Трещины в стали

Никельсодержащая нержавеющая сталь марки 304L, обладающая аустенитной микроструктурой, является метаустойчивой. Это означает, что в результате пластической деформации в ней местами формируется мартенсит (известный как «мартенсит деформации»). Такая менее ковкая чередующаяся микроструктура формируется в районах, испытавших холодную деформацию. Она подвержена растрескиванию под воздействием присутствующего в нержавеющей стали водорода.

В процессе холодной деформации водород диффундирует в мартенсите и в конечном итоге вызывает растрескивание. Диффузия происходит медленно, вот почему растрескивание не происходит сразу.

Восприимчивость нержавеющей стали к растрескиванию во многом зависит от её состава. Повышенное содержание никеля и пониженное содержание углерода и азота помогает предотвратить растрескивание. Нержавеющая сталь с повышенным содержанием никеля, как марки 305 (S30500) и 316L (S31603), обладает более стабильной микроструктурой и, таким образом, более устойчива к образованию мартенсита деформации и не поддаётся замедленному трещинообразованию.

Это явление также наблюдается в нержавеющих сталях 200-й серии с повышенным содержанием марганца. Марганец также является стабилизатором аустенита. Его используют в комбинации с более низким содержанием никеля. Однако марганец не так эффективен в стабилизации аустенитной фазы в присутствии хрома, являющегося сильным стабилизатором феррита.

Поэтому содержание хрома должно быть снижено в низконикелевых нержавеющих сталях, а это, в свою очередь, отрицательно влияет на сопротивляемость коррозии.
Такие стали всё же подвержены формированию мартенситной микроструктуры в результате пластической деформации. Сниженная коррозиестойкость и возможность замедленного трещинообразования являются факторами, ограничивающими использование низконикелевой аустенитной нержавеющей стали 200-й серии.

Институт никеля