1. 雙相不銹(xiu)鋼的化(hua)學成分與相比例
雙相不銹鋼(gang)按鉻的含量不同,可分成Cr18型、Cr21型和Cr25型三類,幾種常用的國內外雙相不(bu)銹鋼(gang)牌號和化學成分見表4-20。這三類雙相不銹鋼的相比例(體積分數,%)大致為:鐵素體相為40~60,奧氏體相為60~40。這個相比例為雙相不銹鋼的理想比例,對提高耐應力腐蝕能力極為有利。


2. 固(gu)溶(rong)處(chu)理的(de)溫度對雙相不銹鋼(gang)相比例(li)的(de)影響
雙相不銹鋼相比例一方面取決于鋼材的化學成分,同時也與鋼材供貨狀態的固溶處理溫度有關。同一牌號的雙相不銹鋼,其固溶處理溫度不同,所獲得相比例差異很大,它直接影響到鋼材的耐應力腐(fu)蝕性能。例如,雙相不銹鋼022Cr19Ni5Mo3Si2N鋼板,取其試樣分別在850、900、980、1100、1200及1250℃進行固溶處理,采用磁性法測量出不同溫度處理后的鐵素體含量,然后分別放在100℃質量分數為40%的CaCl2溶液中進行U形彎曲試樣的應力腐蝕對比試驗。試驗結果表明該鋼以980℃固溶處理的溫度為最佳。在此溫度下固溶處理后鐵素體的體積分數為57%,試驗時間超過5000h后才產生應力腐蝕;1250℃的固溶處理后的試樣,只經過10多個小時就發生了應力腐蝕,試樣鐵素體的體積分數高達97%。可見同一化學成分的同一牌號鋼材經過不同溫度的固溶處理,可獲得相比例差異極大的組織。鋼材中鐵素體含量過高,造成粗大鐵素體的數量多,鋼材耐應力腐蝕的能力將大大降低。
3. σ相(xiang)及其(qi)不良影響(xiang)
雙(shuang)相不銹鋼(gang)中的(de)σ相是(shi)從鐵素體相中形成(cheng)的(de)。它(ta)使鋼(gang)變脆,降低了(le)鋼(gang)的(de)延展性和耐沖擊(ji)韌(ren)度,使鋼(gang)材加(jia)工(gong)過(guo)程易產(chan)生各(ge)種(zhong)缺陷。不同的(de)鋼(gang)材,形成(cheng)σ相的(de)溫度也有差(cha)異。隨著σ相數量的(de)增加(jia),鋼(gang)材耐蝕性將明顯下降。
4. 475℃脆性
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)是由(you)奧氏體(ti)和(he)鐵素(su)體(ti)兩相(xiang)(xiang)組成的,其中鐵素(su)體(ti)所占(zhan)體(ti)積比例很大(da),鐵素(su)體(ti)型不(bu)銹鋼(gang)所具(ju)有(you)(you)的特征在(zai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)中也(ye)(ye)能表(biao)現(xian)出來(lai)。475℃脆性(xing)同樣也(ye)(ye)發生在(zai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)的鐵素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)內。475℃脆性(xing)提(ti)高了鋼(gang)材硬度(du),但卻(que)大(da)大(da)降(jiang)低(di)了其沖(chong)擊韌(ren)度(du)值。有(you)(you)時(shi)(shi)為(wei)了使雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)兼有(you)(you)耐(nai)磨性(xing)時(shi)(shi),也(ye)(ye)可利用475℃時(shi)(shi)效來(lai)達到提(ti)高其耐(nai)磨性(xing)的目的。除(chu)此(ci),在(zai)使用雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)結構(gou)中應盡(jin)量避免在(zai)此(ci)溫度(du)長期工(gong)作。當然可以通過重新固(gu)溶處理來(lai)消除(chu)475℃脆性(xing)。
5. 合金元素氮(dan)、碳對雙相不銹鋼(gang)耐應力
在(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)碳和(he)氮是(shi)強烈的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)形(xing)成元素,它們對(dui)鋼(gang)的(de)(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)不(bu)(bu)利(li)的(de)(de),所(suo)(suo)以(yi)在(zai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)要控制(zhi)w(C)≤0.03%。而氮卻有(you)獨特(te)之處:在(zai)焊接接頭熱影響區(qu)快速(su)冷卻時,氮能促(cu)進高溫下(xia)形(xing)成的(de)(de)鐵素體(ti)逆轉(zhuan)得到足夠的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)數量(liang),以(yi)維(wei)持必(bi)要的(de)(de)相(xiang)(xiang)平衡來提高焊接接頭耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing),這是(shi)其(qi)他合(he)金元素無法替(ti)代的(de)(de),所(suo)(suo)以(yi)說利(li)用和(he)控制(zhi)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)氮含(han)量(liang)是(shi)一個極為(wei)重要的(de)(de)因素。含(han)有(you)φ(N)0.11%的(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破(po)(po)裂敏感性(xing)指數為(wei)最小(見圖4-3);氮含(han)量(liang)對(dui)022Cr19Ni5Mo3Si2N雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)鋼(gang)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破(po)(po)裂時間(jian)的(de)(de)影響規(gui)律如圖4-4所(suo)(suo)示(shi),從圖中(zhong)(zhong)可以(yi)看到,氮的(de)(de)體(ti)積分(fen)數接近0.11%的(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破(po)(po)裂時間(jian)最長。當氮的(de)(de)體(ti)積分(fen)數為(wei)0.11%時,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)體(ti)積分(fen)數為(wei)71%(見圖4-5),而一般(ban)認(ren)為(wei)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)耐應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)最適宜的(de)(de)體(ti)積分(fen)數為(wei)50%~60%。


其他合金元素對鋼在不同介質中耐應力腐蝕能力的影響較為復雜,如鉬和銅對鋼在MgCl2溶液中抗應力腐蝕不利,而對其在高溫水中的耐應力腐蝕能力則有利;硅使鋼材在MgCl2、CaCl2溶液中有較好的耐應力腐蝕性能,而在高溫水中則不耐應力腐蝕。

