(1) Cr元素
Cr 元素は 2520 ステンレス鋼パイプの主な合金元素です。 2520 ステンレス鋼パイプの高温用途での耐酸化性を向上させるために、Cr 含有量は一般に約 25% に制御されます。 Cr はフェライト-形成元素です。 Cr が過剰になると、鋳造や溶接中にデルタ-フェライトが形成され、完全なオーステナイト組織を得ることができなくなります。同時に、Cr は M23C6、Cr2N、Z 相の析出を促進します。 M23C6 と Cr2N は粒界に膜-のような構造を形成し、合金の延性と脆性を低下させるだけでなく、粒界の Cr が不足し、それによってステンレス鋼の粒界腐食が増加します。感度 [22]。
(2) Ni元素
Ｎｉは、オーステナイト安定化元素である。完全なオーステナイト組織を得るために、一般に約２０％のＮｉが添加される。また、Niはステンレス鋼の表面皮膜の安定性を向上させ、ステンレス鋼の耐食性を向上させることができます。研究によれば、20-25Cr 鋼に 20wt.% の Ni を添加することが最も適切であることが示されています。
(3)Mn元素
Ｍｎはオーステナイト安定化元素でもあり、Ｎｉの価格は比較的高い。生産コストを削減するために、多くの鋼は現在、Ni の代わりに Mn を添加しています。さらに、Mn はオーステナイト中の N の固溶度を増加させることができます。
(4)C要素
C は格子間原子であり、その固溶強化効果は N 元素に次ぎ、適量の C は Nb や V などの元素とともに MC- 型炭化物を形成します。これらの炭化物は基地上に分散し、結晶粒にピンニング効果をもたらします。 、粒子の成長を阻害する可能性があります [24] が、過剰な C を添加すると、液相 (一次 MC 相) から大きなサイズの MC が沈殿します。-これらの一次 MC は一般に粒界に析出し、合金の靱性と可塑性を低下させます。同時に、多量のC元素の添加はM23C6の多量の析出を促進し、材料の耐食性や靭性を低下させます。
(5) N要素
N 元素はオーステナイト化元素であり、その格子間固溶強化効果は最も強力です。. 2520 ステンレス鋼管は長期時効後にシグマ相を形成します。-。ロルフ・サンドストロムら。 N 含有量の異なる 2520 ステンレス鋼管の金属組織学的観察と熱力学計算により、N がシグマ相の形成を抑制できることを発見しました。 Ｎは、Ｚ相の形成を促進することができる。たとえば、長期時効では、HR3C は 750 度で 500 時間時効後に Z 相が析出します。- 9-12Cr% 鋼では、Z 相により材料の高温 (700 度) の靭性が低下します。現時点では、オーステナイト系ステンレス鋼に対する Z の役割は明らかではありません。高Nステンレス鋼は溶接中に窒化物を生成し、溶接性能を低下させます。
(6) V要素
2520 ステンレス鋼管には V 元素は含まれていませんが、V はマイクロアロイ鋼のマイクロアロイの主要元素としてよく使用されます。他のマイクロアロイと比較して、V 元素は 800 度以上で固溶度が高いため [29]、800 度以下では V を含む析出相が主に強化の役割を果たします。 VN は、VC よりもオーステナイトおよびフェライトに固溶しています。熱力学計算と実験により、VN が VC よりも先に沈殿することが示されています。 V(C,N)析出物は一般に700度程度の温度範囲で析出します。細かく分散した V(C,N) が粒界および粒子内に固定され、材料の強度が向上します。また、VはN元素を固定し溶接性を向上させます。
