Углеродистые и низколегированные стали под действием воды, воздуха и других сред могут подвергаться поверхностному разрушению – коррозии. В результате коррозии ежегодно теряется около 10% общего количества выплавляемых черных металлов. Ущерб от коррозии может быть уменьшен применением коррозионностойких материалов.
Наибольшей коррозионной стойкостью обладают однофазные ферритные (мартенситные) и аустенитные стали.
Основной легирующий элемент ферритных (мартенситных) сталей хром может присутствовать в количестве 13, 17 или 28%. Содержание углерода составляет 0,08…0,15% в сталях ферритного и до 0,45% в мартенситного классов. Стали типа Х13 имеют бытовое назначение, в технике они могут использоваться для изготовления лопаток газовых турбин. Стали типа 2Х17 обладают более высокой коррозионной стойкостью, могут использоваться и как жаростойкие до 900°С. Сталь типа 15Х28 способна сопротивляться воздействию внешней среды до температуры 1050…1150°С и применяется для изготовления деталей нагревательных печей (муфелей, реторт, чехлов термопар). При длительной работе в области температур »700°С в этих сталях возможно образование интерметаллидной s-фазы, вызывающей повышенную хрупкость материала. Избежать образования s-фазы и охрупчивания стали позволяет снижение содержания углерода <0,005%.
Аутенитные нержавеющие стали являются хромоникелевыми и содержат ³18%Cr и 9…12%Ni, кроме того, используются Cr-Ni-Mo, Cr-Ni-Mn или Cr-Ni-Mo-Cu легирующие комплексы. Наиболее широко известны марки 12Х18Н9Т (тип 18-9); 08Х18Н10Т(тип18-10); 10Х14Г14Н4Т(тип Cr-Ni-Mn).
Содержание углерода в аустенитных нержавеющих сталях не должнл превышать 0,12%. Присутствие углерода может вызывать образование карбидов хрома по границам зерен, что вызывает развитие межкристаллитной коррозии из-за обеднения приграничных зон хромом. Так, например лист аустенитной нержавеющей стали, пораженный межкристаллитной коррозией легко разрушается и может быть превращен в порошок (рассыпаться на отдельные зерна). Для предотвращения развития межкристаллитной коррозии в сталь вводят более сильные карбидообразователи, чем хром, например титан, ниобий, которые связывают углерод в карбиды.
Для повышения стойкости сталей в агрессивных средах (в серной, соляной, фосфористой и других кислотах, а также в их смесях) при нормальной и повышенной температурах их легируют повышенными количествами никеля, молибдена и меди. Если кроме кислотостойкости требуется повышенная прочность, используют сплавы систем Cr-Ni-Mo-Cu-Ti-Al, в которых могут образовываться дисперсные упрочняющие интерметаллиды, например Ni3(Ti, Ai).
Более высокой кислотоустойчиваостью обладают специальные сплавы, например, хастеллой (80%Ni + 20% Mo), а также тугоплавкие металлы молибден, ниобий, тантал.