ステンレス鋼のカーボンの二面性

炭素は工業用鋼の主要元素の 1 つです。鋼の性能と構造は、鋼中の炭素の含有量と分布によって主に決定されます。炭素の影響はステンレス鋼で特に顕著です。ステンレス鋼の構造に対する炭素の影響は、主に 2 つの側面で現れます。炭素は、オーステナイトを安定化させる元素である一方、炭素とクロムは親和性が高いため、その効果が大きい（ニッケルの約30倍）。大きく、クロムを含む – 一連の複雑な炭化物。したがって、強度と耐食性の点で、ステンレス鋼における炭素の役割は相反することになります。

この影響の法則を認識すると、さまざまな使用要件に基づいて、さまざまな炭素含有量のステンレス鋼を選択できます。
例えば、業界で最も広く使用されており、最も少ない0Crl3〜4Cr13の5つの鋼種の標準クロム含有量は12〜14％に設定されており、炭素とクロムが炭化クロムを形成する要因が考慮されています。決定的な目的は、炭素とクロムが結合して炭化クロムになった後、固溶体中のクロム含有量が最小クロム含有量の 11.7% を下回らないようにすることです。

これら5つの鋼種は炭素含有量の違いにより、強度や耐食性も異なります。0Cr13～2Crl3鋼の耐食性は優れていますが、強度は3Crl3鋼や4Cr13鋼よりも低くなります。主に構造部品の製造に使用されます。
この 2 つの鋼種は炭素含有量が高いため、高い強度が得られ、バネ、ナイフ、および高い強度と耐摩耗性が必要なその他の部品の製造に主に使用されています。別の例として、18-8 クロムニッケルステンレス鋼の粒界腐食を克服するには、鋼の炭素含有量を 0.03% 未満に減らすか、クロムと炭素よりも親和性の高い元素 (チタンまたはニオブ) を添加して炭化物の形成を防ぐことができます。たとえば、クロムの場合、高硬度と耐摩耗性が主な要件である場合、ステンレス鋼9Cr18および9Cr17MoVCo鋼は、炭素含有量が0.85〜0.95％と高くても、クロム含有量もそれに応じて増加するため、硬度と耐摩耗性の要件を満たし、一定の耐食性、軸受、測定工具、刃物などの産業用途を考慮して、鋼の炭素含有量を適切に増加させることができます。それでも耐食性は保証されます。必須。

一般的に言えば、現在業界で使用されているステンレス鋼の炭素含有量は比較的低いです。ほとんどのステンレス鋼の炭素含有量は 0.1 ～ 0.4%、耐酸鋼の炭素含有量は 0.1 ～ 0.2% です。炭素含有量が 0.4% を超えるステンレス鋼は、全グレードのほんの一部にすぎません。これは、ほとんどの使用条件下で、ステンレス鋼は常に耐食性が主な目的であるためです。さらに、炭素含有量が低いのは、溶接や冷間変形が容易であるなど、特定のプロセス要件によるものでもあります。