НЕРЪЖДАЕМА СТОМАНА, Свойства и дефекти на неръждаема стомана
Продуктите, изработени от неръждаема стомана, са проектирани да работят в агресивни среди при нормални или високи температури, следователно основното изискване за неръждаемите стомани е устойчивост на корозия (способността да издържат на агресивни среди при нормални температури)
Устойчивостта на стоманата срещу корозия в различни среди зависи от нейния състав, структурно състояние, корозивна среда и от действащите натоварвания.
Устойчивостта на корозия се притежава от продукти, на чиято повърхност се образува силен пасивиращ филм в агресивна среда, който предотвратява проникването на агресивно вещество в по-дълбоките слоеве на неръждаемата стомана и взаимодействието му с тези слоеве.
Хромът е един от най-силните пасивиращи елементи в окислителни среди. На повърхността на неръждаема стомана в окислителна среда се образува най-тънкият невидим филм от хромни оксиди с дебелина няколко атомни слоя. Плътността на филма и антикорозионните свойства на неръждаемата стомана се увеличават с увеличаване на съдържанието на хром. Със съдържание на хром 12-13% стоманата става неръждаема, тоест устойчива на атмосфера и окислителни среди. Увеличаването на съдържанието на хром до 28-30% го прави устойчив на силно агресивни среди.
Силата и пластичността на металите зависят от много фактори: вида на кристалната структура, енергията на свързване на атомите в кристалната решетка, чистотата на метала, химичния състав, чистотата на границите и други фактори.
Според съвременните концепции устойчивостта на пластична деформация се определя главно от броя на несъвършенствата в структурата на кристалната решетка, предимно от дислокации. Висока якост може да се получи чрез намаляване или,напротив, значително увеличават броя на дислокациите.
Въпросът за създаване на бездефектни материали при практически условия все още не е решен, но втвърдяването чрез увеличаване на броя на дислокациите и други несъвършенства се използва много широко. Втвърдяването на неръждаемите стомани, които са твърди разтвори, възниква в резултат на взаимодействието на примесни атоми (атоми, които не образуват решетката на основния твърд разтвор) с дислокации. Но блокирането на изместванията от високодисперсни частици от друга фаза, които се появяват в резултат на легиране и съответната термична обработка, укрепва стоманата по-чувствително.
Най-фината структура съответства на най-голямото втвърдяване, с утайки от втората фаза с размер 20–50 lm (200–500 A), равномерно разпределени по целия обем на зърното. Нарастването на утайки до 100 nm (1000 A) и повече води до омекване на стоманата.
С повишаване на температурата силите на свързване на атомите в кристалната решетка отслабват, дифузионната подвижност на атомите се увеличава и фазата на втвърдяване (главно хромни карбиди) се преражда - груби, сфероидизирани, легиращите елементи се преразпределят между твърдия разтвор и фазата на втвърдяване. Това води до омекване на неръждаемата стомана.
Дългосрочното запазване на якостта при висока температура се улеснява от инхибирането на дифузионните процеси, което се постига чрез оптимално легиране.
За да се подобри качеството на повърхността на слитъка и да се намали такъв дефект на неръждаема стомана като порьозността на титана, неръждаемата стомана трябва да се излее с висока скорост, металната повърхност във формата трябва да бъде защитена с редуцираща атмосфера или шлака, а металната струя по време на леене трябва да бъде защитена с инертни газове.