Od wielu lat na świecie trwają badania nad procesem utleniania się stali typu Cr, w warunkach o podwyższonej temperaturze. Stal tego typu ma bardzo szerokie zastosowanie w przemyśle, stąd tak duże zainteresowanie tym tematem. Jakie są więc jej właściwości i co wpływa na jej popularność?
Charakterystyka stali chromowanych
Stale z grupy Cr mogą być wykorzystywane jako materiał konstrukcyjny przeznaczony do pracy w atmosferach gazów przemysłowych lub zanieczyszczonych. Produkcja np. stali 34CrNiMo6 jest stosunkowo łatwa i tania w związku z czym jest ona najczęściej stosowanym materiałem w przemyśle metalurgicznym, ceramicznym oraz chemicznym, jak również wszędzie tam gdzie wymagane jest stosowanie bardzo wysokiej temperatury, na przykład do produkcji turbin gazowych, wyrobu pieców przemysłowych, elementów osłonowych, w ogniwach paliwowych, oraz jako elementy w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym. Stal tego typu zaliczana jest do rodziny stali chromowych, w których głównym pierwiastkiem stopowym jest chrom. Chrom w stali wpływa na powstawanie węglików, co z kolei zwiększa trwałość ferrytu. Oprócz chromu istotnym składnikiem gwarantującym wysoką odporność na utlenianie stali z gatunku Cr, jest obecność dodatków stopowych takich jak krzem lub aluminium. Dodatek aluminium znacząco zawęża obszar występowania fazy ferrytowej oraz zwiększa odporność na tak zwaną korozję tlenową. Działanie aluminium powoduje utlenianie selektywne i tworzenie się zgorzelin na powierzchni materiału. Warstwa ta, posiada bardzo dobrą wytrzymałość na odpryskiwanie, oraz wykazuje wysoką elastyczność. Powoduje to, że zgorzelina staje się barierą chroniącą stal przed degradacją.
Wpływ zawartości aluminium na kinetykę utleniania stali w określonej temperaturze, wykazała że dodatek nawet 5% aluminium do stali powoduje, że przyrost masy np. w temperaturze 950 stopni rozpoczyna się dopiero po 30 godzinach ekspozycji. Podobne właściwości uzyskuje się również przez dodanie do stali krzemu, który w przypadku stali chromowych, skutecznie wpływa na ich właściwości żaroodporne.