Ruolo del rame nel migliorare la resistenza alla corrosione degli acciai inossidabile

Ruolo del rame negli acciai inossidabile

 

 

Il rame è generalmente presente in acciaio inossidabile solo come elemento residuo ., il rame viene aggiunto a leghe selezionate per migliorare la resistenza alla corrosione di leghe specifiche, specialmente nelle soluzioni di acqua di mare e acido solforico .

 

Per molti anni, il rame è stato visto come un elemento dannoso nella produzione di acciaio . è stato associato a "fragilità calda" ed è stato fuso alle temperature utilizzate per la forgiatura e il rotolamento, causando la rottura degli oggetti durante l'elaborazione delle parti in acciaio a cero Produzione .

 

Despite these historical concerns, copper is more widely used in stainless steel casting, in part because it is associated with good "castability," the ability of the molten metal to flow through the mold and achieve a good casting. The case for copper being a positive for casting and a negative for hot working is far less certain than anecdotal evidence would suggest, as much larger quantities of copper have been used as an intentionally added alloying Element . Tuttavia, gli effetti positivi del rame sulla resistenza alla corrosione in ambienti specifici sono molto più chiari .

 

È stato dimostrato che il rame migliora significativamente la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile, in particolare negli ambienti di acqua di mare e acido solforico .

L'acciaio inossidabile deve la sua resistenza alla corrosione al film passivo altamente stabile che si forma sulla sua superficie se esposto a un ambiente contenente ossigeno ., tuttavia, la corrosione che fa la corrosione è spesso iniziata su inclusioni di solfuro vicino alla superficie .}

 

Lo zolfo non viene intenzionalmente aggiunto in acciaio (ad eccezione di alcuni acciai a taglio libero) perché può causare problemi durante la lavorazione . se presente in grandi quantità, può portare a calda fragilità . Pertanto, il manganese è spesso aggiunto al combotti di zolfo per formare il manganese del manganese inclusioni {3} Le proprietà sono limitate . se presenti in quantità maggiori, possono essere allineate lungo la direzione di rotolamento o forgiatura, con conseguente scarsa durezza di impatto nella direzione trasversale .

 

In termini di resistenza alla corrosione, eventuali inclusioni presenti sulla superficie esposta di un componente in acciaio inossidabile non permetteranno a uno strato stabile di ossido di cromo di formarsi lì . Questo diventa un sito ideale per la corrosione dell'inizio, che può rapidamente formare una fossa in cui l'inclusione una volta esisteva .}

 

L'aggiunta di rame in acciaio inossidabile ha un interessante effetto benefico su questi siti di corrosione della corrosione avviati dall'inclusione . La dissoluzione del rame sulla superficie porta alla precipitazione del solfuro di rame insolubile (Cu2s) di ulteriori innace . In un certo senso, il rame fornisce un effetto auto-guarigione sull'acciaio inossidabile, che non impedisce alla corrosione di iniziare in punti deboli nello strato passivo, ma rallenta o interrompe l'ulteriore corrosione in questi punti, impedendo una corrosione più dannosa .

 

Oltre ai meccanismi di cui sopra, si ritiene anche che il rame formi un ulteriore strato di protezione (strato passivo) sulla superficie in acciaio inossidabile nelle soluzioni precedentemente descritte . i solfuri di rame possono esistere più stabilmente rispetto al ferro solfuro di ferro o nichel . Pertanto, si è proposto che lo strato di solfuro di copper può esistere in ferro o nichel di nichel .

 

Ferralium 255 (F61, 1 . 4507, UNS S32550) è forse il miglior esempio di aumento delle aggiunte di rame . poiché l'originale Super Duplex in acciaio inossidabile, fornisce una resistenza alla corrosione per più di 50 anni per più di 50 anni negli ambienti più gravi . La forma battuta mantiene il contenuto di rame di circa il 2,0% per ottenere una resistenza di corrosione superiore nell'acqua di mare e nell'acido solforico.

 

La lega 20 (2 . 4660, UNS N08220, AL20, C20, CN7M) è un elevato grado di nichel in lega citato come un'altra lega che utilizza specificamente le aggiunte di rame per migliorare la resistenza alla corrosione nell'acido solforico, con un contenuto di rame che va da 3.0-4.0%.

 

Il rame viene anche utilizzato in tipi di acciaio inossidabile a bassa carbonio come 316CU (una variante della lega 316, UNS S31603) e 204CU (una variante a basso costo della lega 304L) per fornire miglioramenti nella resistenza alla corrosione .