不銹鋼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(xiu)鋼發展史(shi)
1、 1821:法國人Berthier 進行在(zai)鋼中加鉻的試(shi)驗;
2、 1897:德國(guo)人Goldschmidt開發(fa)了生產(chan)低(di)碳含鉻合(he)金鋼的技術;
3、 1904~1909:在法國(guo)和(he)(he)德國(guo)生產了w(Cr)=13%和(he)(he)17%的合金鋼;
4、 1913:英國(guo)人Brearly在(zai)Thomas Firth and Sons公司澆(jiao)鑄(zhu)(zhu)了第一塊商(shang)業鑄(zhu)(zhu)錠,鑄(zhu)(zhu)件號No.1008,成分(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%的鋼發布專(zhuan)利:專(zhuan)利號(hao)1,197,256。
把鉻加到(dao)(dao)鋼(gang)(gang)中并(bing)揭示(shi)其(qi)耐腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)有利(li)效(xiao)應要歸功于(yu)法國人Berthier,他(ta)在1821年開發(fa)(fa)(fa)了一(yi)種w(Cr)=1.5%的(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)并(bing)建議(yi)用(yong)于(yu)餐刀。然(ran)(ran)而對這(zhe)種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)早期實驗發(fa)(fa)(fa)現:隨鉻含量(liang)增加其(qi)成型性(xing)劇(ju)烈變壞(由于(yu)早期合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)碳含量(liang)很高),因而直到(dao)(dao)20世紀初期開發(fa)(fa)(fa)這(zhe)種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)興(xing)趣(qu)仍然(ran)(ran)不(bu)大。對于(yu)耐蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)興(xing)趣(qu)在1900年到(dao)(dao)1915年期間又重新(xin)興(xing)起,很多冶(ye)金(jin)(jin)學家為開發(fa)(fa)(fa)耐蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)而獲得信(xin)貸。這(zhe)各(ge)重新(xin)興(xing)起開發(fa)(fa)(fa)耐蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)活動的(de)(de)(de)催化劑是(shi)1897年Goldschmidt在德國開發(fa)(fa)(fa)了生產低碳含鉻合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)技術。隨后不(bu)久Guillet(1904), Portevin(1909) 和Giesen(1909)等發(fa)(fa)(fa)表(biao)了描述w(Cr)=13%的(de)(de)(de)馬氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)和w(Cr)=18%的(de)(de)(de)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)微觀組織和性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)論(lun)文。1909年Guillet還發(fa)(fa)(fa)表(biao)了一(yi)篇關于(yu)鉻-鎳(nie)鋼(gang)(gang)研究的(de)(de)(de)論(lun)文,這(zhe)種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)類不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)前(qian)驅。
英國人Brearly被認為(wei)是(shi)不銹鋼(gang)的(de)(de)發明者,當時是(shi)為(wei)了(le)研究由(you)w(Cr)=5%鋼(gang)制作的(de)(de)來復槍(qiang)槍(qiang)膛因(yin)內(nei)部腐(fu)蝕而失效的(de)(de)問題(ti),通過研究在1913年8月他鑄(zhu)成(cheng)了(le)成(cheng)份(質量分數)為(wei)12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和(he)0.44%Mn的(de)(de)合格鑄(zhu)錠。這種(zhong)鋼(gang)被用(yong)來制造了(le)12個實驗槍(qiang)管(guan),雖(sui)然并(bing)沒有像所期望的(de)(de)那樣改(gai)進槍(qiang)管(guan)的(de)(de)腐(fu)蝕問題(ti),但其(qi)中(zhong)某些材料(liao)被用(yong)來制造餐刀刀片(pian)而開始了(le)應用(yong)不銹鋼(gang)的(de)(de)紀元。
二、不銹鋼(gang)的種類、化學成分及其用途
