IMG61

Z wykresu tego wynika, że do zawartości 1CK-11% Ni pierwszą wydzielającą się z cieczy faząjest ferryt 8. Powyżej tej zawartości niklu występuje reakcja eutektyczna lub perytektycz-na. w wyniku której powstaje jednocześnie ferryt 8 i austenit. Należy jednak podkreślić, że wykres na rysunku 8.77 jest wykresem przybliżonym i bardzo trudne jest dokładne określenie zawartości niklu, od której w wyniku krzepnięcia powstaje czysty austenit. Z reguły przyjmuje się, że krzepnięcie austenityczne występuje przy zawartości niklu 14-H5%. Zakres występowania czystego austenitu zależy od zawartości niklu i od temperatury. Powyżej 3-K3,5% Ni w zakresie temperatur 80(K 1 000°C stop ma strukturę czysto austenityczną. Zakres temperatur występowania austenitu rozszerza się, gdy zawartość niklu wzrasta do 7^8%. Wraz ze wzrostem zawartości niklu temperatura M_s obniża się. Stale zawierające do około 7% niklu są stalami martenzytycznymi. Tak więc aby stal miała strukturę austenityczną w temperaturze otoczenia, zawartość niklu powinna być większa od 8%. Zwykle jednak stale te zawierają powyżej 9% niklu. W wypadku niższej zawartości niklu, mimo że temperatura M_s jest niższa od temperatury otoczenia, temperatura M_d, w której zachodzi przemiana martenzytyczna w wyniku odkształcenia plastycznego, jest wyższa od temperatury otoczenia. Zatem w procesie formowania elementów przed spawaniem metastabilny mechanicznie austenit może się przemieniać w martenzyt. zmieniając istotnie właściwości stali austenitycznej. Konieczność dodania do stali pewnego nadmiaru niklu wynika również z występowania segregacji w czasie krzepnięcia. Powstały w czasie krzepnięcia ferryt zubożony o nikiel jest na tyle stabilny, że w procesie chłodzenia nie ulega przemianie w austenit, a zatem w temperaturze otoczenia nie będzie występowała struktura czysto austenityczna.

Zawartość chromu ma taki sam wpływ jak w wypadku innych typów stali odpornych na korozję. Zwiększanie zawartości chromu rozszerza obszar istnienia ferrytu 8, a zatem wymaga zwiększania zawartości niklu, aby poniżej pewnej określonej temperatury otrzymać strukturę austenityczną.

Węgiel podobnie jak nikiel rozszerza zakres istnienia austenitu, zmniejszając zatem ilość ferrytu obecnego w wysokich temperaturach. Zawartość węgla w stalach austenitycznych wynosi zwykle 0,03-^0,15%. W temperaturze powyżej I000°C węgiel jest całkowicie rozpuszczony w austenicie. Przy powolnym chłodzeniu lub przetrzymaniu stali w zakresie temperatur 500^900°C następuje wydzielanie węglików chromu, które mogą zawierać również inne składniki stopowe. Wydzielanie węglików jest bardzo szkodliwe, gdyż zmniejsza plastyczność stali i jej odporność na korozję. Dlatego też stale austenityczne są wykorzystywane w konstrukcjach w stanie przesyconym.

Oprócz stali typu 18-10 stosuje się inne grupy stali austenitycznych odpornych na korozję. Stale te zostaną omówione poniżej w kolejności od stali najbardziej do najmniej zdolnych do tworzenia ferrytu w wysokich temperaturach.

Stale zawierające 17% chromu i 7% niklu. Zawierają one stosunkowo nietrwały austenit, co jest wykorzystywane albo do ułatwiania głębokiego tłoczenia, gdy zawartość węgla jest niska, albo - gdy zawartość węgla przekracza 0,1% - do otrzymywania stali o bardzo dobrych właściwościach mechanicznych poprzez odkształcenie plastyczne na zimno. Podczas odkształcenia plastycznego zachodzi przemiana fazowa austenitu w martenzyt. Umocnienie w wyniku odkształcenia oraz przemiana fazowa austenit —► martenzyt powodują, że stale te osiągają bardzo wysoką granicę sprężystości oraz twardość wynoszą około 450 HV. W takim

471