Oglekļa dualitāte nerūsējošajā tēraudā

Ogleklis ir viens no galvenajiem rūpnieciskā tērauda elementiem. Tērauda veiktspēju un struktūru lielā mērā nosaka oglekļa saturs un sadalījums tēraudā. Oglekļa ietekme ir īpaši nozīmīga nerūsējošajā tēraudā. Oglekļa ietekme uz nerūsējošā tērauda struktūru galvenokārt izpaužas divos aspektos. No vienas puses, ogleklis ir elements, kas stabilizē austenītu, un tā ietekme ir liela (apmēram 30 reizes lielāka nekā niķelim), no otras puses, pateicoties oglekļa un hroma augstajai afinitātei. Liela ietekme ir ar hromu – sarežģītu karbīdu sēriju. Tāpēc izturības un korozijas izturības ziņā oglekļa loma nerūsējošajā tēraudā ir pretrunīga.

Atzīstot šīs ietekmes likumu, mēs varam izvēlēties nerūsējošos tēraudus ar atšķirīgu oglekļa saturu, pamatojoties uz dažādām lietošanas prasībām.
Piemēram, piecu tērauda marku 0Crl3~4Cr13 standarta hroma saturs, kas ir visplašāk izmantotais un vismazākais rūpniecībā, ir noteikts 12–14% apmērā, t. i., tiek ņemti vērā faktori, kas nosaka, ka ogleklis un hroms veido hroma karbīdu. Izšķirošais mērķis ir panākt, lai pēc oglekļa un hroma apvienošanas hroma karbīdā hroma saturs cietajā šķīdumā nebūtu zemāks par minimālo hroma saturu 11,7%.

Kas attiecas uz šīm piecām tērauda kategorijām, atšķirīgā oglekļa satura dēļ atšķiras arī izturība un korozijas izturība. 0Cr13~2Crl3 tērauda korozijas izturība ir labāka, bet izturība ir zemāka nekā 3Crl3 un 4Cr13 tēraudam. To galvenokārt izmanto konstrukciju detaļu ražošanā.
Pateicoties augstajam oglekļa saturam, abas tērauda markas var iegūt augstu izturību un galvenokārt tiek izmantotas atsperu, nažu un citu detaļu ražošanā, kurām nepieciešama augsta izturība un nodilumizturība. Cits piemērs ir 18-8 hroma-niķeļa nerūsējošā tērauda starpkristālu korozijas pārvarēšana, tērauda oglekļa saturu var samazināt līdz mazāk nekā 0,03% vai pievienot elementu (titānu vai niobiju) ar lielāku afinitāti nekā hromam un ogleklim, lai novērstu karbīda veidošanos. Piemēram, hromam, ja galvenās prasības ir augsta cietība un nodilumizturība, var palielināt tērauda oglekļa saturu, vienlaikus attiecīgi palielinot hroma saturu, lai izpildītu cietības un nodilumizturības prasības, un ņemtu vērā noteiktu korozijas izturību. Rūpnieciskai izmantošanai gultņos, mērinstrumentos un asmeņos no nerūsējošā tērauda 9Cr18 un 9Cr17MoVCo tērauda, ​​lai gan oglekļa saturs ir pat 0,85–0,95%, jo to hroma saturs ir attiecīgi palielināts, tāpēc tas joprojām garantē izturību pret koroziju. Nepieciešams.

Vispārīgi runājot, rūpniecībā pašlaik izmantoto nerūsējošo tēraudu oglekļa saturs ir relatīvi zems. Lielākajai daļai nerūsējošo tēraudu oglekļa saturs ir no 0,1 līdz 0,4%, un skābes izturīgiem tēraudiem oglekļa saturs ir no 0,1 līdz 0,2%. Nerūsējošie tēraudi ar oglekļa saturu, kas pārsniedz 0,4%, veido tikai nelielu daļu no kopējā marku skaita, jo vairumā lietošanas apstākļu nerūsējošā tērauda galvenais mērķis vienmēr ir izturība pret koroziju. Turklāt zemāks oglekļa saturs ir saistīts arī ar noteiktām procesa prasībām, piemēram, vieglu metināšanu un aukstumdeformāciju.