Staliwo austenityczne 1.4581

Mam pytanie odnośnie własności magnetycznych staliwa austenitycznego 1.4581. Czy powinno wykazywać własności magnetyczne i czy sam skład chemiczny (dodatki Niobu) zapewniają dostateczną odporność na korozję międzykrystaliczną?

 

Nierdzewne staliwo austenityczne 1.4581 (GX5CrNiMoNb19-11-2) zgodnie ze składem chemicznym może posiadać w strukturze pewien udział magnetycznego ferrytu delta. Zwykle dla tego typu staliwa po obróbce cieplnej zawiera się on w zakresie od 5 do 20%. Obecność ferrytu delta w niemagnetycznej strukturze staliwa austenitycznego powoduje, że materiał zaczyna wykazywać niewielkie własności magnetyczne, co jest całkowicie normalnym zjawiskiem. Udział ferrytu delta w strukturze stali austenitycznych można określić na podstawie składu chemicznego z zależności dla Liczby ferrytu FNA opartej na uzupełnionym wykresie Schaefflera/de Longa [1]:

Creq = 1,5 Si +Cr + Mo + 2 Ti + 0,5 Nb

Nieq =30 C + 0,5 Mn 30 N + Ni + 0,5 Cu + 0,5 Co

a) FNA = 3,34 Creq – 2,46 Nieq – 28,6 dla FNA=max 5,9

b) FNA = 4,44 Creq – 3,39 Nieq – 38,4 dla FNA=max 6-11,9

c) FNA = 4,06 Creq – 3,23 Nieq – 32,2 dla FNA=min 12

Dla średniego stężenia pierwiastków stopowych w staliwie 1.4581 zgodnie z PN-EN 10283: 0,07%C; 1,5%Si, 1,5%Mn; 19%Cr; 2%Mo; 10,5%Ni; 0,5%Cu; 0,8%Nb obliczone równoważniki chromu (Creq) i niklu (Nieq) wynoszą odpowiednio Creq=23,65, Nieq=13,6 a liczba ferrytu FNA dla wariantu (c) FNA=19,9.

O odporności na korozje międzykrystaliczną decyduje skład chemiczny i historia cieplna danego elementu. Jeżeli skład chemiczny stali/staliwa wzbogacono o dodatki pierwiastków stabilizujących takich jak Ti lub Nb to wykazują one podwyższoną odporność na korozję międzykrystaliczną. Podobnie działa odgraniczenie w stali nierdzewnej stężenia węgla do wartości rzędu 0,03%. Oba zabiegi mają na celu zapobieganie obniżeniu stężenia chromu w stali przez opóźnienie wydzielania węglików – w przypadku stali niskowęglowych lub wydzielanie innego typu węglików – w przypadku stali wzbogaconych dodatkiem Ti lub Nb, czyli wydzielanie węglików tytanu lub niobu. Oprócz składu chemicznego decyduje też historia cieplna elementu, czyli niedopuszczanie do wygrzewania stali w zakresie temperatury charakterystycznej dla wydzielania węglików chromu. Dotyczy to na przykład spawania, gdzie elementy grubościenne mogą być nagrzane do takiego zakresu temperatury w strefie wpływu ciepła, co w efekcie może powodować wydzielanie niekorzystnych węglików chromu w tym obszarze. Jeżeli skład chemiczny zawiera dodatki Ti lub Nb, bądź ma ograniczone stężenie węgla to opisane zjawiska wystąpią zdecydowanie później lub wcale.

 

Literatura

[1]. PN-EN 10088-1, Stale odporne na korozję, część 1, gatunki stali odpornych na korozję.

[2]. PN-EN 10283, Odlewy ze staliwa odpornego na korozję.