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(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)重要特性(xing)之一是耐(nai)蝕性(xing),然而不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)性(xing)和耐(nai)蝕性(xing)都是相(xiang)對(dui)的(de),有條件的(de),受到諸多因(yin)素(su)的(de)影(ying)響(xiang),包括(kuo)介質(zhi)種類、濃度、純凈度、流動(dong)狀態(tai)、使用(yong)環境的(de)溫度、壓(ya)力等,目前還沒(mei)有對(dui)任何腐蝕環境都具有耐(nai)蝕性(xing)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。因(yin)此,不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)選(xuan)用(yong)應根據具體(ti)的(de)使用(yong)條件加(jia)以合理選(xuan)擇,才能獲(huo)得良好的(de)使用(yong)效(xiao)果。
奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)在各種類型不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)應(ying)用最廣泛(fan),品種也最多。由于(yu)(yu)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)鉻、鎳(nie)含量較(jiao)高,因(yin)此在氧化性(xing)(xing)(xing)、中(zhong)性(xing)(xing)(xing)以及弱還原性(xing)(xing)(xing)介(jie)質(zhi)中(zhong)均具有(you)良(liang)好的(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing)。奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)塑韌性(xing)(xing)(xing)優(you)良(liang),冷(leng)熱加工性(xing)(xing)(xing)能(neng)俱(ju)佳,焊(han)接性(xing)(xing)(xing)優(you)于(yu)(yu)其(qi)它類型不(bu)銹鋼(gang)(gang),因(yin)而廣泛(fan)應(ying)用于(yu)(yu)建筑(zhu)裝飾、食品工業、醫療器械、紡織(zhi)印(yin)染設備以及石油、化工 、原子能(neng)等工業領(ling)域(yu)。
鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼的應用(yong)(yong)比較廣(guang)泛,其中(zhong)Cr13和Cr17型鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼主要用(yong)(yong)于(yu)腐蝕環境不(bu)(bu)十分苛刻的場合,例(li)如室內(nei)裝(zhuang)飾、廚房設(she)備(bei)、家電產品、家用(yong)(yong)器具等(deng)(deng)。超低(di)碳高鉻含鉬鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼因(yin)(yin)對氯化物(wu)應力腐蝕不(bu)(bu)敏感,同時具有良好的耐(nai)點蝕、縫隙腐蝕性能,因(yin)(yin)而(er)廣(guang)泛用(yong)(yong)于(yu)熱交(jiao)換(huan)設(she)備(bei)、耐(nai)海水設(she)備(bei)、有機酸及制堿(jian)設(she)備(bei)等(deng)(deng)。
馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼應用(yong)較為普遍(bian)的是Cr13型馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼。為獲得或(huo)改善某些性能,添加鎳(nie)、鉬等合金元(yuan)素,形成一些新的馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼。馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼主要用(yong)于硬(ying)度(du)、強度(du)要求較高,耐腐蝕(shi)要求不(bu)太高的場合,如量具(ju)、刀(dao)具(ju)、餐具(ju)、彈簧(huang)、軸承(cheng)、氣輪(lun)機葉片(pian)、水輪(lun)機轉輪(lun)、泵、閥等。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)是金(jin)相(xiang)(xiang)組(zu)織由奧(ao)氏體(ti)和鐵素體(ti)兩相(xiang)(xiang)組(zu)成的(de)不(bu)銹鋼(gang),而且各相(xiang)(xiang)占(zhan)有較大的(de)比(bi)例。雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)具有奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)和鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)一些(xie)特點,韌性良好 、強度較高(gao),耐氯化物(wu)應力腐蝕。適(shi)于制作(zuo)海水處理設備、冷凝器,熱交換(huan)器等,在(zai)石油(you)、化工領域(yu)應用廣泛。
