De corrosieweerstand van stalen gietstukken op hoge temperatuur is nauw verwant aan de chemische samenstelling. Of een stabiele, dichte en zeer lijmoxidefilm kan worden gevormd op het oppervlak van het materiaal in een hoge temperatuur en complexe gemiddelde omgeving is een sleutelfactor bij het bepalen van de corrosieweerstand ervan. De volgende zijn de effecten van de belangrijkste legeringselementen op de corrosieweerstand ervan:
Chroom (CR) is een van de meest kritische corrosieweerstandselementen. Het kan reageren met zuurstof bij hoge temperaturen om een dichte beschermende film van chroomoxide (cr₂o₃) te vormen, die effectief zuurstof, zwavel en andere corrosieve gassen kunnen voorkomen om de metalen matrix verder binnen te vallen. In het algemeen worden de oxidatieresistentie en sulfidatiecorrosieweerstand van het materiaal aanzienlijk verbeterd met de toename van het chroomgehalte (in het algemeen tussen 18% en 30%), dus hoge chroomlegeringen worden veel gebruikt in zwavelhoudende verbrandingsatmosferen of hoge-temperatuur oxiderende omgevingen.
Hoewel nikkel (Ni) zelf geen sterk oxiderend element is, kan het de stabiliteit van de austenietstructuur verbeteren en de taaiheid en thermische vermoeidheidsweerstand van het materiaal bij hoge temperaturen verbeteren. Bovendien kan nikkel ook de corrosieweerstand van het materiaal bij het verminderen van media verbeteren, zoals bepaalde zure omgevingen. De aanwezigheid van nikkel helpt ook om de algehele hechting en reparatievermogen van de oxidefilm te verbeteren.
Molybdeen (MO) heeft een goede weerstand tegen chloride -ionencorrosie, vooral bij het voorkomen van put- en spleetcorrosie. Het kan ook de stabiliteit van het materiaal bij het verminderen van zuren (zoals zoutzuur en zwavelzuur) verbeteren, dus het wordt vaak gebruikt in sterk corrosieve omgevingen zoals chemische apparatuur.
Silicium (SI) en aluminium (AL) kunnen ook oxidebeschermende films vormen (zoals Sio₂ en Al₂o₃). Deze oxiden zijn stabieler dan Cr₂o₃ onder bepaalde specifieke oxidatieomstandigheden op hoge temperatuur, wat helpt om de oxidatieweerstand van het materiaal te verbeteren. Hun toevoegingshoeveelheid is echter meestal laag, anders kan dit de plasticiteit en gieteigenschappen van het materiaal beïnvloeden.
Het effect van koolstof (C) op corrosieweerstand is ingewikkelder. De juiste hoeveelheid koolstof kan de sterkte van het materiaal en de slijtvastheid verbeteren, maar een te hoog koolstofgehalte kan gemakkelijk leiden tot de neerslag van carbiden aan de korrelgrenzen, wat intergranulaire corrosie veroorzaakt, vooral tijdens het lassen of hoge temperatuurdienst. Daarom worden in toepassingen die goede corrosieweerstand vereisen, koolstofarme of ultra-lage koolstoflegeringsontwerpen vaak gebruikt.
Bovendien kunnen micro -legeringselementen zoals titanium (TI) en niobium (NB) de vorming van schadelijke fasen verminderen door stikstof en het stabiliseren van koolstof te fixeren, waardoor de corrosieweerstand van het materiaal indirect wordt verbeterd, vooral in termen van intergranulaire corrosiebestandheid.
De corrosieweerstand van stalen gietstukken op hoge temperatuur wordt bepaald door het synergetische effect van meerdere legeringselementen. Door de chemische samenstelling rationeel aan te passen, kunnen uitstekende beschermingseffecten worden bereikt in verschillende corrosieve omgevingen. Bijvoorbeeld het verhogen van het chroomgehalte in een oxiderende atmosfeer, het toevoegen van molybdeen aan een chloride-bevattend medium en het introduceren van aluminium of silicium onder extreem hoge temperatuuromstandigheden waar oxidatieweerstand vereist is, zijn allemaal gebruikelijke optimalisatiestrategieën.
