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、不銹鋼(gang)發展史
1、 1821:法國人Berthier 進行(xing)在鋼中(zhong)加鉻的試驗;
2、 1897:德國人Goldschmidt開發了生(sheng)產低碳含鉻合金(jin)鋼的技術(shu);
3、 1904~1909:在法國和(he)德國生產(chan)了w(Cr)=13%和(he)17%的(de)合金(jin)鋼;
4、 1913:英國人Brearly在Thomas Firth and Sons公司澆鑄了(le)第一(yi)塊商業鑄錠,鑄件號(hao)No.1008,成分(質(zhi)量(liang)分數):0.24%C、0.2%Si、0.44%Mn、12.86%Cr。
5、 1916:9月5日(ri)美國w(Cr)=9%~16%,w(Cr)<0.7%的鋼發布專(zhuan)利:專(zhuan)利號1,197,256。
把鉻(ge)(ge)加(jia)到(dao)鋼(gang)(gang)中并揭示其耐(nai)腐蝕(shi)的(de)(de)有利效應要歸功(gong)于(yu)(yu)(yu)法國人Berthier,他(ta)在1821年(nian)(nian)開(kai)發(fa)(fa)了一種(zhong)w(Cr)=1.5%的(de)(de)合(he)金(jin)并建議用于(yu)(yu)(yu)餐(can)刀。然(ran)而對這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)早期(qi)實驗發(fa)(fa)現:隨(sui)(sui)鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)增(zeng)加(jia)其成(cheng)型性(xing)劇烈變(bian)壞(huai)(由于(yu)(yu)(yu)早期(qi)合(he)金(jin)的(de)(de)碳含(han)量(liang)很(hen)高),因(yin)而直到(dao)20世紀初期(qi)開(kai)發(fa)(fa)這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)興(xing)趣仍然(ran)不(bu)大。對于(yu)(yu)(yu)耐(nai)蝕(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)興(xing)趣在1900年(nian)(nian)到(dao)1915年(nian)(nian)期(qi)間又(you)重新興(xing)起(qi),很(hen)多冶金(jin)學家(jia)為開(kai)發(fa)(fa)耐(nai)蝕(shi)鋼(gang)(gang)而獲(huo)得信貸。這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)各重新興(xing)起(qi)開(kai)發(fa)(fa)耐(nai)蝕(shi)鋼(gang)(gang)活動的(de)(de)催化劑是1897年(nian)(nian)Goldschmidt在德(de)國開(kai)發(fa)(fa)了生產(chan)低碳含(han)鉻(ge)(ge)合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)的(de)(de)技術(shu)。隨(sui)(sui)后不(bu)久Guillet(1904), Portevin(1909) 和Giesen(1909)等發(fa)(fa)表了描(miao)述w(Cr)=13%的(de)(de)馬氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)和w(Cr)=18%的(de)(de)鐵素體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)微(wei)觀組織(zhi)和性(xing)能的(de)(de)論(lun)文(wen)。1909年(nian)(nian)Guillet還發(fa)(fa)表了一篇(pian)關于(yu)(yu)(yu)鉻(ge)(ge)-鎳鋼(gang)(gang)研究的(de)(de)論(lun)文(wen),這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)奧氏體類不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)前驅。
英國人Brearly被認為(wei)是(shi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)發明者,當時是(shi)為(wei)了(le)研究(jiu)由(you)w(Cr)=5%鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)作的(de)來復槍(qiang)槍(qiang)膛因(yin)內部腐蝕而失效的(de)問題,通(tong)過研究(jiu)在1913年8月他(ta)鑄成了(le)成份(質量分(fen)數)為(wei)12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和0.44%Mn的(de)合(he)格(ge)鑄錠。這種(zhong)鋼(gang)(gang)被用(yong)來制(zhi)(zhi)造了(le)12個實(shi)驗(yan)槍(qiang)管,雖然并沒有像(xiang)所期(qi)望的(de)那樣改進(jin)槍(qiang)管的(de)腐蝕問題,但其中某些材(cai)料被用(yong)來制(zhi)(zhi)造餐刀刀片而開始了(le)應用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)紀元。
二(er)、不(bu)銹(xiu)鋼的種類、化(hua)學成分及其用途
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。
不銹鋼的(de)(de)(de)重要(yao)特性(xing)(xing)(xing)(xing)之一是耐蝕性(xing)(xing)(xing)(xing),然而不銹鋼的(de)(de)(de)不銹性(xing)(xing)(xing)(xing)和耐蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)都是相對的(de)(de)(de),有(you)條件的(de)(de)(de),受到(dao)諸多因素(su)的(de)(de)(de)影響,包括介質種類、濃(nong)度(du)、純(chun)凈度(du)、流動狀態、使用(yong)環(huan)境的(de)(de)(de)溫度(du)、壓力等,目前(qian)還沒有(you)對任何腐蝕環(huan)境都具有(you)耐蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)不銹鋼。因此,不銹鋼的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)應根據具體的(de)(de)(de)使用(yong)條件加以(yi)合理選(xuan)擇,才(cai)能獲(huo)得良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)使用(yong)效果。
奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼在各種類型(xing)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼中應用最(zui)廣泛,品種也最(zui)多。由于奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼的鉻、鎳含(han)量較(jiao)高,因此在氧化(hua)性(xing)、中性(xing)以及弱還原(yuan)性(xing)介質中均具有良好的耐(nai)蝕性(xing)。奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼的塑韌性(xing)優良,冷熱加工(gong)(gong)(gong)性(xing)能(neng)俱(ju)佳,焊接性(xing)優于其它(ta)類型(xing)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼,因而廣泛應用于建筑裝(zhuang)飾、食品工(gong)(gong)(gong)業、醫療器械、紡織(zhi)印染設備以及石油、化(hua)工(gong)(gong)(gong) 、原(yuan)子能(neng)等(deng)工(gong)(gong)(gong)業領域(yu)。
鐵(tie)素(su)體不(bu)銹鋼的應用(yong)比較廣(guang)泛,其中Cr13和Cr17型鐵(tie)素(su)體不(bu)銹鋼主要用(yong)于(yu)腐(fu)蝕(shi)環境不(bu)十分苛刻的場合,例(li)如室內裝(zhuang)飾、廚房設(she)備(bei)(bei)、家(jia)電產品、家(jia)用(yong)器(qi)具等。超低碳高鉻(ge)含鉬鐵(tie)素(su)體不(bu)銹鋼因對(dui)氯化物應力(li)腐(fu)蝕(shi)不(bu)敏(min)感,同(tong)時具有(you)(you)良好(hao)的耐(nai)點(dian)蝕(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)性(xing)能,因而廣(guang)泛用(yong)于(yu)熱交換設(she)備(bei)(bei)、耐(nai)海水設(she)備(bei)(bei)、有(you)(you)機酸(suan)及制堿設(she)備(bei)(bei)等。
馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼應用較(jiao)為(wei)普(pu)遍(bian)的(de)是Cr13型馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼。為(wei)獲得或改善某些性能(neng),添加(jia)鎳(nie)、鉬等(deng)合(he)金元素,形成一些新的(de)馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼。馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼主要(yao)用于硬度、強(qiang)度要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao),耐(nai)腐蝕要(yao)求(qiu)不太高(gao)的(de)場合(he),如量(liang)具(ju)、刀(dao)具(ju)、餐具(ju)、彈簧、軸承、氣輪機葉(xie)片、水輪機轉輪、泵(beng)、閥(fa)等(deng)。
雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼是金相(xiang)組織(zhi)由(you)奧氏體(ti)和鐵素體(ti)兩相(xiang)組成的(de)不(bu)銹(xiu)鋼,而且各相(xiang)占有較(jiao)大的(de)比例(li)。雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼具有奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼和鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)一些特點(dian),韌性良好 、強(qiang)度較(jiao)高,耐氯化物應(ying)力(li)腐(fu)蝕。適于制作海(hai)水處(chu)理設(she)備(bei)、冷凝器,熱交換器等,在石油、化工領域應(ying)用廣泛。
沉淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼是在不(bu)銹(xiu)鋼中單獨(du)或復合添加硬(ying)化(hua)元(yuan)素(su),通過適當熱處(chu)理獲得高強(qiang)度、高韌(ren)性(xing)并具(ju)有(you)良好腐蝕(shi)性(xing)的一類不(bu)銹(xiu)鋼。通常作為耐磨、耐蝕(shi)、高強(qiang)度結(jie)構件,如(ru)軸、齒輪(lun)、葉片等(deng)轉動(dong)部(bu)件和螺(luo)栓、銷子、墊圈、彈(dan)簧、閥、泵等(deng)零部(bu)件以及高強(qiang)度壓(ya)力容器、化(hua)工處(chu)理設備等(deng)。
三、不銹鋼的組織(zhi)特點
因化(hua)學元素含量(liang)的(de)上下(xia)限(xian)和(he)熱(re)處理狀(zhuang)態(tai)的(de)差異,從各元素對不銹鋼組織的(de)影響(xiang)和(he)作(zuo)用(yong)(yong)程(cheng)度(du)(du)來看,基本上有兩類元素。一(yi)類是形成或穩定奧氏體的(de)元素:碳(tan)、鎳(nie)、錳(meng)、氮和(he)銅(tong)等,其中(zhong)碳(tan)和(he)氮作(zuo)用(yong)(yong)程(cheng)度(du)(du)最大。另(ling)一(yi)類是縮小甚至封閉γ相區即形成鐵素體的(de)元素:鉻、硅、鉬、鈦(tai)、鈮(ni)、鉭、釩、鎢和(he)鋁等,其中(zhong)鈮(ni)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)程(cheng)度(du)(du)最小。
