不銹鋼(gang)是指主加元素鉻含量能使鋼處于鈍化狀態,又具有不銹特性的鋼。為此,不銹鋼w(Cr)應高于12%(不銹鋼是一類以Fe-Cr、Fe-Cr-C、Fe-Cr-Ni為合金系的高合金鋼,作為此類的鋼必須含有質量分數不低于10.5%的鉻,含有這個最低鉻含量的鋼在其表面可以形成一個惰性氧化物層,這個惰性氧化物層可以保護內層的金屬在不含腐蝕介質的空氣中不被氧化和腐蝕。某些鉻的質量分數低于11%的鋼,比如用于電站的w(Cr)=9%鉻的合金鋼有時也被劃為不銹鋼,同時也要指出某些w(Cr)=12%的鋼,甚至更高鉻含量的鋼,暴露在空氣中也會生銹。這是因為某些鉻被結合成碳化物或其他化合物而降低了母材中的鉻含量,使其低于形成連續氧化物保護層所必須的鉻含量水平,如25%Cr-4%C)。此時,鋼的表面能迅速形成致密的Cr2O3氧化膜,使鋼的電極電位和在氧化性介質中的耐蝕性發生突變性提高。在非氧化介質(HCl、H2SO4)中,鉻的作用并不明顯,除了鉻外,不銹鋼中還須加入能使鋼鈍化的鎳、鉬等其它元素。通常所說的不銹鋼實際是不銹鋼和耐酸鋼的總稱,不銹鋼一般泛指在大氣、水等弱酸、堿、鹽等強腐蝕介質中耐蝕的鋼。兩者在化學成分上的共同特點是w(Cr)均在12%以上,但由于合金化的差異,不銹鋼并不一定耐酸,而耐酸鋼一般具有良好的不銹鋼性能。
一、不(bu)銹鋼發展史(shi)
1、 1821:法國人Berthier 進(jin)行(xing)在鋼(gang)中加鉻的試驗(yan);
2、 1897:德(de)國人Goldschmidt開發了(le)生產低(di)碳(tan)含鉻合金鋼的(de)技術(shu);
3、 1904~1909:在法國和德國生(sheng)產(chan)了w(Cr)=13%和17%的(de)合(he)金鋼;
4、 1913:英國(guo)人Brearly在(zai)Thomas Firth and Sons公(gong)司澆鑄(zhu)了(le)第一塊商(shang)業鑄(zhu)錠,鑄(zhu)件號No.1008,成(cheng)分(質量分數):0.24%C、0.2%Si、0.44%Mn、12.86%Cr。
5、 1916:9月5日美國w(Cr)=9%~16%,w(Cr)<0.7%的鋼發(fa)布專(zhuan)利:專(zhuan)利號1,197,256。
把(ba)鉻(ge)加到(dao)鋼(gang)中(zhong)并揭示其耐腐蝕的(de)(de)(de)有利(li)效應(ying)要歸(gui)功于(yu)法國人Berthier,他在1821年開(kai)發(fa)(fa)了一種(zhong)(zhong)(zhong)w(Cr)=1.5%的(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)并建議用于(yu)餐刀。然(ran)而對這種(zhong)(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)(de)(de)早(zao)期實驗發(fa)(fa)現:隨(sui)鉻(ge)含(han)量(liang)增(zeng)加其成(cheng)型性劇烈變壞(由于(yu)早(zao)期合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)碳(tan)含(han)量(liang)很高(gao)),因而直(zhi)到(dao)20世紀初(chu)期開(kai)發(fa)(fa)這種(zhong)(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)(de)(de)興(xing)趣(qu)仍然(ran)不大。對于(yu)耐蝕鋼(gang)的(de)(de)(de)興(xing)趣(qu)在1900年到(dao)1915年期間(jian)又重新(xin)興(xing)起(qi)(qi),很多冶金(jin)學家為開(kai)發(fa)(fa)耐蝕鋼(gang)而獲得(de)信貸。這各重新(xin)興(xing)起(qi)(qi)開(kai)發(fa)(fa)耐蝕鋼(gang)活動的(de)(de)(de)催(cui)化劑是1897年Goldschmidt在德國開(kai)發(fa)(fa)了生產低碳(tan)含(han)鉻(ge)合(he)(he)金(jin)鋼(gang)的(de)(de)(de)技術。隨(sui)后(hou)不久Guillet(1904), Portevin(1909) 和Giesen(1909)等發(fa)(fa)表(biao)了描述w(Cr)=13%的(de)(de)(de)馬氏(shi)體不銹鋼(gang)和w(Cr)=18%的(de)(de)(de)鐵素(su)體不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)微觀組織和性能(neng)的(de)(de)(de)論(lun)(lun)文。1909年Guillet還發(fa)(fa)表(biao)了一篇關于(yu)鉻(ge)-鎳鋼(gang)研究的(de)(de)(de)論(lun)(lun)文,這種(zhong)(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體類不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)前驅。
