オーステナイト系ステンレス鋼の微細構造と特性に及ぼす炭素、クロム、ニッケルの影響

炭素

オーステナイト系ステンレス鋼中の炭素は、オーステナイトを強力に安定化させ、オーステナイト域を拡大させる元素です。カーボンギャップはオーステナイトに固溶し、固溶強化によりオーステナイトの強度を大幅に向上させることができます。ただし、炭素はオーステナイトの有害な元素と見なされることが多く、これは主に、一部の使用または処理プロセスで局所的なクロムの枯渇につながる可能性があり、鋼の耐食性、特に耐粒界腐食性を低下させる可能性があるためです。炭素はまた、Cr Ni オーステナイト系ステンレス鋼の孔食傾向を増加させます。

クロム

クロムは、オーステナイト系ステンレス鋼の主要な合金元素です。媒体の作用下で、クロムは鋼の不動態化を促進して、錆びず、耐食性にします。オーステナイト系ステンレス鋼のクロム含有量が増加すると、マルテンサイト変態温度 Ms が低下し、オーステナイトの安定性が向上します。したがって、クロム含有量が20%を超える高クロムオーステナイト系ステンレス鋼は、冷間加工および低温処理後でもマルテンサイト組織を持つことは困難です。

一般的に言えば、オーステナイト系ステンレス鋼がフェライトを形成することなく完全なオーステナイト構造を維持している限り、クロム含有量を増やすだけでは鋼の機械的特性に大きな影響はありません.オーステナイト系ステンレス鋼の耐食性は、クロムによって最も影響を受けます。

ニッケル

オーステナイト系ステンレス鋼におけるニッケルの主な役割は、オーステナイトを形成および安定化して完全なオーステナイト構造を得ることであり、鋼は強度、可塑性、靭性、および一連の優れた技術的特性の優れた組み合わせを備えています。ニッケルは、オーステナイトを強力に形成・安定化し、オーステナイト相域を拡大する元素である。ニッケル含有量の増加に伴い、オーステナイト系ステンレス鋼の残留フェライトを完全に排除し、σ相形成の傾向を大幅に減らすことができます。

オーステナイト系ステンレス鋼の機械的特性に対するニッケルの影響は、主にオーステナイトの安定性に対するニッケルの影響によって決まります。マルテンサイト変態が可能な鋼中のニッケル含有量の範囲では、ニッケル含有量の増加に伴い、鋼の強度が低下し、マルテンサイト含有量の減少により塑性が増加します。