不銹(xiu)鋼的(de)組織(zhi)(zhi)有以下(xia)幾種組織(zhi)(zhi)類型:
1. 奧氏體不(bu)銹鋼
奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼有(you)Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等系列。為(wei)改善某些性能(neng),滿足特殊用途要求,在(zai)一些鋼中單獨或(huo)復合(he)添(tian)加(jia)了氮、鈮、銅、硅等合(he)金元素(su)。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼通常在(zai)室(shi)(shi)溫下為(wei)純(chun)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組織,也有(you)一些奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼室(shi)(shi)溫下的組織為(wei)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)加(jia)少量鐵素(su)體(ti)(ti)(ti),這種少量鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)有(you)助于防止熱(re)(re)裂(lie)紋的產(chan)生。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼不(bu)能(neng)用熱(re)(re)處(chu)理方法強化(hua),但由于這類鋼具有(you)明顯(xian)的冷加(jia)工(gong)硬化(hua)性,可(ke)通過冷變形方法提高(gao)強度(du)。經冷變形產(chan)生的加(jia)工(gong)硬化(hua),可(ke)采用固溶處(chu)理使之軟化(hua)。
2. 鐵素體不銹鋼(gang)
今年來鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)逐(zhu)漸向低(di)碳高純(chun)度發展,使(shi)鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)脆(cui)化(hua)(hua)傾向和焊(han)接性(xing)得(de)到(dao)明顯改善。該類鋼(gang)(gang)在固溶狀態下為鐵(tie)素體組織。當鋼(gang)(gang)中w(Cr)超過(guo)16%時(shi),仍(reng)存(cun)在加(jia)(jia)熱(re)脆(cui)化(hua)(hua)傾向。在400~600℃溫度區間停留易(yi)(yi)出(chu)現(xian)475℃脆(cui)化(hua)(hua),在650~850℃溫度區間易(yi)(yi)引起(qi)σ相(xiang)析(xi)出(chu)而導(dao)致的(de)脆(cui)化(hua)(hua),加(jia)(jia)熱(re)至900℃以(yi)(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)易(yi)(yi)造成晶粒粗化(hua)(hua),使(shi)韌性(xing)降低(di)。這類鋼(gang)(gang)還有(you)脆(cui)性(xing)轉(zhuan)(zhuan)變特(te)性(xing),其(qi)脆(cui)性(xing)轉(zhuan)(zhuan)變溫度與鋼(gang)(gang)中碳、氮含量,熱(re)處理時(shi)的(de)冷卻速(su)度以(yi)(yi)(yi)(yi)及(ji)截面尺寸(cun)有(you)關,碳、氮含量越(yue)低(di),截面尺寸(cun)越(yue)小,脆(cui)性(xing)轉(zhuan)(zhuan)變溫度越(yue)低(di)。475℃脆(cui)化(hua)(hua)和σ相(xiang)析(xi)出(chu)引起(qi)的(de)脆(cui)化(hua)(hua),可(ke)通(tong)過(guo)熱(re)處理方法予(yu)以(yi)(yi)(yi)(yi)消除(chu)。采用(yong)516℃以(yi)(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)短時(shi)加(jia)(jia)熱(re)后空冷,可(ke)消除(chu)475℃脆(cui)化(hua)(hua),加(jia)(jia)熱(re)到(dao)900℃以(yi)(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)急(ji)冷可(ke)消除(chu)σ相(xiang)脆(cui)化(hua)(hua)。
3. 馬氏體(ti)不銹鋼
馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)w(Cr)范圍在(zai)12%~18%,w(C)范圍在(zai)0.1%~1.0%,也有一(yi)些含碳(tan)量(liang)更(geng)低的(de)馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),如(ru)0Cr13Ni5Mo等。馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)加熱時(shi)(shi)可(ke)形成奧氏體(ti),一(yi)般在(zai)油或(huo)空(kong)氣(qi)中冷卻即可(ke)得到(dao)馬氏體(ti)組(zu)織,含碳(tan)量(liang)較(jiao)低的(de)馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)淬(cui)火狀(zhuang)態的(de)組(zu)織為板條馬氏體(ti)加少(shao)量(liang)鐵素體(ti),如(ru)1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等。當(dang)w(C)超過0.3%時(shi)(shi),正(zheng)常淬(cui)火溫度(du)加熱時(shi)(shi)碳(tan)化(hua)物不(bu)能完全固溶,淬(cui)火后的(de)組(zu)織為馬氏體(ti)加碳(tan)化(hua)物。
馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼可(ke)以達(da)到很寬的強度(du)(du)范(fan)圍,屈(qu)服強度(du)(du)可(ke)以從退火(huo)(huo)狀態(tai)(tai)下的275MPa到淬火(huo)(huo)+回(hui)火(huo)(huo)狀態(tai)(tai)下的1900MPa。對于大(da)多數(shu)的工程應用,淬火(huo)(huo)后的鋼一般(ban)要進行回(hui)火(huo)(huo),以得到所(suo)需的韌性(xing)和(he)塑性(xing)。