英國人Brearly被(bei)認為(wei)是不銹(xiu)鋼的(de)發明者,當時是為(wei)了(le)(le)研究(jiu)由(you)w(Cr)=5%鋼制作的(de)來(lai)復槍(qiang)槍(qiang)膛因內部腐(fu)蝕而失效的(de)問題,通過(guo)研究(jiu)在1913年8月他鑄成(cheng)(cheng)了(le)(le)成(cheng)(cheng)份(質量分數(shu))為(wei)12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和0.44%Mn的(de)合(he)格鑄錠。這種鋼被(bei)用來(lai)制造了(le)(le)12個實驗槍(qiang)管,雖(sui)然并沒有像所期望的(de)那樣改進槍(qiang)管的(de)腐(fu)蝕問題,但其中某些材料被(bei)用來(lai)制造餐刀(dao)刀(dao)片而開始了(le)(le)應用不銹(xiu)鋼的(de)紀(ji)元。
二、不(bu)銹鋼的(de)種(zhong)類、化學成分及(ji)其(qi)用(yong)途(tu)
不銹鋼按照組織類型,可分為五類,即鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼(gang)、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。
不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)重要特性之一是耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性,然而不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)不銹(xiu)性和耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性都是相對的(de)(de)(de),有(you)條件(jian)的(de)(de)(de),受到諸多因(yin)素的(de)(de)(de)影響,包(bao)括介(jie)質種類(lei)、濃度(du)、純凈度(du)、流動狀態、使用(yong)環(huan)境的(de)(de)(de)溫度(du)、壓(ya)力等,目前(qian)還沒有(you)對任何腐蝕(shi)(shi)環(huan)境都具(ju)有(you)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)。因(yin)此,不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)選用(yong)應(ying)根據(ju)具(ju)體(ti)的(de)(de)(de)使用(yong)條件(jian)加以合理選擇(ze),才能獲(huo)得良好的(de)(de)(de)使用(yong)效果。
奧氏體(ti)不銹鋼(gang)在各(ge)種類型不銹鋼(gang)中應用(yong)最廣泛,品種也最多。由(you)于奧氏體(ti)不銹鋼(gang)的(de)鉻、鎳(nie)含量較高,因此在氧化性、中性以及(ji)弱還原性介質中均具有良(liang)好的(de)耐蝕性。奧氏體(ti)不銹鋼(gang)的(de)塑韌性優良(liang),冷熱加工(gong)性能俱佳(jia),焊接性優于其它類型不銹鋼(gang),因而廣泛應用(yong)于建(jian)筑裝飾、食品工(gong)業(ye)、醫療(liao)器械(xie)、紡織印染設備以及(ji)石(shi)油(you)、化工(gong) 、原子能等工(gong)業(ye)領域。
鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)應用比較廣泛(fan),其中Cr13和Cr17型鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)主(zhu)要用于腐(fu)蝕(shi)環境不(bu)(bu)十分苛刻的(de)場合,例(li)如室(shi)內裝飾、廚房設(she)備(bei)(bei)、家(jia)電產品、家(jia)用器具(ju)等(deng)。超(chao)低碳(tan)高鉻含鉬鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)因對氯化物應力腐(fu)蝕(shi)不(bu)(bu)敏感(gan),同時(shi)具(ju)有良好的(de)耐(nai)點蝕(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)性能,因而(er)廣泛(fan)用于熱交換設(she)備(bei)(bei)、耐(nai)海(hai)水設(she)備(bei)(bei)、有機酸及制堿設(she)備(bei)(bei)等(deng)。
馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼應用較為普遍的(de)是(shi)Cr13型馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。為獲得或改善某些(xie)性(xing)能,添(tian)加鎳、鉬等合金元素,形(xing)成一些(xie)新的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼主要用于(yu)硬度、強度要求較高,耐(nai)腐蝕要求不(bu)(bu)太高的(de)場合,如量具、刀具、餐(can)具、彈簧、軸承、氣輪(lun)機(ji)葉片、水(shui)輪(lun)機(ji)轉輪(lun)、泵(beng)、閥等。
雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)是金(jin)相(xiang)(xiang)組織由(you)奧(ao)氏體和(he)鐵素(su)體兩(liang)相(xiang)(xiang)組成的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),而且(qie)各相(xiang)(xiang)占有(you)(you)較大(da)的(de)比例。雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有(you)(you)奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)和(he)鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)一些特點(dian),韌性良好(hao) 、強度較高,耐氯(lv)化(hua)物(wu)應力腐蝕。適(shi)于制作海水處理設(she)備、冷(leng)凝器,熱交換器等,在石油、化(hua)工領域應用廣泛(fan)。
沉淀(dian)硬化不銹(xiu)鋼是在不銹(xiu)鋼中單(dan)獨或復(fu)合(he)添加硬化元素,通過適當熱處理獲得高強(qiang)度、高韌性(xing)并具有良好腐蝕性(xing)的一類不銹(xiu)鋼。通常作為耐(nai)磨、耐(nai)蝕、高強(qiang)度結構件,如(ru)軸、齒輪、葉片等(deng)轉(zhuan)動部件和螺栓、銷子(zi)、墊圈、彈簧、閥、泵等(deng)零(ling)部件以及高強(qiang)度壓(ya)力容器、化工處理設備等(deng)。
三、不銹鋼的組織特點
因化(hua)學元素(su)(su)(su)含量的(de)上下限和(he)(he)(he)熱處理狀(zhuang)態的(de)差異(yi),從(cong)各元素(su)(su)(su)對不(bu)銹鋼組(zu)織的(de)影(ying)響和(he)(he)(he)作(zuo)用程(cheng)(cheng)度來看,基本(ben)上有(you)兩(liang)類(lei)元素(su)(su)(su)。一類(lei)是形(xing)成(cheng)(cheng)或穩(wen)定奧氏體的(de)元素(su)(su)(su):碳(tan)、鎳、錳、氮和(he)(he)(he)銅(tong)等(deng),其(qi)中碳(tan)和(he)(he)(he)氮作(zuo)用程(cheng)(cheng)度最(zui)大。另一類(lei)是縮(suo)小甚(shen)至封(feng)閉γ相區即形(xing)成(cheng)(cheng)鐵素(su)(su)(su)體的(de)元素(su)(su)(su):鉻、硅、鉬、鈦(tai)、鈮(ni)、鉭(tan)、釩、鎢(wu)和(he)(he)(he)鋁等(deng),其(qi)中鈮(ni)的(de)作(zuo)用程(cheng)(cheng)度最(zui)小。
不(bu)銹鋼(gang)的組織(zhi)有以下(xia)幾種組織(zhi)類型:
1. 奧氏體不銹鋼
奧氏體不(bu)(bu)銹鋼有(you)Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等系列。為(wei)(wei)改善某(mou)些(xie)性(xing)能(neng),滿足(zu)特殊用(yong)(yong)途要求,在一(yi)些(xie)鋼中單(dan)獨或復(fu)合(he)添加(jia)了氮(dan)、鈮(ni)、銅、硅等合(he)金元素。奧氏體不(bu)(bu)銹鋼通(tong)常(chang)在室溫(wen)下為(wei)(wei)純奧氏體組(zu)織,也有(you)一(yi)些(xie)奧氏體不(bu)(bu)銹鋼室溫(wen)下的組(zu)織為(wei)(wei)奧氏體加(jia)少(shao)(shao)量鐵素體,這(zhe)種(zhong)少(shao)(shao)量鐵素體有(you)助于(yu)防止熱(re)裂(lie)紋的產(chan)(chan)生。奧氏體不(bu)(bu)銹鋼不(bu)(bu)能(neng)用(yong)(yong)熱(re)處(chu)理方法強化,但由于(yu)這(zhe)類鋼具有(you)明顯的冷加(jia)工(gong)硬(ying)化性(xing),可通(tong)過冷變(bian)形方法提高強度。經冷變(bian)形產(chan)(chan)生的加(jia)工(gong)硬(ying)化,可采(cai)用(yong)(yong)固溶處(chu)理使之(zhi)軟化。
2. 鐵素體不(bu)銹鋼
今年來鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)逐漸向(xiang)(xiang)(xiang)低碳高純度(du)發展,使(shi)鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的脆(cui)化(hua)傾向(xiang)(xiang)(xiang)和(he)焊接性得到明顯改善(shan)。該類(lei)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)固(gu)溶狀態下為(wei)鐵(tie)(tie)素(su)體組織。當鋼(gang)(gang)中(zhong)w(Cr)超過(guo)16%時(shi),仍存(cun)在(zai)(zai)加熱脆(cui)化(hua)傾向(xiang)(xiang)(xiang)。在(zai)(zai)400~600℃溫(wen)(wen)度(du)區間停留易(yi)(yi)出(chu)現475℃脆(cui)化(hua),在(zai)(zai)650~850℃溫(wen)(wen)度(du)區間易(yi)(yi)引起σ相(xiang)析(xi)出(chu)而導致的脆(cui)化(hua),加熱至900℃以(yi)(yi)上(shang)易(yi)(yi)造成晶粒(li)粗化(hua),使(shi)韌性降低。