Ogljik je eden glavnih elementov industrijskega jekla. Zmogljivost in struktura jekla sta v veliki meri določeni z vsebnostjo in porazdelitvijo ogljika v jeklu. Vpliv ogljika je še posebej pomemben pri nerjavnem jeklu. Vpliv ogljika na strukturo nerjavnega jekla se kaže predvsem v dveh vidikih. Po eni strani je ogljik element, ki stabilizira avstenit, in učinek je velik (približno 30-krat večji od niklja), po drugi strani pa zaradi visoke afinitete ogljika in kroma. Velik vpliv ima krom – kompleksen niz karbidov. Zato je vloga ogljika v nerjavnem jeklu glede trdnosti in odpornosti proti koroziji protislovna.
Z upoštevanjem zakona tega vpliva lahko izberemo nerjavna jekla z različno vsebnostjo ogljika glede na različne zahteve uporabe.
Na primer, standardna vsebnost kroma v petih vrstah jekla 0Crl3~4Cr13, ki se v industriji najpogosteje uporablja in ima najmanjši delež, je določena na 12~14 %, torej se upoštevajo dejavniki, zaradi katerih ogljik in krom tvorita kromov karbid. Odločilni namen je, da po združitvi ogljika in kroma v kromov karbid vsebnost kroma v trdni raztopini ne bo nižja od minimalne vsebnosti kroma 11,7 %.
Kar zadeva teh pet vrst jekla, se zaradi razlike v vsebnosti ogljika razlikujeta tudi trdnost in odpornost proti koroziji. Jeklo 0Cr13~2Crl3 ima boljšo odpornost proti koroziji, vendar je trdnost nižja kot pri jeklih 3Crl3 in 4Cr13. Uporablja se predvsem za izdelavo konstrukcijskih delov.
Zaradi visoke vsebnosti ogljika lahko ti dve vrsti jekla dosežeta visoko trdnost in se večinoma uporabljata pri izdelavi vzmeti, nožev in drugih delov, ki zahtevajo visoko trdnost in odpornost proti obrabi. Drug primer: za premagovanje medkristalne korozije krom-nikljevega nerjavečega jekla 18-8 lahko vsebnost ogljika v jeklu zmanjšamo na manj kot 0,03 % ali pa dodamo element (titan ali niobij) z večjo afiniteto kot krom in ogljik, da preprečimo tvorbo karbida. Na primer, če sta glavni zahtevi za krom visoka trdota in odpornost proti obrabi, lahko povečamo vsebnost ogljika v jeklu in hkrati ustrezno povečamo vsebnost kroma, da izpolnimo zahteve glede trdote in odpornosti proti obrabi, pri čemer upoštevamo določeno odpornost proti koroziji. Industrijska uporaba nerjavečega jekla 9Cr18 in 9Cr17MoVCo, čeprav je vsebnost ogljika visoka od 0,85 do 0,95 %, zaradi ustreznega povečanja vsebnosti kroma še vedno zagotavlja odpornost proti koroziji.
Na splošno je vsebnost ogljika v nerjavnih jeklih, ki se trenutno uporabljajo v industriji, relativno nizka. Večina nerjavnih jekel ima vsebnost ogljika od 0,1 do 0,4 %, kislinsko odporna jekla pa od 0,1 do 0,2 %. Nerjavna jekla z vsebnostjo ogljika večjo od 0,4 % predstavljajo le majhen delež celotnega števila vrst, saj je v večini pogojev uporabe nerjavna jekla vedno namenjena predvsem odpornosti proti koroziji. Poleg tega je nižja vsebnost ogljika posledica tudi določenih procesnih zahtev, kot sta enostavno varjenje in hladno deformiranje.
Čas objave: 27. september 2022
