⚠️Độ nhạy của thép không gỉ (SS)⚠️

⚠️Độ nhạy của thép không gỉ (SS)⚠️

Độ nhạy trong thép không gỉ đề cập đến sự kết tủa Cr-cacbua ở ranh giới hạt khi tiếp xúc với nhiệt độ thường từ 450°C đến 850°C (850°F đến 1560°F).

Quá trình này xảy ra do các bước sau:

✅️ Khi nung SS đến nhiệt độ trong khoảng 450°C và 850°C, nguyên tử Cr kết hợp với cacbon tạo thành cacbua crom (Cr23C6). Các cacbua này có xu hướng kết tủa tốt hơn ở ranh giới hạt do trạng thái năng lượng cao hơn và sự sẵn có của cacbon tại các vị trí này.

✅️ Khi quá trình hình thành cacbua tiếp tục, các nguyên tử Cr- từ bên trong hạt sẽ di chuyển về phía ranh giới hạt để duy trì sự hình thành cacbua. Quá trình khuếch tán này tạo ra sự suy giảm crom cục bộ ở các vùng tiếp giáp với ranh giới hạt. Vùng nghèo này sẽ có hàm lượng Cr- thấp hơn phần bên trong của hạt.

✅️ Thép không gỉ dựa vào hàm lượng crom tối thiểu (~10,5wt%) để tạo thành lớp nano Cr-oxide thụ động ổn định, tự phục hồi, bảo vệ chống ăn mòn. Sự suy giảm làm giảm hàm lượng Cr xuống dưới 10,5wt% và do đó sẽ ít có khả năng hình thành lớp Cr-oxide bảo vệ ở những khu vực bị cạn kiệt Cr cục bộ này, khiến chúng dễ bị tấn công ăn mòn giữa các hạt (& các cơ chế hư hỏng liên quan khác), đặc biệt là trong môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như những môi trường có chứa clorua.

~~ 👉Ngăn ngừa sự nhạy cảm👈~~

✅️ Sử dụng thép không gỉ loại L có hàm lượng carbon thấp, chẳng hạn như 304L hoặc 316L, trong đó hàm lượng carbon nhỏ hơn 0,03wt%. Điều này làm giảm khả năng hình thành cacbua crom ở ranh giới hạt.

✅️ Sử dụng các loại SS ổn định có chứa titan (Ti) hoặc niobi (Nb). Các nguyên tố này tạo thành cacbua tốt hơn crom, do đó ngăn chặn sự kết tủa Cr-cacbua. Ví dụ bao gồm 321 (với Ti) và 347 (với Nb).

✅️ Ủ giải pháp: Làm nóng thép trên phạm vi kết tủa cacbua (thường là 1050°C đến 1150°C), sau đó làm lạnh nhanh (làm nguội) sẽ hòa tan cacbua và ngăn cản sự tái tạo của chúng.

✅️ Tránh tiếp xúc kéo dài với nhiệt độ trong phạm vi nhạy cảm trong quá trình hàn hoặc xử lý nhiệt.

⚠️Cơ chế ăn mòn được kích hoạt bởi sự nhạy cảm⚠️

✅️ Ăn mòn giữa các hạt là cơ chế hư hỏng phổ biến nhất, trong đó các ranh giới hạt bị suy giảm crom bị ăn mòn mạnh hơn khi tiếp xúc với môi trường ăn mòn, dẫn đến mất tính toàn vẹn của vật liệu và cấu trúc.

✅️ Nứt ăn mòn do ứng suất (SCC): Thép không gỉ nhạy cảm dễ bị SCC hơn, một quá trình liên quan đến tác động đồng thời của ứng suất kéo và môi trường ăn mòn, dẫn đến hình thành vết nứt và lan truyền dọc theo ranh giới hạt.

✅️ Giảm tính chất cơ học: Sự nhạy cảm có thể làm suy yếu ranh giới hạt, làm giảm độ dẻo dai và độ dẻo tổng thể của thép, khiến thép dễ bị gãy giòn hơn. 

(St.)