這類(lei)鋼(gang)(gang)還(huan)有脆(cui)性轉變(bian)特性,其脆(cui)性轉變(bian)溫(wen)(wen)度(du)與(yu)鋼(gang)(gang)中(zhong)碳、氮含量(liang)(liang),熱處(chu)理(li)時(shi)的冷(leng)(leng)卻速度(du)以(yi)(yi)及截(jie)面尺(chi)寸有關,碳、氮含量(liang)(liang)越低,截(jie)面尺(chi)寸越小(xiao),脆(cui)性轉變(bian)溫(wen)(wen)度(du)越低。475℃脆(cui)化(hua)和(he)σ相(xiang)析(xi)出(chu)引起的脆(cui)化(hua),可(ke)通過(guo)熱處(chu)理(li)方法予以(yi)(yi)消(xiao)除(chu)。采用(yong)516℃以(yi)(yi)上(shang)短時(shi)加熱后空冷(leng)(leng),可(ke)消(xiao)除(chu)475℃脆(cui)化(hua),加熱到900℃以(yi)(yi)上(shang)急冷(leng)(leng)可(ke)消(xiao)除(chu)σ相(xiang)脆(cui)化(hua)。
3. 馬氏體不銹(xiu)鋼
馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)w(Cr)范(fan)圍在(zai)12%~18%,w(C)范(fan)圍在(zai)0.1%~1.0%,也有一(yi)些含(han)碳(tan)量(liang)更(geng)低(di)的(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),如0Cr13Ni5Mo等。馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)加熱時(shi)可(ke)形(xing)成奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti),一(yi)般在(zai)油(you)或空氣(qi)中冷卻(que)即可(ke)得到馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)(zhi),含(han)碳(tan)量(liang)較低(di)的(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)淬(cui)火狀態的(de)(de)組織(zhi)(zhi)為板條馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)加少量(liang)鐵(tie)素體(ti)(ti),如1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等。當w(C)超過0.3%時(shi),正(zheng)常(chang)淬(cui)火溫(wen)度加熱時(shi)碳(tan)化物不(bu)能(neng)完(wan)全固溶,淬(cui)火后的(de)(de)組織(zhi)(zhi)為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)加碳(tan)化物。
馬氏體(ti)不銹鋼(gang)可(ke)以達到(dao)很(hen)寬的(de)強度(du)(du)范圍(wei),屈服強度(du)(du)可(ke)以從退火(huo)(huo)狀(zhuang)態(tai)下的(de)275MPa到(dao)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)+回火(huo)(huo)狀(zhuang)態(tai)下的(de)1900MPa。對于大(da)多數(shu)的(de)工(gong)程應用(yong),淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)的(de)鋼(gang)一(yi)般要進(jin)行(xing)回火(huo)(huo),以得(de)到(dao)所需(xu)的(de)韌性和塑性。
4. 鐵素體(ti)-奧(ao)氏體(ti)雙相不銹鋼
鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)-奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)室溫(wen)下的(de)(de)組織為鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)加奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti),通常鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積分數不(bu)低于50%。雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)與(yu)(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)相(xiang)比,具有(you)較低的(de)(de)熱裂傾向(xiang),而與(yu)(yu)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)相(xiang)比,則具有(you)較低的(de)(de)加熱脆化傾向(xiang),其(qi)焊(han)接熱影響區(qu)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)粗化程度也較低。但這類鋼(gang)仍然存在(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)各種(zhong)加熱脆性傾向(xiang)。
5. 沉(chen)淀硬化不銹鋼
