(1) عنصر Cr
عنصر کروم عنصر آلیاژی اصلی لوله فولادی ضد زنگ 2520 است. به منظور بهبود مقاومت اکسیداسیون لوله فولادی ضد زنگ 2520 تحت کاربردهای دمای بالا، محتوای کروم به طور کلی در حدود 25٪ کنترل می شود. کروم یک عنصر تشکیل دهنده فریت-است. کروم بیش از حد باعث ایجاد دلتا{7}}فریت در حین ریختهگری و جوشکاری میشود و دستیابی به ساختار کاملاً آستنیتی را غیرممکن میکند. در همان زمان، کروم باعث افزایش بارش فازهای M23C6، Cr2N و Z می شود. M23C6 و Cr2N ساختاری شبیه لایه{16}}در مرز دانه تشکیل میدهند که نه تنها شکلپذیری و شکنندگی آلیاژ را کاهش میدهد، بلکه باعث میشود مرز دانه در کروم ضعیف باشد و در نتیجه خوردگی بین دانهای فولاد ضد زنگ را افزایش میدهد. حساسیت [22].
(2) عنصر Ni
نیکل یک عنصر تثبیت کننده آستنیت است. برای به دست آوردن یک ساختار کاملا آستنیتی، تقریباً 20 درصد نیکل به طور کلی اضافه می شود. نیکل همچنین می تواند پایداری لایه سطحی فولاد ضد زنگ را بهبود بخشد و در نتیجه مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ را بهبود بخشد. مطالعات نشان داده اند که افزودن 20 درصد وزنی Ni به فولاد 20-25Cr مناسب ترین است.
(3) عنصر منگنز
منگنز همچنین یک عنصر تثبیت کننده آستنیت است و قیمت نیکل نسبتاً بالا است. به منظور کاهش هزینه های تولید، اکنون بسیاری از فولادها منگنز را جایگزین نیکل می کنند. علاوه بر این، منگنز می تواند حلالیت جامد نیتروژن را در آستنیت افزایش دهد.
(4) عنصر C
C یک اتم بینابینی است، اثر تقویت کننده محلول جامد آن پس از عنصر N در رتبه دوم قرار دارد، و مقدار مناسبی از C می تواند کاربیدهای نوع MC{0}} را با عناصری مانند Nb و V تشکیل دهد. این کاربیدها روی ماتریس پراکنده می شوند و اثر سنجاقی روی دانه های کریستال دارند. ، می تواند رشد دانه را مهار کند [24]، اما افزودن C بیش از حد باعث می شود MC اندازه بزرگ از فاز مایع (فاز MC اولیه) رسوب کند. این MC های اولیه معمولاً در مرز دانه ها رسوب می کنند و چقرمگی و انعطاف پذیری آلیاژ را کاهش می دهند. در عین حال، افزودن مقدار زیادی عنصر C باعث افزایش میزان بارش M23C6 می شود و در نتیجه مقاومت در برابر خوردگی و چقرمگی مواد کاهش می یابد.
(5) عنصر N
عنصر N یک عنصر آستنیتهکننده است و اثر تقویتکننده محلول جامد بینابینی آن قویترین. 2520 لوله فولادی ضد زنگ است که پس از پیری طولانی مدت، فاز سیگما تشکیل میدهد. رولف سندستروم و همکاران دریافتند که N می تواند از طریق مشاهده متالوگرافی و محاسبه ترمودینامیکی لوله فولادی ضد زنگ 2520 با محتوای نیتروژن متفاوت، تشکیل فاز سیگما را مهار کند. N می تواند تشکیل فاز Z را تقویت کند. به عنوان مثال، تحت پیری طولانی مدت، HR3C فاز Z را پس از پیری در دمای 750 درجه به مدت 500 ساعت رسوب می دهد. در فولاد 9{16}}12Cr%، فاز Z درجه حرارت بالا (700 درجه) چقرمگی مواد را کاهش میدهد. در حال حاضر، نقش Z نسبت به فولاد زنگ نزن آستنیتی مشخص نیست. فولاد ضد زنگ با N بالا در حین جوشکاری نیترید تولید می کند و عملکرد جوش را کاهش می دهد.
(6) عنصر V
لوله فولادی ضد زنگ 2520 حاوی عنصر V نیست، اما V اغلب به عنوان عنصر اصلی میکروآلیاژ در فولاد میکروآلیاژی استفاده می شود. در مقایسه با سایر میکروآلیاژها، عنصر V دارای حلالیت جامد بالاتر از 800 درجه است [29]، بنابراین فاز رسوبی حاوی V عمدتاً نقش تقویتی زیر 800 درجه ایفا می کند. VN در محلول جامد در آستنیت و فریت بسیار کمتر از VC است. محاسبات و آزمایشات ترمودینامیکی نشان می دهد که VN قبل از VC رسوب می کند. رسوبات V(C,N) عموماً در محدوده دمایی حدود 700 درجه رسوب می کنند. V(C,N) ریز پراکنده شده در مرزهای دانه و در دانه ها سنجاق می شود تا استحکام مواد را بهبود بخشد. علاوه بر این، V عنصر N را ثابت می کند و عملکرد جوش را بهبود می بخشد.
