Connaissance du nickel : le rôle du nickel dans l'acier inoxydable
Le rôle du nickel dans l'acier inoxydable entre en jeu après son association avec le chrome.
Le nickel est un excellent matériau résistant à la corrosion et un élément d'alliage important pour acier allié. Le nickel est un élément qui forme l'austénite dans l'acier, mais pour que l'acier au nickel bas carbone obtienne une structure austénitique pure, la teneur en nickel doit atteindre 24 % ; et ce n'est que lorsque la teneur en nickel est de 27% que l'acier peut être résistant à certains milieux. Les performances de corrosion changent de manière significative. Le nickel ne peut donc constituer à lui seul de l'acier inoxydable. Mais lorsque le nickel et le chrome existent en même temps dans l'acier inoxydable, l'acier inoxydable contenant du nickel possède de nombreuses propriétés intéressantes.
Sur la base de la situation ci-dessus, on peut voir que le rôle du nickel en tant qu'élément d'alliage dans l'acier inoxydable est qu'il modifie la structure de l'acier à haute teneur en chrome de sorte que la résistance à la corrosion et les performances du processus de l'acier inoxydable peuvent être améliorées dans une certaine mesure.
Le manganèse et l'azote peuvent remplacer le nickel dans l'acier inoxydable au chrome-nickel.
Bien que l'acier austénitique au chrome-nickel présente de nombreux avantages, ces dernières décennies, en raison du développement et de l'application à grande échelle d'alliages résistants à la chaleur à base de nickel et d'aciers résistants à la chaleur contenant moins de 20 % de nickel, et du développement croissant de l'industrie chimique, la demande d'acier inoxydable a augmenté. Plus la taille est grande, plus les gisements de nickel sont petits et concentrés dans quelques zones, il y a donc une contradiction entre l'offre et la demande de nickel dans le monde.
Ainsi, dans les domaines de l'acier inoxydable et de nombreux autres alliages (tels que l'acier pour les grandes pièces moulées et forgées, l'acier à outils, l'acier résistant à la chaleur, etc.), en particulier dans les pays où les ressources en nickel sont relativement rares, la science de l'économie du nickel et le remplacement du nickel par d'autres éléments a été largement réalisé. Dans la pratique de recherche et de production, il y a plus de recherches et d'applications dans ce domaine qui remplacent le nickel dans l'acier inoxydable et l'acier résistant à la chaleur par du manganèse et de l'azote.
L'effet du manganèse sur l'austénite est similaire à celui du nickel. Mais pour être plus précis, le rôle du manganèse n'est pas de former de l'austénite, mais de réduire la vitesse critique de trempe de l'acier, d'augmenter la stabilité de l'austénite lors du refroidissement, d'inhiber la décomposition de l'austénite et de la faire se former à haute température. L'austénite peut être maintenue à température ambiante. En améliorant la résistance à la corrosion de l'acier, le manganèse a peu d'effet. Par exemple, la teneur en manganèse de l'acier passe de 0 à 10.4 % et ne modifie pas de manière significative la résistance à la corrosion de l'acier dans l'air et l'acide.
En effet, le manganèse a peu d'effet sur l'augmentation du potentiel d'électrode de la solution solide à base de fer, et l'effet protecteur du film d'oxyde formé est également très faible, donc bien qu'il existe des aciers austénitiques alliés au manganèse (tels que 40Mn18Cr4, 50Mn18Cr4WN, ZGMn13 acier) Etc.), mais ils ne peuvent pas être utilisés comme acier inoxydable.
Le rôle du manganèse dans la stabilisation de l'austénite dans l'acier est environ la moitié de celui du nickel, c'est-à-dire que le rôle de 2 % d'azote dans l'acier stabilise également l'austénite, et l'effet est supérieur à celui du nickel. Par exemple, afin d'obtenir une structure austénitique dans un acier contenant 18 % de chrome à température ambiante, de l'acier inoxydable à faible teneur en nickel avec du manganèse et de l'azote au lieu du nickel et de l'acier inoxydable sans nickel au chrome-manganèse-azote a été appliqué dans l'industrie à présent, et certains Il a remplacé avec succès l'acier inoxydable classique 18-8 au chrome-nickel.
Du titane ou du niobium est ajouté à l'acier inoxydable pour empêcher la corrosion intergranulaire.
Le molybdène et le cuivre peuvent améliorer la résistance à la corrosion de certains aciers inoxydables.
L'influence d'autres éléments sur les performances et la structure de l'acier inoxydable.
Les principaux éléments mentionnés ci-dessus ont une influence sur les performances et la structure de l'acier inoxydable. En plus des éléments qui ont une plus grande influence sur les performances et la structure de l'acier inoxydable, l'acier inoxydable contient également d'autres éléments. Certains sont les mêmes que l'acier commun en tant qu'impuretés, telles que le silicium, le soufre, le phosphore, etc., et certains sont ajoutés à des fins spécifiques, tels que le cobalt, le bore, le sélénium et les éléments des terres rares. En termes de nature principale de la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable, ces éléments ne sont pas les aspects principaux par rapport aux divers éléments qui ont été discutés. Même ainsi, ils ne peuvent pas être complètement ignorés car ils affectent également les performances et la structure de l'acier inoxydable. Influence.