一(yi)、硫(liu)化物的有害(hai)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(yi)表(biao)明,低錳(meng)量(liang)(liang)的0Cr18Ni9其(qi)耐(nai)點蝕性能與含約(yue)2%Mo的正(zheng)常錳(meng)量(liang)(liang)的0Cr17Ni14Mo2相當。國內在(zai)(zai)生產中已(yi)采取措施,在(zai)(zai)盡(jin)量(liang)(liang)降(jiang)低18-8鉻鎳鋼(gang)中硫量(liang)(liang)的同時,也在(zai)(zai)降(jiang)低鋼(gang)中錳(meng)量(liang)(liang),一般控制(zhi)在(zai)(zai)1%以下(大多(duo)約(yue)0.5%)。


   由于硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物和氧化(hua)(hua)(hua)物復合夾(jia)雜(za)(za)的(de)(de)存在,破壞了不銹鋼(gang)基體的(de)(de)連續性(xing)(xing),經熱(re)加工(gong)后,硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物延伸變(bian)形,而(er)氧化(hua)(hua)(hua)物夾(jia)雜(za)(za)不變(bian)形,夾(jia)雜(za)(za)兩端形成微裂,導致(zhi)了應力(li)集中(zhong),同時還強化(hua)(hua)(hua)了鋼(gang)的(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)方向性(xing)(xing)。所以(yi)鋼(gang)中(zhong)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物的(de)(de)另一有害(hai)作用是(shi)降(jiang)低(di)鋼(gang)的(de)(de)塑、韌(ren)性(xing)(xing)和抗疲勞性(xing)(xing)能(neng),特別(bie)是(shi)橫向性(xing)(xing)能(neng)。



二、氧化物(wu)和硅酸鹽(yan)的有害作(zuo)用


   鋼(gang)中(zhong)夾雜(za)物的(de)存在,破壞了(le)不銹鋼(gang)基體的(de)連續性(xing)并導致應力集中(zhong),從而降(jiang)低(di)鋼(gang)的(de)塑、韌性(xing)和抗疲勞性(xing)能(neng),鋼(gang)中(zhong)氧化物和硅(gui)酸鹽也(ye)不例外,由于  等夾雜(za)硬(ying)度高(gao),難變形,多呈鏈狀、串狀,一(yi)方面增(zeng)強鋼(gang)的(de)力學性(xing)能(neng)的(de)方向(xiang)性(xing),使橫向(xiang)性(xing)能(neng)惡化,另一(yi)方面使鋼(gang)的(de)切(qie)削加工性(xing)下降(jiang),而且(qie)很(hen)難拋光(guang)。


   1Cr18Ni9Ti連鑄坯(pi)表面的翻皮、結疤、凹(ao)凸(tu)不平以及裂(lie)紋等(deng)缺陷均與鋼中非金屬夾雜物有關,其中主(zhu)要是 和鈦(tai)的氧(yang)化(hua)物與氮化(hua)物。


   一些鋼廠1Cr18Ni9Ti不銹(xiu)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)。


   不銹鋼中常(chang)常(chang)觀察到(dao)有以(yi)氧化物和硅酸鹽為“核心(xin)”,以(yi)各種(zhong)(zhong)硫(liu)化物,如MnS,(Fe,Mn)S為“外殼”的復雜夾雜物。這種(zhong)(zhong)夾雜物對鋼的耐(nai)點(dian)蝕、耐(nai)縫(feng)隙腐蝕性(xing)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。


  國內生產(chan)并大量(liang)出口(kou)的(de)2Cr13餐具,有(you)的(de)由于(yu)使用(yong)前在運輸過程中便嚴重銹蝕(shi)而(er)導致全部退貨。國產(chan)2Cr13和進口(kou)2Cr13板(ban)材(cai)耐(nai)點蝕(shi)性的(de)對(dui)比結果(表9.3)表明:國產(chan)板(ban)材(cai)擊穿電(dian)位很(hen)低(di),有(you)的(de)板(ban)材(cai)根本不能(neng)鈍化。這說明國產(chan)材(cai)耐(nai)銹蝕(shi)性能(neng)較差(cha)。采(cai)取用(yong)硅鐵粉(fen)代替(ti)原用(yong)的(de)全鋁粉(fen)脫氧等措施,最終(zhong)2Cr13板(ban)材(cai)耐(nai)銹蝕(shi)不良問題(ti)獲得(de)了圓滿(man)解決。


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三、氮(dan)化物的(de)有害(hai)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)物對鋼(gang)(gang)的(de)力學性(xing)(xing)能的(de)有害(hai)作用,在中(zhong)、高鉻(ge)鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)最為明顯(xian)。圖9.6系氮(dan)化(hua)物對高純(chun)00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)的(de)影響。可以看(kan)出,隨鋼(gang)(gang)中(zhong)氮(dan)化(hua)物(TiN,NbN,AIN等)的(de)增加,鋼(gang)(gang)的(de)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)明顯(xian)上升(sheng)。研究表明,呈幾(ji)何(he)形狀存在的(de)氮(dan)化(hua)物是導致(zhi)00Cr18Mo2鋼(gang)(gang)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)穿晶斷(duan)裂的(de)裂紋源。


   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。


   不銹鋼中的非金屬(shu)(shu)夾(jia)雜(za)(za)(za)物常常是(shi)各類夾(jia)雜(za)(za)(za)物共(gong)存。因此,對(dui)鋼的有害作(zuo)用也經常是(shi)各類夾(jia)雜(za)(za)(za)物綜合作(zuo)用的結(jie)果(guo)。圖9.7便是(shi)非金屬(shu)(shu)夾(jia)雜(za)(za)(za)物對(dui)一種(zhong)超低碳(tan)、含氮的鉻鎳奧氏體(ti)不銹鋼的沖(chong)擊(ji)韌性的影響(xiang)。顯(xian)然,夾(jia)雜(za)(za)(za)物增加,鋼的沖(chong)擊(ji)韌性顯(xian)著(zhu)下(xia)降。




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