Cum diferă oțelul carbon de oțelul inoxidabil în utilizare?

Rezistența la coroziune: De ce protecția este esențială pentru oțelul carbon și unde acesta are un avantaj

Procesul de coroziune: Oțel carbon și cromoni

Absența cromului în oțelul carbon permite oxidarea în prezența unui agent oxidant, cum ar fi umiditatea din aer. De aceea, oțelul formează un strat protector. Absența acestui strat protector duce la oxidarea straturilor metalice, ceea ce determină, în cele din urmă, pierderea integrității structurale. În timp, metalul rămas își pierde suportul structural în prezența umidității, ceea ce conduce atât la pierderea stabilității dimensionale, cât și la pierderea integrității metalului portant. De aceea, sunt necesare măsuri de protecție pentru suprafețele exterioare ale oțelului carbon.

Oțelul inoxidabil în mediu: Crom și condiții de frontieră

Oțelul inoxidabil are un strat protector sub formă de crom la nivel nanometric la interfața cu mediul oxidant. Acest strat protector poate fi perturbat în medii corozive, cum ar fi prezența anionilor de clorură (de exemplu, apă de mare, sare etc.), formând astfel o pictură de coroziune intergranulară. Picturile de coroziune intergranulară pot avea aspect dendritic sau fibros în domeniile respective ale picturilor de coroziune. Aceasta poate oferi un Index de Rezistență la Coroziune echivalent cu cel al oțelului 316L (≈ 26,5), care este capabil să reziste în medii corozive.

Excepții strategice: utilizarea oțelului carbon pentru sisteme sacrificiale

Oțelul carbon poate proteja în mod sacrificial oțelul și aliajele de cupru din conducte, carene de nave și rezervoare de apă. Datorită avantajului de preț al oțelului carbon, precum și utilizării sistemelor sacrificiale pentru aliajele de cupru în sistemele din oțel, oțelul carbon este adesea cea mai bună alegere pentru sistemele sacrificiale; oțelul carbon este cea mai bună alegere pentru sistemele sacrificiale și pentru sistemele cu aliaje de cupru în oțel, precum și pentru carenele de nave și rezervoarele de apă. Protecția metalelor mai nobili se realizează prin sisteme sacrificiale care folosesc anodi sacrificiali din zinc. Rolul anodilor sacrificiali este de a asigura protecția sacrificială. Costul anodilor sacrificiali este cea mai bună alegere pentru sisteme uscate, interioare, scurte și necritice. Sistemele pe bază de epoxidic și bogate în zinc pot îmbunătăți durata de funcționare și pot reduce durata de funcționare.

Tratamentul termic al oțelului carbon și potrivirea acestuia pentru aplicații structurale

Tratamentul termic pentru obținerea oțelului carbon dorit pentru aplicații structurale

Tratamentul termic al oțelului carbon conduce la obținerea unei colecții excelente de caracteristici ale oțelului cu barieră înaltă și joasă. Se obțin rezultate superioare în dezvoltarea structurilor portante prin utilizarea oțelului carbon normalizat/cu conținut ridicat de carbon în conceperea sistemelor structurale de transmisie, cum ar fi transmisiile și cadrele de transmisie în înaltă tensiune. Este posibilă înlocuirea cadrelor sistemelor cu cadre alternative de transmisie și de transmisie în înaltă tensiune. Are loc o tranziție a cadrelor sistemelor de protecție către cadre ne-protecționate pentru transmisia în înaltă tensiune. Poate avea loc o tranziție a cadrelor sistemelor pentru cadrele de transmisie în înaltă tensiune. Rezultatele studiului privind sistemele de transmisie în înaltă tensiune au fost cadrele sistemelor de protecție. Aceste sisteme pot trece la cadrele de protecție ale sistemelor de transmisie în înaltă tensiune. Are loc o tranziție a cadrelor de protecție. Cadrele sistemelor ne-protecționate dispun de protecție în înaltă tensiune și în înaltă tensiune. Rezultatele obținute au fost sisteme de protecție.

