(1) Cr στοιχείο
Το στοιχείο Cr είναι το κύριο στοιχείο κράματος του σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα 2520. Προκειμένου να βελτιωθεί η αντίσταση στην οξείδωση του σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα 2520 σε εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας, η περιεκτικότητα σε Cr γενικά ελέγχεται σε περίπου 25%. Το Cr είναι ένα στοιχείο σχηματισμού φερρίτη-. Η υπερβολική ποσότητα Cr θα προκαλέσει το σχηματισμό δέλτα-φερρίτη κατά τη χύτευση και τη συγκόλληση, καθιστώντας αδύνατη την απόκτηση μιας δομής πλήρως ωστενίτη. Ταυτόχρονα, το Cr θα προωθήσει την κατακρήμνιση των φάσεων M23C6, Cr2N και Z. Το M23C6 και το Cr2N θα σχηματίσουν μια δομή{16}}όπως μεμβράνη στο όριο των κόκκων, η οποία όχι μόνο μειώνει την ολκιμότητα και την ευθραυστότητα του κράματος, αλλά προκαλεί επίσης φτωχό σε Cr το όριο των κόκκων, αυξάνοντας έτσι τη διακοκκώδη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα. Ευαισθησία [22].
(2) Στοιχείο Ni
Το Ni είναι ένα στοιχείο σταθεροποίησης του ωστενίτη. Προκειμένου να ληφθεί μια πλήρως δομή ωστενίτη, προστίθεται γενικά περίπου 20% Ni. Το Ni μπορεί επίσης να βελτιώσει τη σταθερότητα της επιφανειακής μεμβράνης από ανοξείδωτο χάλυβα, βελτιώνοντας έτσι την αντίσταση στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα. Μελέτες έχουν δείξει ότι η προσθήκη 20wt.% Ni σε χάλυβα 20-25Cr είναι η πιο κατάλληλη.
(3) Στοιχείο Mn
Το Mn είναι επίσης ένα στοιχείο σταθεροποίησης του ωστενίτη και η τιμή του Ni είναι σχετικά υψηλή. Προκειμένου να μειωθεί το κόστος παραγωγής, πολλοί χάλυβες προσθέτουν τώρα Mn για να αντικαταστήσουν το Ni. Επιπλέον, το Mn μπορεί να αυξήσει τη στερεή διαλυτότητα του Ν στον ωστενίτη.
(4) Γ στοιχείο
Το C είναι ένα διάμεσο άτομο, το αποτέλεσμα ενίσχυσης του στερεού διαλύματος είναι δεύτερο μόνο μετά από αυτό του στοιχείου Ν και μια κατάλληλη ποσότητα C μπορεί να σχηματίσει καρβίδια τύπου MC- με στοιχεία όπως το Nb και το V. Αυτά τα καρβίδια διασκορπίζονται στη μήτρα και έχουν αποτέλεσμα καρφίτσωσης στους κόκκους του κρυστάλλου. , Μπορεί να αναστείλει την ανάπτυξη των κόκκων [24], αλλά η προσθήκη υπερβολικού C θα προκαλέσει την κατακρήμνιση MC μεγάλου-μεγέθους από την υγρή φάση (πρωτογενής φάση MC). Αυτά τα πρωτεύοντα MC γενικά καθιζάνουν στο όριο των κόκκων, μειώνοντας την σκληρότητα και την πλαστικότητα του κράματος. Ταυτόχρονα, η προσθήκη μεγάλης ποσότητας στοιχείου C θα προωθήσει μια μεγάλη ποσότητα κατακρήμνισης του M23C6, με αποτέλεσμα τη μείωση της αντοχής στη διάβρωση και της σκληρότητας του υλικού.
(5) N στοιχείο
Το στοιχείο N είναι ένα στοιχείο ωστενιτοποίησης και η ενδυνάμωση του ενδιάμεσου στερεού διαλύματος είναι ο ισχυρότερος. 2520 σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα που έχει σχηματισμό φάσης σίγμα μετά από μακροχρόνια γήρανση. Οι Rolf Sandström et al. διαπίστωσε ότι το Ν μπορεί να αναστείλει το σχηματισμό της φάσης σίγμα μέσω μεταλλογραφικής παρατήρησης και θερμοδυναμικού υπολογισμού ενός σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα 2520 με διαφορετική περιεκτικότητα σε Ν. Το Ν μπορεί να προάγει το σχηματισμό της Ζ φάσης. Για παράδειγμα, σε-μακροχρόνια γήρανση, το HR3C θα καταβυθίσει τη φάση Ζ μετά τη γήρανση στους 750 βαθμούς για 500 ώρες. Σε χάλυβα 9-12Cr%, η φάση Ζ θα μειώσει την σκληρότητα του υλικού σε υψηλή θερμοκρασία (700 μοίρες). Προς το παρόν, ο ρόλος του Ζ σε σχέση με τον ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα δεν είναι ξεκάθαρος. Ο ανοξείδωτος χάλυβας υψηλού N θα παράγει νιτρίδια κατά τη συγκόλληση, μειώνοντας την απόδοση συγκόλλησης.
(6) Στοιχείο V
Ο σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα 2520 δεν περιέχει στοιχείο V, αλλά το V χρησιμοποιείται συχνά ως το κύριο στοιχείο μικροκράματος σε μικροκραματοποιημένο χάλυβα. Σε σύγκριση με άλλα μικροκράματα, το στοιχείο V έχει υψηλότερη διαλυτότητα σε στερεά πάνω από 800 βαθμούς [29], επομένως η φάση καθίζησης που περιέχει το V παίζει κυρίως ενισχυτικό ρόλο κάτω από τους 800 βαθμούς. Το VN είναι πολύ χαμηλότερο σε στερεό διάλυμα σε ωστενίτη και φερρίτη από το VC. Οι θερμοδυναμικοί υπολογισμοί και τα πειράματα δείχνουν ότι το VN κατακρημνίζεται πριν από το VC. Τα ιζήματα V(C,N) κατακρημνίζονται γενικά στην περιοχή θερμοκρασιών περίπου 700 βαθμών. Το λεπτώς διασκορπισμένο V(C,N) θα καρφωθεί στα όρια των κόκκων και στους κόκκους για να βελτιωθεί η αντοχή του υλικού. Επιπλέον, το V θα διορθώσει το στοιχείο N και θα βελτιώσει την απόδοση συγκόλλησης.
