一、硫化(hua)物的有害作用
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(xiu)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(jiu)已表明(ming),低錳(meng)量的0Cr18Ni9其耐點蝕性能與(yu)含(han)約(yue)2%Mo的正常錳(meng)量的0Cr17Ni14Mo2相當。國內(nei)在生產中(zhong)已采取措施,在盡(jin)量降(jiang)低18-8鉻鎳鋼(gang)中(zhong)硫量的同時,也(ye)在降(jiang)低鋼(gang)中(zhong)錳(meng)量,一般(ban)控制在1%以下(大多約(yue)0.5%)。
由于硫化物(wu)(wu)(wu)和氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)復合(he)夾雜的存在(zai),破壞了不銹鋼(gang)(gang)基體的連續(xu)性,經熱加工后,硫化物(wu)(wu)(wu)延伸變形,而氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)夾雜不變形,夾雜兩(liang)端形成微裂,導致了應力集中,同時還強化了鋼(gang)(gang)的力學性能的方(fang)向(xiang)性。所以鋼(gang)(gang)中硫化物(wu)(wu)(wu)的另一有(you)害(hai)作用是降低(di)鋼(gang)(gang)的塑(su)、韌(ren)性和抗疲(pi)勞(lao)性能,特(te)別是橫向(xiang)性能。
二(er)、氧化(hua)物和硅酸鹽的有害(hai)作用
鋼(gang)中夾雜物的(de)存在,破壞了不(bu)銹鋼(gang)基體的(de)連續(xu)性并導致應力集(ji)中,從而降低鋼(gang)的(de)塑、韌性和抗疲勞性能,鋼(gang)中氧化(hua)物和硅酸(suan)鹽(yan)也(ye)不(bu)例(li)外,由(you)于(yu) 等(deng)夾雜硬(ying)度(du)高(gao),難變形,多(duo)呈鏈狀、串(chuan)狀,一方(fang)面增強鋼(gang)的(de)力學(xue)性能的(de)方(fang)向性,使橫向性能惡(e)化(hua),另一方(fang)面使鋼(gang)的(de)切削加工(gong)性下(xia)降,而且很難拋光。
1Cr18Ni9Ti連鑄坯(pi)表面的(de)(de)翻皮、結疤、凹凸不平以及裂(lie)紋等缺陷均與(yu)鋼中非金屬夾雜物有(you)關,其(qi)中主要是 和鈦的(de)(de)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(guan)察到有(you)以(yi)氧化(hua)物(wu)和硅酸鹽為(wei)“核心”,以(yi)各種(zhong)硫化(hua)物(wu),如MnS,(Fe,Mn)S為(wei)“外殼”的(de)復雜(za)夾雜(za)物(wu)。這種(zhong)夾雜(za)物(wu)對鋼(gang)的(de)耐點蝕、耐縫(feng)隙腐蝕性(xing)能最為(wei)有(you)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)(guo)內生產并大量出口的(de)(de)2Cr13餐具,有的(de)(de)由于使用(yong)前在運輸過程中便嚴(yan)重(zhong)銹蝕(shi)而導致(zhi)全部退貨。國(guo)(guo)產2Cr13和進口2Cr13板(ban)材耐(nai)點蝕(shi)性的(de)(de)對比結果(表9.3)表明:國(guo)(guo)產板(ban)材擊穿電位很低,有的(de)(de)板(ban)材根本不(bu)能鈍(dun)化。這(zhe)說明國(guo)(guo)產材耐(nai)銹蝕(shi)性能較差。采取用(yong)硅(gui)鐵(tie)粉(fen)代替原(yuan)用(yong)的(de)(de)全鋁粉(fen)脫氧等(deng)措施,最終2Cr13板(ban)材耐(nai)銹蝕(shi)不(bu)良問題獲(huo)得了(le)圓滿(man)解決。

三、氮化物的有(you)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(dan)化(hua)(hua)物對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)力學性(xing)能(neng)的(de)有害作(zuo)用(yong),在中、高(gao)鉻鐵(tie)素體不銹鋼(gang)(gang)中最為明顯。圖9.6系氮(dan)化(hua)(hua)物對(dui)高(gao)純00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不銹鋼(gang)(gang)脆(cui)性(xing)轉變溫(wen)度的(de)影響(xiang)。可以看(kan)出,隨鋼(gang)(gang)中氮(dan)化(hua)(hua)物(TiN,NbN,AIN等)的(de)增加,鋼(gang)(gang)的(de)脆(cui)性(xing)轉變溫(wen)度明顯上(shang)升。研究表明,呈幾何形(xing)狀存在的(de)氮(dan)化(hua)(hua)物是(shi)導(dao)致00Cr18Mo2鋼(gang)(gang)脆(cui)性(xing)穿晶斷裂的(de)裂紋源(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(bu)銹(xiu)鋼中的(de)(de)非金屬夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)常常是(shi)各類夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)共(gong)存。因此(ci),對鋼的(de)(de)有害(hai)作用也經常是(shi)各類夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)綜合作用的(de)(de)結(jie)果。圖9.7便(bian)是(shi)非金屬夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)對一(yi)種(zhong)超低碳、含氮的(de)(de)鉻鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)沖擊(ji)韌性(xing)的(de)(de)影響。顯(xian)然,夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)增加,鋼的(de)(de)沖擊(ji)韌性(xing)顯(xian)著下(xia)降。

