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不銹鋼的化學(xué)成分及高溫下的組織

來源:至德鋼業(yè) 日期:2020-04-16 02:04:21 人氣:1204

   在不銹鋼中加入的主要合金元素為鉻和鎳。在低碳的鐵基體內(nèi)加入適當(dāng)?shù)你t、鎳合金元素,顯著地提高了鋼的耐蝕性和高溫強(qiáng)度。另外加入一些其他元素(鉬,St,鋁,錳,鈦等)也是為了提高這些性能。


   鉻的加入量大于10~12%稱為不銹鋼,因為鉻含量高于12%才有顯著耐蝕效果。鉻大于18%成為奧氏體后有高的化學(xué)穩(wěn)定性。加鉻也有不利的影響,使得a區(qū)擴(kuò)大和r區(qū)縮小。a相存在,r區(qū)縮小將使鋼成為兩相組織,使抗蝕能力降低,塑性變壞,為此常加入適量鎳來擴(kuò)大y區(qū)。鎳是擴(kuò)大y區(qū)的元素。


    此外,鉻還能提高鋼的臨界點,降低晶粒長大的傾向,提高鋼的強(qiáng)度和韌性。


    加鎳促使高溫下的組織里一單相的奧氏體組織,有助于提高鋼的塑性及耐蝕性,低溫時呈現(xiàn)奧氏體和鐵素體組織(緩慢冷卻)。


    在常溫下為了得到單一的奧氏體組織,將鋼加熱至高溫,用迅速冷卻的辦法,越過奧氏體內(nèi)碳的飽和線而達(dá)SK線,使碳化物來不及析出,保持奧氏體過飽和固溶體,不出現(xiàn)碳化物。此種操作稱為固溶處理。


    加鈦是為了防止晶間腐蝕現(xiàn)象。因為鈦與碳的親合力大干鉻和碳的親合力,所以加鈦后,鈦可以與碳結(jié)合,占有碳,而不使碳奪取固溶體中的鉻,且鈦碳較穩(wěn)定,從而可防止晶間腐蝕。


    鈦和鉻一樣,也是擴(kuò)大o區(qū)、縮小y區(qū)的元素,因此,鈦的加入量應(yīng)適當(dāng)。


    碳在不銹鋼中應(yīng)愈少愈好,一般都小于0.2%,碳含量增加會破壞鈍化膜穩(wěn)定,造成微電池,導(dǎo)致抗蝕能力降低,降低鋼的塑性。


    由以上可知,在不銹鋼中高溫下的組織主要是口相和y相,也可能存在著其他相,如各種形式的碳化物和金屬間化合物( Fecr)如d相。仃相在溫度高于820℃時溶解于鉻a相中。


    鋼中的組織對不銹鋼的穿孔性能(加工性能)有很大影響。因此,根據(jù)鋼的化學(xué)成分事先來判斷高溫下的鋼中組織是很重要的。為了達(dá)到此目的,我們可以借助于圖。圖中的橫坐標(biāo)列出鉻的等價量,等于(Cr+ Mo+1.5Si+0.5Nb)%;縱坐標(biāo)列出Ni的等價量,等于(Ni+ 30C+0.5Mn)%。


    從等價量的式中可以看出,對于形成y相,C是Ni的30倍;對于形成a相;Si是Cr的1.5倍。由圖中查出,鋼的組織中是奧氏體和少量的鐵素體,奧素體一鐵素體不銹鋼。查其他不銹鋼鋼號的組織方法相同。


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