4. 鐵素體-奧(ao)氏(shi)體雙相不銹鋼
鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)-奧氏體(ti)(ti)(ti)雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)室溫下的(de)(de)組(zu)織為鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)加(jia)奧氏體(ti)(ti)(ti),通(tong)常鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積分(fen)數不(bu)低(di)于50%。雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)與奧氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)相(xiang)比,具有較低(di)的(de)(de)熱裂傾向,而與鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)相(xiang)比,則具有較低(di)的(de)(de)加(jia)熱脆化(hua)傾向,其焊接熱影響區鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)粗化(hua)程度(du)也(ye)較低(di)。但這類(lei)鋼(gang)仍然存在鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)各種加(jia)熱脆性傾向。
5. 沉淀(dian)硬化不銹鋼
沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)包括馬(ma)氏(shi)體(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、半奧氏(shi)體(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和奧氏(shi)體(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。由于這類鋼(gang)(gang)中含(han)有較多硬(ying)(ying)化(hua)元素,比普(pu)通奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的焊接(jie)性(xing)差。
四(si)、不(bu)銹鋼(gang)的物理性能和(he)力學性能
1. 不(bu)銹(xiu)鋼物理性能(neng)
奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)比電阻可達碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)5倍,線膨脹系(xi)數比碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)約大50%,而馬氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)鐵素體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)線膨脹系(xi)數大體(ti)(ti)(ti)上和(he)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)相等。奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)熱導率為碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)1/2左右。奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)通常是非磁性的(de)(de)(de)(de)。鉻當量和(he)鎳當量較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在冷(leng)加工變形較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)情況下,會產生形變誘導馬氏體(ti)(ti)(ti),從(cong)而產生磁性。用熱處理方法可消除(chu)這種馬氏體(ti)(ti)(ti)和(he)磁性。
2. 不銹鋼的力學性能(neng)
馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在退火狀態(tai)下(xia)(xia),硬(ying)度最低(di),可(ke)淬(cui)火硬(ying)化(hua)(hua),正常使用時的(de)(de)回火狀態(tai)的(de)(de)硬(ying)度又稍有下(xia)(xia)降。鐵(tie)素(su)體(ti)鋼(gang)的(de)(de)特(te)點(dian)是常溫(wen)沖擊(ji)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)低(di)。當高溫(wen)長時間(jian)加(jia)熱時,力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)將(jiang)進(jin)一步惡化(hua)(hua),可(ke)能(neng)導(dao)致475℃脆(cui)化(hua)(hua)、σ脆(cui)性(xing)(xing)(xing)或晶粒粗大(da)等。奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)常溫(wen)具有低(di)的(de)(de)屈(qu)強比(bi)(40%~50%),伸長率(lv)、斷面收(shou)縮率(lv)和(he)沖擊(ji)吸(xi)收(shou)功均(jun)很高并具有高的(de)(de)冷加(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)。某些奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)經高溫(wen)加(jia)熱后(hou),會產生σ相和(he)晶界析出碳化(hua)(hua)鉻引起的(de)(de)脆(cui)化(hua)(hua)現象。在低(di)溫(wen)下(xia)(xia),鐵(tie)素(su)體(ti)和(he)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)夏比(bi)沖擊(ji)吸(xi)收(shou)功均(jun)很低(di),而奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)則(ze)有良(liang)好的(de)(de)低(di)溫(wen)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)。對含(han)有百分(fen)之幾鐵(tie)素(su)體(ti)的(de)(de)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),則(ze)應(ying)注意(yi)低(di)溫(wen)下(xia)(xia)塑性(xing)(xing)(xing)和(he)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)降低(di)的(de)(de)問題。
