije, bilo kakve inkluzije prisutne na izloženoj površini komponente nehrđajućeg čelika neće omogućiti stabilan sloj kromijskog oksida da se tamo formira. To postaje idealno mjesto za inicijaciju korozije koji može brzo formirati jamu u kojoj je uključivalo uključivanje.

 

Dodavanje bakra u nehrđajućeg čelika ima zanimljiv blagotvoran učinak na tačna korozijska mjesta koja su pokrenuta inkluzijom. Rastvorku bakra na površini dovodi do padavina netopljivih spojeva bakrenog sulfida (CU2). Ovo zauzvrat sprečava da se sumporne vrste odjava na površini čelika, na taj način inhibiraju daljnji rast jama. Na neki način, bakar pruža samo-izlječenje od nehrđajućeg čelika, koji ne sprečava da se u tečaj ne sprečava koroziju u pasivnim slojem, ali on usporava ili zaustavlja dodatnu koroziju u tim točkama, sprečavajući štednu koroziju.

 

Pored gore navedenih mehanizama, smatra se i bakar formira dodatni zaštitni sloj (pasivni sloj) na površini od nehrđajućeg čelika u prethodno opisanim rješenjima. Bakreni sulfidi mogu postojati postabnije od željeza ili nikl sulfida. Stoga je predložen da bakarski sulfidni sloj može dopuniti glavnog pasivnog sloja hromid oksida.

 

Ferralijum 255 (F61, 1,45 0 7, UNS S32550) možda je najbolji primjer povećanih dodataka bakra. Kao originalni super dupleks nehrđajući čelik, on pruža poboljšanu otpornost na koroziju više od 50 godina u najtežim okruženjima. Razvijen je iz razreda koji sadrži bakra, jedan od razloga koji je kavana, a roman kovani obrazac zadržava bakreni sadržaj od oko 2,0% kako bi postigao superiornu otpornost na koroziju u morskoj vodi i sumpornu kiselinu.

 

ALLOY 2 0 (2.4660, UNS N08220, AL20, C20, CN7M) je visoko legura nikl citirana kao još jedna legura koja posebno koristi bakrene dodatke da poboljšaju koroziju u sumpornom kiselini, sa bakrenim kiselinama, a bakrenim sadržajem u rasponu od 3. 0-4. 0%.

 

Bakar se koristi i u nižim tipovima od nehrđajućeg čelika od nehrđajućeg uloga, poput 316CU (varijanta legura 316, UNS S31603) i 204CU (niža trošak alujnog 304L) za pružanje poboljšanja otpornosti na koroziju.