鉻是奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼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(qi)的(de)研究工作表明(ming),在(zai)鉻(ge)鎳(nie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼中,碳含(han)量為(wei)(wei)(wei)(wei)0.1%,鉻(ge)含(han)量為(wei)(wei)(wei)(wei)18%時,自1100℃速冷,能在(zai)室溫(wen)獲(huo)得(de)單一亞穩定奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)所需(xu)的(de)鎳(nie)含(han)量最(zui)低值(zhi)約為(wei)(wei)(wei)(wei)8%。因(yin)此,常用(yong)的(de)18Cr-8Ni奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼是鉻(ge)、鎳(nie)配(pei)比最(zui)為(wei)(wei)(wei)(wei)適宜(yi)的(de)一種鋼。
在奧氏體不銹鋼中,隨(sui)著鉻含量(liang)的(de)(de)增加,σ相形(xing)成的(de)(de)傾向加大(da),當鋼中含有鉬時,鉻含量(liang)的(de)(de)增加還(huan)會促進x相的(de)(de)形(xing)成。這些金屬(shu)間化(hua)合物的(de)(de)析出顯著降低(di)鋼的(de)(de)塑性(xing)和韌(ren)性(xing),而(er)且在一些條件下還(huan)降低(di)鋼的(de)(de)耐蝕性(xing)。
奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼中鉻(ge)含(han)量的提(ti)高將(jiang)降低馬氏(shi)體(ti)轉變溫度Ms(式(9.9)),從而提(ti)高奧(ao)氏(shi)體(ti)的穩定性。因此,鉻(ge)含(han)量超(chao)過20%的高鉻(ge)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼即使經(jing)過冷加工和低溫處理也很難出(chu)現馬氏(shi)體(ti)組織。
一般而言,只要(yao)奧氏體(ti)(ti)不銹鋼保(bao)持完全奧氏體(ti)(ti)組織而沒有(you)鐵素體(ti)(ti)的生成(cheng),僅提高鉻含(han)量不會對(dui)鋼的力學性(xing)能有(you)明顯的影響(xiang)。
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;鉻還提高鋼耐晶間腐蝕、耐點蝕(shi)、耐縫隙腐蝕(shi)及耐某些條件下應力(li)腐蝕的性能。
圖9.57為鉻對Fe-Cr-10Ni奧氏(shi)體不銹鋼在氧化性(xing)介質中(zhong)耐(nai)蝕性(xing)的(de)影響。在65%沸騰(teng)的(de)硝酸中(zhong),隨鉻含量(liang)的(de)提高(gao),Cr-Ni鋼的(de)耐(nai)蝕性(xing)急劇增(zeng)加的(de)臨界鉻含量(liang)約為12%,而具有(you)最低穩定(ding)的(de)腐蝕速率(lv)的(de)最佳鉻含量(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)。
在奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中,鉻能增大碳的(de)溶解度而降低鉻的(de)貧化度,因而提高鉻含量對奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐晶(jing)間腐蝕是有益(yi)的(de)。
鉻(ge)非常有效(xiao)地改善(shan)奧氏體不銹鋼(gang)的耐(nai)點(dian)蝕(shi)和縫隙(xi)腐蝕(shi)性(xing)能。當鋼(gang)中同(tong)時(shi)有鉬和氮的存在(zai)時(shi),鉻(ge)的這種作(zuo)用(yong)大大加強。雖然根據研究,鉬的耐(nai)點(dian)蝕(shi)及耐(nai)縫隙(xi)腐蝕(shi)的能力為(wei)鉻(ge)的3倍(bei)左(zuo)右(you),氮為(wei)鉻(ge)的30倍(bei),但當鋼(gang)中鉻(ge)含(han)量不足(zu)時(shi)將(jiang)難以發揮鉬、氮的有效(xiao)性(xing)。
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。


 
		