مقاومة التآكل عالي درجات الحرارة الصلب الصلب يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتكوينها الكيميائي. ما إذا كان يمكن تشكيل فيلم أكسيد مستقر وكثيف ومواد لاصق على سطح المادة في درجة حرارة عالية والبيئة المتوسطة المعقدة هو عامل رئيسي في تحديد مقاومة التآكل. فيما يلي آثار عناصر صناعة السبائك الرئيسية على مقاومة التآكل:
الكروم (CR) هو واحد من أكثر عناصر مقاومة التآكل. يمكن أن يتفاعل مع الأكسجين في درجات حرارة عالية لتشكيل فيلم وقائي كثيف من أكسيد الكروم (CR₂O₃) ، والذي يمكن أن يمنع بشكل فعال الأكسجين والكبريت والغازات التآكل الأخرى من مزيد من غزو المصفوفة المعدنية. بشكل عام ، مع زيادة محتوى الكروم (عمومًا ما بين 18 ٪ و 30 ٪) ، يتم تحسين مقاومة الأكسدة ومقاومة تآكل الكبريت للمادة بشكل كبير ، لذلك تستخدم سبائك الكروم العالية على نطاق واسع في أجواء الاحتراق المحتوية على الكبريت أو بيئات مؤكسدة درجة الحرارة العالية.
على الرغم من أن النيكل (NI) نفسه ليس عنصرًا مؤكسدًا قويًا ، إلا أنه يمكن أن يعزز ثبات بنية الأوستينيت ويحسن صلابة ومقاومة التعب الحراري للمادة في درجات حرارة عالية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للنيكل أيضًا تحسين مقاومة التآكل للمادة في الحد من الوسائط ، مثل بعض البيئات الحمضية. يساعد وجود النيكل أيضًا على تحسين قدرة الالتصاق والإصلاح بشكل عام لفيلم الأكسيد.
الموليبدينوم (MO) لديه مقاومة جيدة لتآكل أيون كلوريد ، وخاصة في منع التآكل وتآكل الشق. يمكن أن يعزز أيضًا استقرار المادة في تقليل الأحماض (مثل حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك) ، لذلك غالبًا ما يتم استخدامه في بيئات تآكل للغاية مثل المعدات الكيميائية.
يمكن أن تشكل السيليكون (SI) والألمنيوم (AL) أيضًا أفلام واقية من أكسيد (مثل Sio₂ و al₂o₃). هذه الأكاسيد أكثر استقرارًا من cr₂o₃ في ظل ظروف أكسدة محددة عالية الحرارة ، مما يساعد على تحسين مقاومة أكسدة المادة. ومع ذلك ، عادة ما تكون كمية الإضافة منخفضة ، وإلا فإنها قد تؤثر على لدونة المادة وخصائص الصب.
تأثير الكربون (C) على مقاومة التآكل أكثر تعقيدًا. يمكن للكمية المناسبة من الكربون تحسين قوة المادة ومقاومة التآكل ، ولكن يمكن أن يؤدي محتوى الكربون المرتفع بسهولة إلى هطول الأمطار للكربود في حدود الحبوب ، مما يسبب التآكل بين الخلايا ، وخاصة أثناء اللحام أو خدمة درجة الحرارة العالية. لذلك ، في التطبيقات التي تتطلب مقاومة جيدة للتآكل ، غالبًا ما يتم استخدام تصميمات سبائك الكربون المنخفضة أو الكربون.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تقلل عناصر التنقيب الدقيقة مثل التيتانيوم (TI) و Niobium (NB) من تكوين المراحل الضارة عن طريق تثبيت النيتروجين وتثبيت الكربون ، مما يؤدي بشكل غير مباشر إلى مقاومة التآكل للمادة ، وخاصة من حيث مقاومة التآكل بين الخلايا.
يتم تحديد مقاومة التآكل لسبائك الصلب عالي الحرارة من خلال التأثير التآزري لعناصر صناعة السبائك المتعددة. عن طريق ضبط التكوين الكيميائي بعقلانية ، يمكن تحقيق تأثيرات حماية ممتازة في بيئات تآكل مختلفة. على سبيل المثال ، زيادة محتوى الكروم في جو مؤكسد ، وإضافة الموليبدينوم إلى وسيط يحتوي على كلوريد ، وإدخال الألومنيوم أو السيليكون في ظل ظروف درجة حرارة عالية للغاية حيث تكون مقاومة الأكسدة كلها استراتيجيات تحسين شائعة.
