(1) Élément Cr
L'élément Cr est le principal élément d'alliage des tuyaux en acier inoxydable 2520. Afin d'améliorer la résistance à l'oxydation des tuyaux en acier inoxydable 2520 dans des applications à haute température, la teneur en Cr est généralement contrôlée à environ 25 %. Cr est un élément formant de la ferrite-. Un excès de Cr entraînera la formation de ferrite delta- pendant la coulée et le soudage, rendant impossible l'obtention d'une structure entièrement austénitique. Dans le même temps, Cr favorisera la précipitation des phases M23C6, Cr2N et Z. M23C6 et Cr2N formeront une structure semblable à un film- au joint de grain, ce qui non seulement réduit la ductilité et la fragilité de l'alliage, mais rend également le joint de grain pauvre en Cr, augmentant ainsi la corrosion intergranulaire de l'acier inoxydable. Sensibilité [22].
(2) Élément Ni
Ni est un élément stabilisant de l'austénite. Afin d'obtenir une structure entièrement austénitique, on ajoute généralement environ 20 % de Ni. Le Ni peut également améliorer la stabilité du film superficiel de l'acier inoxydable, améliorant ainsi la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable. Des études ont montré que l'ajout de 20 % en poids de Ni à l'acier 20-25Cr est le plus approprié.
(3) Élément Mn
Le Mn est également un élément stabilisant de l'austénite et le prix du Ni est relativement élevé. Afin de réduire les coûts de production, de nombreux aciers ajoutent désormais du Mn pour remplacer le Ni. De plus, Mn peut augmenter la solubilité solide de N dans l'austénite.
(4) Élément C
C est un atome interstitiel, son effet de renforcement de solution solide est juste derrière celui de l'élément N, et une quantité appropriée de C peut former des carbures de type MC- avec des éléments tels que Nb et V. Ces carbures sont dispersés sur la matrice et ont un effet de fixation sur les grains cristallins. , Peut inhiber la croissance des grains [24], mais l'ajout excessif de C entraînera la précipitation de MC de grande taille - à partir de la phase liquide (phase MC primaire). Ces MC primaires précipitent généralement au joint de grain, réduisant la ténacité et la plasticité de l'alliage ; Dans le même temps, l’ajout d’une grande quantité d’élément C favorisera une grande quantité de précipitation de M23C6, entraînant une diminution de la résistance à la corrosion et de la ténacité du matériau.
(5) Élément N
L'élément N est un élément austénitisant et son effet de renforcement de la solution solide interstitielle est le plus puissant.. 2520 Le tube en acier inoxydable présente une formation de phase sigma après un vieillissement à long terme-. Rolf Sandström et coll. a découvert que N peut inhiber la formation de phase sigma grâce à l'observation métallographique et au calcul thermodynamique de tubes en acier inoxydable 2520 avec différentes teneurs en N. N peut favoriser la formation de la phase Z. Dans le cadre d'un vieillissement à long-terme, par exemple, HR3C précipitera la phase Z après un vieillissement à 750 degrés pendant 500 heures. Dans l'acier 9-12Cr%, la phase Z réduira la ténacité du matériau à haute température (700 degrés). À l’heure actuelle, le rôle de Z par rapport à l’acier inoxydable austénitique n’est pas clair. L'acier inoxydable à haute teneur en N produira des nitrures pendant le soudage, réduisant ainsi les performances de soudage.
(6) Élément V
Le tube en acier inoxydable 2520 ne contient pas d'élément V, mais V est souvent utilisé comme élément principal du microalliage dans l'acier microallié. Comparé à d'autres microalliages, l'élément V a une solubilité solide plus élevée au-dessus de 800 degrés [29], donc la phase de précipitation contenant V joue principalement un rôle de renforcement en dessous de 800 degrés. Le VN est beaucoup plus faible en solution solide en austénite et en ferrite que le VC. Les calculs et expériences thermodynamiques montrent que VN précipite avant VC. Les précipités V(C,N) précipitent généralement dans la plage de température d'environ 700 degrés. Le V(C,N) finement dispersé sera piégé dans les joints de grains et dans les grains pour améliorer la résistance du matériau. De plus, V fixera l'élément N et améliorera les performances de soudage.
