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La resistencia a la corrosión de Castingas de acero de aleación de alta temperatura está estrechamente relacionado con su composición química. Se puede formar una película de óxido estable, densa y altamente adhesiva en la superficie del material en una temperatura alta y un entorno medio complejo es un factor clave para determinar su resistencia a la corrosión. Los siguientes son los efectos de los principales elementos de aleación en su resistencia a la corrosión:
El cromo (CR) es uno de los elementos de resistencia a la corrosión más críticos. Puede reaccionar con oxígeno a altas temperaturas para formar una película protectora densa de óxido de cromo (Cr₂o₃), que puede evitar efectivamente evitar oxígeno, azufre y otros gases corrosivos para invadir la matriz metálica. En general, con el aumento del contenido de cromo (generalmente entre 18% y 30%), la resistencia a la oxidación y la resistencia a la corrosión de sulfidación del material mejoran significativamente, por lo que las aleaciones de cromo altas se utilizan ampliamente en atmósferas de combustión que contienen azufre o ambientes oxidantes de alta temperatura.
Aunque el níquel (NI) en sí no es un elemento oxidante fuerte, puede mejorar la estabilidad de la estructura de austenita y mejorar la resistencia y la resistencia a la fatiga térmica del material a altas temperaturas. Además, el níquel también puede mejorar la resistencia a la corrosión del material en la reducción de los medios, como ciertos entornos ácidos. La presencia de níquel también ayuda a mejorar la adhesión general y la capacidad de reparación de la película de óxido.
El molibdeno (MO) tiene una buena resistencia a la corrosión de iones de cloruro, especialmente para prevenir las picaduras y la corrosión de la grieta. También puede mejorar la estabilidad del material en la reducción de los ácidos (como el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico), por lo que a menudo se usa en entornos altamente corrosivos, como equipos químicos.
El silicio (Si) y el aluminio (AL) también pueden formar películas protectoras de óxido (como SiO₂ y Al₂o₃). Estos óxidos son más estables que Cr₂o₃ bajo ciertas condiciones específicas de oxidación de alta temperatura, lo que ayuda a mejorar la resistencia a la oxidación del material. Sin embargo, su cantidad de adición suele ser baja, de lo contrario puede afectar la plasticidad y las propiedades de fundición del material.
El efecto del carbono (C) sobre la resistencia a la corrosión es más complicado. La cantidad correcta de carbono puede mejorar la resistencia y la resistencia al desgaste del material, pero un contenido de carbono demasiado alto puede conducir fácilmente a la precipitación de carburos en los límites de grano, causando corrosión intergranular, especialmente durante el servicio de soldadura o alta temperatura. Por lo tanto, en aplicaciones que requieren una buena resistencia a la corrosión, a menudo se usan diseños de aleaciones de baja carbono o ultra baja carbono.
Además, los elementos de microalloying como el titanio (Ti) y el niobio (NB) pueden reducir la formación de fases dañinas al fijar el nitrógeno y estabilizar el carbono, mejorando indirectamente la resistencia a la corrosión del material, especialmente en términos de resistencia a la corrosión intergranular.
La resistencia a la corrosión de las fundiciones de acero de aleación de alta temperatura está determinada por el efecto sinérgico de múltiples elementos de aleación. Al ajustar racionalmente la composición química, se pueden lograr excelentes efectos de protección en diferentes entornos corrosivos. Por ejemplo, aumentar el contenido de cromo en una atmósfera oxidante, agregar molibdeno a un medio que contiene cloruro e introducir aluminio o silicio en condiciones de temperatura extremadamente altas donde se requiere resistencia a la oxidación son todas las estrategias de optimización comunes.