沉淀(dian)(dian)硬化(hua)不銹鋼(gang)(gang)(gang)包括馬氏(shi)(shi)體(ti)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)不銹鋼(gang)(gang)(gang)、半奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)不銹鋼(gang)(gang)(gang)和(he)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)不銹鋼(gang)(gang)(gang)。由于(yu)這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)中含有(you)較多硬化(hua)元素,比(bi)普(pu)通奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的焊接性差。
四、不銹鋼的物理性(xing)能和力(li)學性(xing)能
1. 不銹鋼物(wu)理(li)性能
奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)比(bi)電阻可達(da)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的5倍(bei),線(xian)膨脹(zhang)系數比(bi)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的約(yue)大(da)50%,而馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的線(xian)膨脹(zhang)系數大(da)體(ti)上和碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的相等。奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的熱導率為碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的1/2左右。奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)通常是非磁性(xing)的。鉻當量和鎳當量較低的奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在冷加工變形較大(da)的情況下,會產生形變誘導馬氏(shi)體(ti),從而產生磁性(xing)。用熱處(chu)理方法可消除這種馬氏(shi)體(ti)和磁性(xing)。
2. 不銹鋼(gang)的(de)力學性能(neng)
馬氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)退火(huo)狀態下,硬(ying)度最低(di)(di),可(ke)淬火(huo)硬(ying)化(hua),正常(chang)使用時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)回火(huo)狀態的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度又稍有(you)下降。鐵素體鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)特點(dian)是常(chang)溫沖擊(ji)韌性(xing)低(di)(di)。當(dang)高(gao)溫長時(shi)(shi)間加熱時(shi)(shi),力學性(xing)能將進一步惡化(hua),可(ke)能導致(zhi)475℃脆(cui)化(hua)、σ脆(cui)性(xing)或晶粒粗大(da)等。奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)常(chang)溫具(ju)有(you)低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)屈(qu)強比(bi)(40%~50%),伸(shen)長率、斷面收(shou)(shou)縮(suo)率和沖擊(ji)吸收(shou)(shou)功均(jun)很高(gao)并具(ju)有(you)高(gao)的(de)(de)(de)(de)冷加工硬(ying)化(hua)性(xing)。某(mou)些(xie)奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)經高(gao)溫加熱后(hou),會(hui)產生(sheng)σ相和晶界析(xi)出碳化(hua)鉻引(yin)起的(de)(de)(de)(de)脆(cui)化(hua)現(xian)象。在(zai)低(di)(di)溫下,鐵素體和馬氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)夏(xia)比(bi)沖擊(ji)吸收(shou)(shou)功均(jun)很低(di)(di),而奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)則(ze)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)溫韌性(xing)。對含有(you)百分之幾鐵素體的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang),則(ze)應注意低(di)(di)溫下塑性(xing)和韌性(xing)降低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)問題。
