一、硫化(hua)物的(de)有害作用
不銹鋼中的硫化物夾雜主要是MnS。由于MnS極易溶于含Cl-的水中,它的有害作用主要是降低不銹鋼的耐蝕性,特別是降低耐點蝕和耐縫隙腐蝕性能,而且與鋼中錳含量有關。
國外已開始生產低錳量(≤0.3%)的06Cr17Ni12Mo2(316)和022Cr17Ni12Mo2(316L)。對醫療用00Cr18Ni14Mo2(316L)則要求鋼中硫量從≤0.01%降到≤0.003%或≤0.004%,以滿足ASTM F138標準的要求。
研究已表明,低(di)錳量的0Cr18Ni9其耐(nai)點蝕(shi)性能與含約2%Mo的正常錳量的0Cr17Ni14Mo2相(xiang)當。國內在(zai)生產中已采取措施,在(zai)盡量降低(di)18-8鉻鎳(nie)鋼中硫量的同(tong)時,也在(zai)降低(di)鋼中錳量,一(yi)般控制(zhi)在(zai)1%以下(大多約0.5%)。
由于(yu)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)和氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)復(fu)合夾雜(za)的(de)存(cun)在,破壞了(le)不銹鋼(gang)基(ji)體的(de)連續性,經熱加(jia)工后,硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)延伸變形(xing),而氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)夾雜(za)不變形(xing),夾雜(za)兩端(duan)形(xing)成微裂,導致了(le)應力集中,同時(shi)還強化(hua)(hua)(hua)了(le)鋼(gang)的(de)力學性能(neng)(neng)的(de)方(fang)向(xiang)(xiang)性。所以鋼(gang)中硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)另一有(you)害作用是(shi)降低(di)鋼(gang)的(de)塑、韌(ren)性和抗(kang)疲勞(lao)性能(neng)(neng),特別是(shi)橫向(xiang)(xiang)性能(neng)(neng)。
二、氧化物和硅酸(suan)鹽的有害作用
鋼(gang)(gang)中夾(jia)雜物(wu)的(de)存在,破壞了不銹(xiu)鋼(gang)(gang)基(ji)體的(de)連續性(xing)(xing)(xing)并導(dao)致應(ying)力集中,從而(er)降低(di)鋼(gang)(gang)的(de)塑、韌性(xing)(xing)(xing)和(he)抗疲勞性(xing)(xing)(xing)能(neng),鋼(gang)(gang)中氧化(hua)物(wu)和(he)硅(gui)酸(suan)鹽也不例外(wai),由于 等夾(jia)雜硬(ying)度高,難變(bian)形,多(duo)呈鏈狀、串狀,一方(fang)面增強(qiang)鋼(gang)(gang)的(de)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)方(fang)向性(xing)(xing)(xing),使橫(heng)向性(xing)(xing)(xing)能(neng)惡(e)化(hua),另一方(fang)面使鋼(gang)(gang)的(de)切削(xue)加工性(xing)(xing)(xing)下(xia)降,而(er)且很難拋光。
1Cr18Ni9Ti連鑄坯表(biao)面的翻皮、結疤、凹凸不平以及裂紋等(deng)缺陷均與(yu)鋼(gang)中非金屬夾雜物有關,其中主要是(shi) 和鈦(tai)的氧化物與(yu)氮化物。
一些鋼廠1Cr18Ni9Ti不銹鋼管內表面翹皮和外表面螺旋形裂紋等缺陷也常常與鋼中氧化物、硅酸鹽和氮化物有關(試驗用鋼α相很低,為一級)。
不銹鋼(gang)中常常觀察到(dao)有以(yi)(yi)氧化物(wu)(wu)和硅(gui)酸鹽為“核心”,以(yi)(yi)各種(zhong)硫(liu)化物(wu)(wu),如(ru)MnS,(Fe,Mn)S為“外殼(ke)”的復雜夾雜物(wu)(wu)。這(zhe)種(zhong)夾雜物(wu)(wu)對(dui)鋼(gang)的耐點蝕(shi)(shi)、耐縫隙腐蝕(shi)(shi)性能最為有害。
國外對經退火、酸洗和表面精加工的06Cr19Ni10(304)不銹鋼冷軋表面的大量發紋進行了分析,結果表明:這些發紋是由于鋼中CaO和MnO的硅酸鹽經熱軋、冷軋后變形、伸長,再經酸洗,夾雜物脫落,最后經精加工便以發紋形態顯露了出來。
國(guo)內生產(chan)并大量(liang)出(chu)口的2Cr13餐具,有的由于使用前在運輸過(guo)程中便嚴(yan)重銹蝕而導致全部退貨。國(guo)產(chan)2Cr13和(he)進口2Cr13板材耐(nai)(nai)點蝕性的對比結果(表(biao)9.3)表(biao)明(ming):國(guo)產(chan)板材擊穿電位很低,有的板材根本不(bu)能鈍化(hua)。這說明(ming)國(guo)產(chan)材耐(nai)(nai)銹蝕性能較(jiao)差。采取用硅鐵粉代替原用的全鋁粉脫氧等措施,最終2Cr13板材耐(nai)(nai)銹蝕不(bu)良問題(ti)獲(huo)得了圓滿解決(jue)。

三、氮化物(wu)的有害作用
由于不銹鋼中的氮化物夾雜硬度高,不易變形,在鋼材中又多成群分布,所以對鋼的不利影響與Al2O3、SiO2等氧化物夾雜相當類似。如降低鋼的橫向性能、抗疲勞性能和拋光性能等。
氮化(hua)物(wu)對鋼(gang)的(de)力學(xue)性能的(de)有害作用(yong),在中、高鉻鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中最(zui)為明顯。圖(tu)9.6系氮化(hua)物(wu)對高純00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)脆性轉(zhuan)變溫度(du)的(de)影響。可以看(kan)出,隨(sui)鋼(gang)中氮化(hua)物(wu)(TiN,NbN,AIN等)的(de)增(zeng)加,鋼(gang)的(de)脆性轉(zhuan)變溫度(du)明顯上升(sheng)。研究(jiu)表明,呈幾(ji)何形(xing)狀存在的(de)氮化(hua)物(wu)是(shi)導致(zhi)00Cr18Mo2鋼(gang)脆性穿晶斷(duan)裂(lie)的(de)裂(lie)紋源(yuan)。
在含鈦的不銹鋼(1Cr18Ni9Ti,06Cr18Ni11Ti等)中,由于氮可與鈦形成TiN、Ti(C,N),以及鋼液中TiO2、Al2O3等的存在,常常使連鑄坯表面缺陷增加,鑄坯內部純凈度也降低。不僅增加鑄坯的修磨量和金屬的消耗,而且使鋼材成品質量下降。
不銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)非(fei)金屬夾(jia)雜(za)(za)物常(chang)常(chang)是(shi)各(ge)類(lei)夾(jia)雜(za)(za)物共存。因此,對鋼的(de)(de)有(you)害作(zuo)用也經常(chang)是(shi)各(ge)類(lei)夾(jia)雜(za)(za)物綜合(he)作(zuo)用的(de)(de)結果。圖9.7便(bian)是(shi)非(fei)金屬夾(jia)雜(za)(za)物對一種(zhong)超低碳、含氮的(de)(de)鉻鎳奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)(de)沖(chong)擊韌性的(de)(de)影響。顯然(ran),夾(jia)雜(za)(za)物增加(jia),鋼的(de)(de)沖(chong)擊韌性顯著(zhu)下降。

