鉻是奧氏體不(bu)銹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。


  早期的(de)(de)研究(jiu)工作表明(ming),在(zai)鉻鎳(nie)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)中,碳含(han)量為(wei)0.1%,鉻含(han)量為(wei)18%時,自1100℃速冷(leng),能(neng)在(zai)室溫獲得單一亞穩定奧氏(shi)體組織所需的(de)(de)鎳(nie)含(han)量最(zui)低值(zhi)約為(wei)8%。因此,常用的(de)(de)18Cr-8Ni奧氏(shi)體不銹鋼(gang)是鉻、鎳(nie)配比最(zui)為(wei)適(shi)宜的(de)(de)一種鋼(gang)。


  在奧氏(shi)體不銹鋼中,隨著鉻含(han)量(liang)的(de)增加(jia),σ相(xiang)形(xing)成(cheng)的(de)傾向加(jia)大,當(dang)鋼中含(han)有(you)鉬時,鉻含(han)量(liang)的(de)增加(jia)還(huan)會促(cu)進x相(xiang)的(de)形(xing)成(cheng)。這些金屬間化(hua)合物的(de)析出顯著降低鋼的(de)塑性和韌性,而(er)且在一些條件(jian)下還(huan)降低鋼的(de)耐蝕性。


  奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼中鉻含量的提高將降(jiang)低馬氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度Ms(式(9.9)),從而提高奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的穩定性。因此,鉻含量超過20%的高鉻奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼即使經過冷加工和低溫(wen)處(chu)理也很(hen)難(nan)出現馬氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織。


  一(yi)般而(er)言,只要奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)保持完(wan)全奧(ao)氏(shi)體組織而(er)沒有鐵素體的生成,僅提高鉻含量不會對鋼(gang)的力學性能有明顯的影響。


  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)間腐蝕(shi)、耐點(dian)蝕、耐縫隙腐蝕及耐某些條件下應力腐蝕的性能。


  圖9.57為鉻(ge)對(dui)Fe-Cr-10Ni奧氏體(ti)不(bu)銹鋼在氧化(hua)性介質(zhi)中耐(nai)蝕(shi)性的影響。在65%沸騰的硝酸中,隨鉻(ge)含(han)量的提高,Cr-Ni鋼的耐(nai)蝕(shi)性急劇增(zeng)加的臨界鉻(ge)含(han)量約為12%,而具有最(zui)低穩定的腐蝕(shi)速率的最(zui)佳(jia)鉻(ge)含(han)量應為18%。


57.jpg


  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(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中,鉻(ge)能增大碳的溶解(jie)度(du)而(er)降低鉻(ge)的貧化度(du),因而(er)提高鉻(ge)含量對奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的耐晶間(jian)腐蝕是有益(yi)的。


  鉻(ge)非常有效(xiao)地改(gai)善(shan)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)耐點蝕和(he)縫(feng)隙腐(fu)蝕性能(neng)。當(dang)(dang)鋼(gang)中同時(shi)有鉬和(he)氮的(de)(de)(de)存在時(shi),鉻(ge)的(de)(de)(de)這種作(zuo)用大大加強。雖然根據研究,鉬的(de)(de)(de)耐點蝕及耐縫(feng)隙腐(fu)蝕的(de)(de)(de)能(neng)力為(wei)鉻(ge)的(de)(de)(de)3倍左右,氮為(wei)鉻(ge)的(de)(de)(de)30倍,但當(dang)(dang)鋼(gang)中鉻(ge)含量不(bu)足(zu)時(shi)將難以(yi)發揮鉬、氮的(de)(de)(de)有效(xiao)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。