Cacbon là một trong những nguyên tố chính của thép công nghiệp. Tính chất và cấu trúc của thép phần lớn được quyết định bởi hàm lượng và sự phân bố của cacbon trong thép. Tác dụng của cacbon đặc biệt đáng kể trong thép không gỉ. Ảnh hưởng của cacbon đến cấu trúc thép không gỉ chủ yếu thể hiện ở hai khía cạnh. Một mặt, cacbon là nguyên tố ổn định pha austenit, và tác dụng của nó rất lớn (khoảng 30 lần so với niken), mặt khác, do ái lực cao giữa cacbon và crom, nên nó tạo thành một loạt các cacbua phức tạp với crom. Do đó, xét về độ bền và khả năng chống ăn mòn, vai trò của cacbon trong thép không gỉ là mâu thuẫn.
Hiểu được quy luật ảnh hưởng này, chúng ta có thể lựa chọn các loại thép không gỉ với hàm lượng carbon khác nhau dựa trên các yêu cầu sử dụng khác nhau.
Ví dụ, hàm lượng crom tiêu chuẩn của năm loại thép 0Cr13~4Cr13, loại được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp và có hàm lượng thấp nhất, được quy định ở mức 12~14%, tức là đã tính đến các yếu tố liên quan đến việc cacbon và crom tạo thành cacbua crom. Mục đích quyết định là sau khi cacbon và crom kết hợp thành cacbua crom, hàm lượng crom trong dung dịch rắn sẽ không thấp hơn hàm lượng crom tối thiểu là 11,7%.
Đối với năm loại thép này, do sự khác biệt về hàm lượng cacbon, độ bền và khả năng chống ăn mòn cũng khác nhau. Khả năng chống ăn mòn của thép 0Cr13~2Cr13 tốt hơn nhưng độ bền thấp hơn so với thép 3Cr13 và 4Cr13. Loại thép này chủ yếu được sử dụng để sản xuất các bộ phận kết cấu.
Do hàm lượng cacbon cao, hai loại thép này có thể đạt được độ bền cao và chủ yếu được sử dụng trong sản xuất lò xo, dao và các bộ phận khác đòi hỏi độ bền và khả năng chống mài mòn cao. Ví dụ khác, để khắc phục hiện tượng ăn mòn giữa các hạt của thép không gỉ crom-niken 18-8, hàm lượng cacbon của thép có thể được giảm xuống dưới 0,03%, hoặc có thể thêm một nguyên tố (titan hoặc niobi) có ái lực lớn hơn crom và cacbon để ngăn ngừa sự hình thành cacbua. Ví dụ, khi độ cứng cao và khả năng chống mài mòn là những yêu cầu chính, ta có thể tăng hàm lượng cacbon của thép đồng thời tăng hàm lượng crom một cách thích hợp để đáp ứng các yêu cầu về độ cứng và khả năng chống mài mòn, và tính đến khả năng chống ăn mòn nhất định. Trong công nghiệp, thép không gỉ 9Cr18 và 9Cr17MoVCo được sử dụng làm vòng bi, dụng cụ đo lường và lưỡi dao, mặc dù hàm lượng cacbon cao tới 0,85 ~ 0,95%, nhưng do hàm lượng crom cũng được tăng lên tương ứng nên vẫn đảm bảo khả năng chống ăn mòn theo yêu cầu.
Nhìn chung, hàm lượng cacbon của thép không gỉ hiện đang được sử dụng trong công nghiệp tương đối thấp. Hầu hết các loại thép không gỉ có hàm lượng cacbon từ 0,1 đến 0,4%, và thép chống ăn mòn có hàm lượng cacbon từ 0,1 đến 0,2%. Thép không gỉ có hàm lượng cacbon lớn hơn 0,4% chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng số các loại thép, bởi vì trong hầu hết các điều kiện sử dụng, thép không gỉ luôn có khả năng chống ăn mòn là mục đích chính. Ngoài ra, hàm lượng cacbon thấp hơn cũng là do một số yêu cầu về quy trình, chẳng hạn như dễ hàn và dễ biến dạng nguội.
Thời gian đăng bài: 27/09/2022