Echilibrul dintre formabilitate și durata de viață la oboseală: Analiza oțelului carbon AISI 1045 și a calităților austenitice și martensitice de oțel inoxidabil (304 și 410)

AISI 304 are o rezistență la rupere de 304 MPa și o ductilitate de 40%. În comparație, AISI 1045 are o rezistență la rupere de 850 MPa și o ductilitate de 10%. Oțelul carbon AISI 1045 are o rezistență la tractiune și o duritate mai mari decât AISI 304. Totuși, ductilitatea AISI 1045 este cu siguranță inferioară. Ductilitatea redusă a AISI 1045 îi face dificilă deformarea la rece, ceea ce duce la fisurare în timpul prelucrării. Aceasta înseamnă că îndoirea și laminarea sunt dificile fără o încălzire preliminară a metalului. AISI 410 are o duritate de HRC 40, dar nu reușește totuși să egaleze durata de viață la oboseală a oțelului inoxidabil.
AISI 410 este un oțel inoxidabil mai dur și mai casant decât AISI 304, ceea ce îl face mai puțin versatil comparativ cu celelalte calități de oțel inoxidabil menționate anterior. De asemenea, oțelul inoxidabil 410 poate fi mai dur decât AISI 1045, dar are, de asemenea, o durată de viață la oboseală mai scurtă decât oțelul inoxidabil 304 și este mai puțin sudabil decât AISI 1045, ceea ce îl face mai puțin versatil decât calitățile de oțel inoxidabil.

Prelucrare și reducere a costurilor: oțelul carbon ca mijloc de producție eficientă din punct de vedere al costurilor și în volum mare

Avantaje privind sudabilitatea: preîncălzire mai redusă și tratament termic post-sudură mai puțin necesar pentru oțelul carbon

Conținutul tipic scăzut de carbon al oțelului carbon (< 0,3 %) îi conferă acestuia o sudabilitate foarte bună, ceea ce înseamnă că tratamentul termic obișnuit după sudură este esențialmente inutil și, de asemenea, nu este necesară nicio încălzire preliminară, făcându-l foarte convenabil. Acest lucru permite reducerea consumului de energie și scurtarea duratei proiectului. În comparație cu încălzirea preliminară și tratamentul termic post-sudură necesare, utilizarea oțelului carbon este considerată în industrie cu 30 % mai eficientă decât cea a oțelului inoxidabil obișnuit. Are o inspecție și o producție mai simple și mai eficiente, ceea ce înseamnă că raportul dintre consumul de oțel carbon și cel de oțel inoxidabil este mult mai mic.

Costul total de deținere: economii pe termen scurt privind materialele față de întreținerea pe termen lung – exemple din domeniile construcțiilor și agriculturii

Oțelul carbon costă aproximativ jumătate din prețul oțelului inoxidabil, dacă se compară pe bază de tonă. Această diferență de preț oferă flexibilitate firmelor de construcții pentru a realiza proiecte mai mari sau firmelor agricole pentru a realiza proiecte mai mici, cu o creștere de 20% a producției. Din păcate, firmele de construcții trebuie să facă față unor costuri totale mai mari datorită angajării de manageri specializați în limitarea coroziunii, ale căror cheltuieli pot reprezenta între 15% și 25% din costul total. O durată de viață de 30 de ani reduce costurile totale generate de managementul coroziunii la 12% din costul proiectelor de construcții, comparativ cu creșterea inițială de 40% a costurilor. Repetarea acestui proces pentru elementele de cadru eliminate și mutarea elementelor de construcție de la o clădire la alta evidențiază un avantaj semnificativ de cost pentru firmele de construcții care realizează proiecte în domenii cu durată scurtă de execuție, conform publicației din 2023 a Studiului privind costurile coroziunii realizat de NACE International. Managementul coroziunii este sinonim cu proiectele de construcții în domeniul agricol.

Întrebări frecvente

De ce se corodează oțelul carbon?

Datorită nivelurilor ridicate de umiditate și umiditate, cantitatea de conținut de carbon din oțel face ca oțelul carbon să fie extrem de corozibil. Dacă coroziunea nu este oprită datorită nivelurilor ridicate de oxigen din materialele corozibile, oțelul carbon este mai predispus la oxidare.

De ce trebuie să luăm măsuri pentru a preveni coroziunea oțelului carbon?

Oxidarea și ulterioara coroziune a oțelului carbon nu pot fi limitate la un strat pe care oțelul îl formează ca strat pasiv, spre deosebire de oțelul inoxidabil, iar, prin urmare, coroziunea și oxidarea oțelului carbon sunt continue.

În ce situații este observată coroziunea oțelului carbon ca fiind un subiect de interes în problemele întâlnite?

Aceste situații apar în sisteme de durată scurtă, cu serviciu scurt, destinate uzului interior, în care sistemele de gestionare a coroziunii trebuie să fie limitate la un anumit grad din motive de avantaj de cost.