五、不銹鋼的耐腐蝕性能
金屬受介質(zhi)的化學(xue)及電化學(xue)作用而(er)破壞的現象(xiang)稱為(wei)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),不銹鋼(gang)的主要腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)形式(shi)有均勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(表面腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi))和(he)局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)包括晶間腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、點腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、縫(feng)隙腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和(he)應力腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)等。據統計,在不銹鋼(gang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破壞事(shi)故中(zhong),由(you)均勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)引(yin)起的僅占約10%,而(er)由(you)局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)引(yin)起的則高(gao)達(da)90%以上,由(you)此(ci)可見,局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是相當嚴重的。
1. 均勻腐蝕
均勻腐蝕是指接(jie)觸的金(jin)屬表(biao)面全部產生(sheng)腐蝕的現象。檢查方(fang)法(fa)(fa)多半使用失(shi)重法(fa)(fa)。
2. 局部腐(fu)蝕
①. 晶間腐蝕
在腐蝕(shi)介質作(zuo)用下,起源于金屬(shu)表(biao)面(mian)沿晶(jing)(jing)界深入金屬(shu)內部(bu)的(de)(de)腐蝕(shi)稱為晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)。它是(shi)一種局部(bu)性(xing)腐蝕(shi)。晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)導致(zhi)晶(jing)(jing)粒間的(de)(de)結合力喪失(shi),材料(liao)強度(du)幾(ji)乎(hu)消失(shi),是(shi)一種很(hen)值得重視的(de)(de)危險的(de)(de)腐蝕(shi)現象(xiang)。導致(zhi)奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)的(de)(de)原(yuan)因很(hen)多,概括有以下幾(ji)種:
a.碳(tan)化(hua)鉻析出引起的晶間腐蝕(shi)
b.σ相(xiang)析出引起的晶間腐蝕
c.晶界吸附引起的晶間腐蝕
d.穩定元素(su)高溫溶解引起的晶間腐蝕
②. 點蝕及縫隙腐蝕
點蝕及縫隙腐蝕的(de)共同機(ji)理(li)是腐蝕區間產生“閉塞(sai)電池(chi)腐蝕”作用所(suo)致(zhi),但(dan)各(ge)自的(de)具體原(yuan)因不相(xiang)同。
點蝕是指在金屬材料(liao)(liao)表(biao)面(mian)(mian)產生(sheng)的(de)尺寸約小于1.0mm的(de)穿(chuan)孔性或蝕坑性的(de)宏(hong)觀腐(fu)蝕。點蝕的(de)形成(cheng)主要是由于材料(liao)(liao)表(biao)面(mian)(mian)鈍化(hua)膜的(de)局部破(po)壞所引(yin)起的(de)。
縫(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)金屬構(gou)件縫(feng)(feng)隙處發生的(de)(de)斑點狀或潰瘍(yang)形(xing)宏觀蝕(shi)(shi)坑。它是(shi)以腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)部(bu)位的(de)(de)特征命名的(de)(de)。和(he)點蝕(shi)(shi)形(xing)成機理有差異之點在于縫(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)主要是(shi)由介質的(de)(de)電化學(xue)不均勻性引(yin)起的(de)(de)。因此,改(gai)善運行條(tiao)件、改(gai)變介質成分和(he)結構(gou)形(xing)式是(shi)防止縫(feng)(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)重要措施。
③. 應力腐蝕斷裂(SCC)
應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)是指在靜拉伸應(ying)力與電化學介質共(gong)同(tong)(tong)作(zuo)用下,因陽極(ji)溶解過程引起(qi)的斷裂。在應(ying)力與腐(fu)蝕(shi)(shi)介質共(gong)同(tong)(tong)作(zuo)用下有三種不(bu)同(tong)(tong)類型的局部腐(fu)蝕(shi)(shi)——應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)、氫脆(cui)和腐(fu)蝕(shi)(shi)疲勞。