五、不銹鋼的耐腐(fu)蝕性能
金屬受(shou)介質(zhi)的(de)化(hua)學(xue)及電化(hua)學(xue)作用而破壞(huai)的(de)現(xian)象稱為腐蝕(shi)(shi)(shi),不銹(xiu)鋼(gang)的(de)主要腐蝕(shi)(shi)(shi)形式(shi)有均勻腐蝕(shi)(shi)(shi)(表(biao)面腐蝕(shi)(shi)(shi))和局部腐蝕(shi)(shi)(shi),局部腐蝕(shi)(shi)(shi)包括晶間腐蝕(shi)(shi)(shi)、點(dian)腐蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙腐蝕(shi)(shi)(shi)和應力腐蝕(shi)(shi)(shi)等(deng)。據統(tong)計(ji),在不銹(xiu)鋼(gang)腐蝕(shi)(shi)(shi)破壞(huai)事(shi)故中(zhong),由(you)均勻腐蝕(shi)(shi)(shi)引起的(de)僅占(zhan)約10%,而由(you)局部腐蝕(shi)(shi)(shi)引起的(de)則(ze)高達90%以上(shang),由(you)此可(ke)見(jian),局部腐蝕(shi)(shi)(shi)是相當嚴重的(de)。
1. 均勻腐蝕(shi)
均勻腐蝕是指接觸(chu)的(de)金屬表(biao)面(mian)全部產(chan)生腐蝕的(de)現象。檢查方法多(duo)半使用(yong)失重(zhong)法。
2. 局部腐(fu)蝕(shi)
①. 晶(jing)間(jian)腐蝕
在(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質作用下,起源于金屬表面沿晶(jing)界深(shen)入金屬內部的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)稱為晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。它是(shi)一種(zhong)局部性(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)導(dao)致(zhi)晶(jing)粒間的(de)結合力(li)喪失,材料強度幾乎消失,是(shi)一種(zhong)很值得(de)重視(shi)的(de)危險的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)現象(xiang)。導(dao)致(zhi)奧氏體不銹(xiu)鋼晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)原因很多,概括(kuo)有以下幾種(zhong):
a.碳(tan)化鉻析出(chu)引起(qi)的晶間腐(fu)蝕
b.σ相析出引起的晶間腐蝕
c.晶(jing)界吸(xi)附(fu)引起(qi)的晶(jing)間腐蝕
d.穩定(ding)元素高溫溶解引起的晶(jing)間腐蝕
②. 點蝕及縫隙腐(fu)蝕
點蝕(shi)及縫隙腐(fu)蝕(shi)的(de)共(gong)同機理是(shi)腐(fu)蝕(shi)區間產生“閉塞電池腐(fu)蝕(shi)”作用所致(zhi),但各自的(de)具體原因不相同。
點蝕是(shi)指在金屬材料表面產生的尺寸(cun)約(yue)小于1.0mm的穿孔性或蝕坑性的宏觀腐(fu)蝕。點蝕的形成主要是(shi)由于材料表面鈍化膜(mo)的局(ju)部破壞所引起的。
縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)是金屬構(gou)件縫隙(xi)處發生的(de)(de)(de)(de)(de)斑點狀(zhuang)或潰瘍(yang)形(xing)宏觀蝕(shi)(shi)(shi)坑。它是以腐蝕(shi)(shi)(shi)部位的(de)(de)(de)(de)(de)特征命名(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)。和點蝕(shi)(shi)(shi)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)有(you)差異之點在于縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)主要(yao)是由(you)介(jie)質的(de)(de)(de)(de)(de)電化學不均(jun)勻性引起的(de)(de)(de)(de)(de)。因此,改善運行條件、改變介(jie)質成(cheng)分和結構(gou)形(xing)式(shi)是防止(zhi)縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)措施。
③. 應力腐蝕斷裂(lie)(SCC)
應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)是指在靜拉伸應(ying)力(li)(li)(li)與(yu)電化(hua)學介(jie)質(zhi)共同(tong)作用(yong)下,因陽極溶解過程引起的(de)(de)斷裂。在應(ying)力(li)(li)(li)與(yu)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)共同(tong)作用(yong)下有三(san)種不同(tong)類型的(de)(de)局部腐(fu)蝕(shi)——應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)、氫脆(cui)和(he)腐(fu)蝕(shi)疲勞。

