PHẦ N2 CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ CHỐNG ĂN MỊN
7.3.3.2. Hợp kim thép khơng gỉ
Crơm, cĩ tính thụ động, chịu ăn mịn tốt ngay cả trong mơi trường cĩ chứa Cl-, tuy nhiên ở dạng nguyên chất crơm rất giịn nên chỉ cĩ thể dùng như lớp phủ. Người ta thường dùng crơm như một nguyên tố hợp kim hĩa để tăng tính thụ động của thép trong mơi trường trung tính và axít. Khi hàm lượng crơm vượt qua 12 – 13%, thép trở thành thép khơng gỉ: khi tiếp xúc với khơng khí ẩm, sẽ
tạo một lớp màng thụ động bảo vệ thép khơng bị gỉ. Tùy thuộc vào cấu trúc tinh thể và thanh phần hĩa học mà người ta chia thép khơng gỉ thành sáu họ.
Họ Cấu trúc tinh thể Cr Ni Mo C S N Martensit Tứ diện 12-18 0-2 > 0,75 0,2 < 0,03 - Ferritit cc 12-24 0-2 0-0,75 0,1 < 0,03 - Austenit cfc 18-20 8-14 0-3 <0,08 < 0,03 - Super-Ferritit cc 26-29 0,3-4 3-4 <0,02 < 0,01 0,02 Super-Austenit cfc 20 18-25 6-6,5 0,02 < 0,002 0,2 Duplex hoặc Austeno-Ferritit cfc + cc 22-26 6-7 4 0,02-0,04 0,001-0,03 0,2 Ngồi các nguyên tố hợp kim kể trên, thép khơng gỉ cịn cĩ thể chứa các nguyên tố khác với hàm lượng thấp, chủ yếu là Cu, mn, W, Ti, Nb, ta, P, Si, N.
Nĩi chung độ bền ăn mịn của thép khơng gỉ sẽ tăng theo hàm lượng crơm vì nguyên tố này làm bền hĩa lớp màng thụ động. Tuy nhiên thép cĩ hàm lượng cao sẽ đắt tiền và khĩ gia cơng (tạo hình, hàn) hơn các loại thép khơng gỉ thơng thường cĩ hàm lượng crơm trong khoảng 13 – 18%. Các loại thép khơng gỉ
thơng thường là thép khơng gỉ ferritit cĩ 17% crơm (AISI 430), thép austenit cĩ 18% crơm và 8-10% niken (AISI 304), thép austenit cĩ 16-18% crơm, 10-14% niken và 2-3% molypden (AISI 316).
Mo và N cải thiện độ bền ăn mịn lỗ trong mơi trường cĩ chứa clorua. Ngược lại, lưu huỳnh cĩ mặt ở dạng tạp chất MnS sẽ thúc đẩy quá trình hình thành lỗ và giảm độ bền ăn mịn. Do đĩ, các thép super-ferritit, super-austenit, duplex rất bền ăn mịn phải chứa rất ít lưu huỳnh. Thép cĩ chứa ít cacbon sẽ làm giảm nguy cơ ăn mịn giữa các tinh thể do khơng tạo cabua crơm trên biên giới hạt. Sự cĩ mặt của Ti, Nb hoặc ta với hàm lượng thấp cũng làm giảm ăn mịn giữa các hạt do tạo các dạng cacbua rất bền.
Các thép khơng gỉ austenit, ngược với thép ferritit, rất nhạy cảm với ăn mịn dưới ứng suất trong mơi trường clorua ở nhiệt độ cao, nhưng rất bền với giịn do hydrơ.