Veel voorkomende legeringselementen en hun functies in hittebestendig staal

Hittebestendig staal kan goede prestaties behouden in omgevingen met hoge temperaturen zonder de toevoeging van verschillende legeringselementen. Deze elementen spelen elk een unieke rol bij het verbeteren van de prestaties van hittebestendig staal.

Chroom (Cr) is een sleutelelement in hittebestendig staal dat de oxidatieweerstand verbetert. Het vormt een dichte chroomoxidefilm op het oppervlak van het staal, die als een sterk schild fungeert en effectief voorkomt dat zuurstof verder naar het binnenste van het staal diffundeert, waardoor het tegen oxidatie wordt beschermd. Ondertussen kan chroom de sterkte en hardheid van staal bij hoge temperaturen verbeteren, waardoor hittebestendig staal duurzamer wordt bij hoge temperaturen.

Nikkel (Ni) kan de taaiheid en weerstand tegen vermoeiing van staal aanzienlijk verbeteren. In omgevingen met hoge temperaturen is staal gevoelig voor vermoeiingsscheuren als gevolg van verschillende spanningen. De toevoeging van nikkel kan de goede prestaties van staal onder herhaalde belasting behouden en schade voorkomen. Bovendien kan nikkel, wanneer het in combinatie met chroom wordt gebruikt, de oxidatieweerstand en corrosieweerstand van hittebestendig staal aanzienlijk verbeteren, waardoor het stabiel kan werken, zelfs in agressieve corrosieve omgevingen met hoge temperaturen.

De belangrijkste functie van molybdeen (Mo) is het verbeteren van de sterkte bij hoge temperaturen en de kruipweerstand van staal. Onder langdurige hoge temperaturen en belasting zal staal een langzame plastische vervorming ondergaan, namelijk het kruipverschijnsel. Molybdeen kan deze vervorming effectief onderdrukken, de duurzaamheid van staal bij hoge temperaturen verbeteren en ervoor zorgen dat hittebestendig staal een stabiele vorm en prestatie behoudt tijdens langdurig gebruik bij hoge temperaturen.

Elementen zoals vanadium (V) en titanium (Ti) kunnen kleine carbiden vormen. Deze carbiden zijn verspreid en verdeeld in de structuur van staal en spelen een rol bij het versterken van neerslag, zoals het toevoegen van talloze kleine "spijkers" aan staal, waardoor de sterkte en hardheid worden verbeterd en de prestaties bij hoge temperaturen worden verbeterd.

Het is het synergetische effect van deze legeringselementen dat hittebestendig staal uitstekende eigenschappen geeft, waardoor het op grote schaal kan worden gebruikt in veel industriële sectoren met hoge temperaturen.