鉻是奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中最主要的合金元素,在介質的作用下,鉻能促進鋼的鈍化使之具有不銹性和耐蝕性。
早期的研(yan)究(jiu)工作表明,在鉻(ge)鎳奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)中,碳含量(liang)(liang)為(wei)0.1%,鉻(ge)含量(liang)(liang)為(wei)18%時,自1100℃速冷,能在室(shi)溫獲得單一(yi)亞穩定奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組織所(suo)需的鎳含量(liang)(liang)最低值約為(wei)8%。因(yin)此,常用的18Cr-8Ni奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)是(shi)鉻(ge)、鎳配比最為(wei)適宜(yi)的一(yi)種鋼(gang)。
在(zai)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中,隨著鉻(ge)含(han)量(liang)的增加,σ相(xiang)形(xing)成的傾(qing)向加大(da),當鋼(gang)中含(han)有鉬時,鉻(ge)含(han)量(liang)的增加還會(hui)促(cu)進x相(xiang)的形(xing)成。這些(xie)(xie)金(jin)屬間化合物(wu)的析出顯(xian)著降低鋼(gang)的塑(su)性和韌性,而且在(zai)一些(xie)(xie)條件下還降低鋼(gang)的耐蝕性。
奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)中鉻(ge)含(han)量的(de)(de)提高將降(jiang)低(di)馬(ma)(ma)氏(shi)體轉變溫度Ms(式(9.9)),從(cong)而提高奧(ao)氏(shi)體的(de)(de)穩定性。因此,鉻(ge)含(han)量超(chao)過20%的(de)(de)高鉻(ge)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)即(ji)使經過冷加工(gong)和低(di)溫處(chu)理也很難出現(xian)馬(ma)(ma)氏(shi)體組(zu)織。
一般而(er)言(yan),只(zhi)要奧氏(shi)體不銹鋼保持完全奧氏(shi)體組(zu)織而(er)沒(mei)有(you)鐵素(su)體的(de)生(sheng)成(cheng),僅提高鉻含量不會對鋼的(de)力學(xue)性能有(you)明顯的(de)影響。
鉻對奧氏體不銹鋼性能影響最大的是其耐蝕性:提高鋼的抗氧化性介質和耐酸性氯化物介質的性能;在鎳、鉬、銅的復合作用下,鉻提高耐一些還原性介質、有機酸、尿素和堿介質的性能;鉻還提高鋼耐晶(jing)間腐(fu)蝕、耐點蝕、耐縫隙腐蝕及耐某些條件下應(ying)力腐蝕(shi)的性能。
圖9.57為鉻(ge)(ge)對Fe-Cr-10Ni奧氏(shi)體不銹鋼(gang)在(zai)氧化性(xing)介(jie)質中耐蝕性(xing)的(de)影響。在(zai)65%沸騰的(de)硝酸中,隨鉻(ge)(ge)含量(liang)的(de)提(ti)高,Cr-Ni鋼(gang)的(de)耐蝕性(xing)急劇(ju)增加的(de)臨界鉻(ge)(ge)含量(liang)約為12%,而具有最低穩定的(de)腐蝕速率(lv)的(de)最佳(jia)鉻(ge)(ge)含量(liang)應為18%。

對于含Mo、Cu的Cr-Ni奧氏體不銹鋼在一些含Cl-和F-的酸性氯化物中,鉻含量必須大于25%才更有效(圖9.58)。
在奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼中,鉻能(neng)增大碳的溶解度而(er)(er)降(jiang)低鉻的貧化度,因而(er)(er)提高鉻含量對奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼的耐晶間腐蝕是有益的。
鉻非常有效地改善奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)和縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)性能。當鋼(gang)(gang)中同時有鉬(mu)和氮的(de)(de)(de)存在(zai)時,鉻的(de)(de)(de)這種作用大(da)大(da)加強。雖然根據(ju)研究,鉬(mu)的(de)(de)(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)及耐(nai)縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)能力(li)為鉻的(de)(de)(de)3倍左右,氮為鉻的(de)(de)(de)30倍,但當鋼(gang)(gang)中鉻含(han)量不(bu)足時將難以發揮鉬(mu)、氮的(de)(de)(de)有效性。
鉻對奧氏體不銹鋼耐應力腐蝕的影響視介質條件和使用環境而異。在MgCl2沸騰溶液中,鉻的作用通常是有害的,但是在含Cl-和氧的水介質、高溫高壓水及以點蝕為起源的應力腐蝕環境中,提高鋼中鉻含量對其耐應力腐蝕性能是有益的。鉻和鎳對奧氏體不銹鋼耐苛性(NaOH)應力腐蝕也是有益的。