沉淀硬化不(bu)銹鋼(gang)是在不(bu)銹鋼(gang)中單獨或復合添(tian)加硬化元(yuan)素,通(tong)過適當熱處(chu)(chu)理獲得高強(qiang)度、高韌性并具有良好腐蝕(shi)性的一類不(bu)銹鋼(gang)。通(tong)常作為耐(nai)磨、耐(nai)蝕(shi)、高強(qiang)度結構件,如軸、齒輪、葉片(pian)等(deng)轉動(dong)部(bu)件和螺栓、銷子(zi)、墊圈、彈簧、閥、泵等(deng)零部(bu)件以及高強(qiang)度壓力容器(qi)、化工處(chu)(chu)理設備等(deng)。
三、不銹(xiu)鋼的組織特(te)點
因(yin)化學元素(su)含量的(de)上下限和(he)(he)熱處理(li)狀態的(de)差異,從各元素(su)對不(bu)銹鋼組織的(de)影(ying)響和(he)(he)作用程(cheng)度(du)來看(kan),基本上有兩(liang)類元素(su)。一類是形(xing)成(cheng)或穩定(ding)奧氏體的(de)元素(su):碳、鎳、錳、氮(dan)和(he)(he)銅等(deng),其(qi)中碳和(he)(he)氮(dan)作用程(cheng)度(du)最大。另一類是縮小(xiao)甚至封閉(bi)γ相(xiang)區即形(xing)成(cheng)鐵素(su)體的(de)元素(su):鉻、硅、鉬、鈦、鈮、鉭、釩(fan)、鎢(wu)和(he)(he)鋁等(deng),其(qi)中鈮的(de)作用程(cheng)度(du)最小(xiao)。
不銹鋼(gang)的(de)組織(zhi)有以(yi)下幾種組織(zhi)類型:
1. 奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼
奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)有(you)Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等系列。為(wei)改善某(mou)些性能(neng),滿(man)足特(te)殊(shu)用途要(yao)求,在(zai)一些鋼(gang)(gang)中單獨(du)或復合添加了氮、鈮(ni)、銅、硅(gui)等合金(jin)元素。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)通(tong)常在(zai)室溫下(xia)為(wei)純(chun)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組織,也有(you)一些奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)室溫下(xia)的組織為(wei)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)加少(shao)量(liang)(liang)鐵(tie)素體(ti)(ti),這種少(shao)量(liang)(liang)鐵(tie)素體(ti)(ti)有(you)助于(yu)防止熱裂紋的產(chan)生。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)不能(neng)用熱處理方(fang)法強化,但由于(yu)這類鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)明顯的冷加工硬(ying)化性,可通(tong)過冷變(bian)形方(fang)法提高強度(du)。經(jing)冷變(bian)形產(chan)生的加工硬(ying)化,可采用固溶處理使之(zhi)軟化。
2. 鐵素體不銹鋼
今年(nian)來鐵素(su)體不銹鋼(gang)逐漸向低碳(tan)高純度(du)發展,使鐵素(su)體不銹鋼(gang)的(de)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)傾(qing)向和焊(han)接性(xing)得到明顯改善。該(gai)類鋼(gang)在固溶狀態下為鐵素(su)體組織。當鋼(gang)中(zhong)(zhong)w(Cr)超過16%時(shi),仍(reng)存在加熱(re)(re)(re)(re)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)傾(qing)向。在400~600℃溫度(du)區間停留易出現475℃脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua),在650~850℃溫度(du)區間易引起(qi)σ相析(xi)(xi)出而(er)導致的(de)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua),加熱(re)(re)(re)(re)至900℃以上(shang)易造成晶粒粗(cu)化(hua)(hua),使韌(ren)性(xing)降低。這類鋼(gang)還有脆(cui)(cui)(cui)性(xing)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)特性(xing),其脆(cui)(cui)(cui)性(xing)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)溫度(du)與鋼(gang)中(zhong)(zhong)碳(tan)、氮(dan)含量(liang),熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理時(shi)的(de)冷卻速度(du)以及截面尺(chi)寸有關,碳(tan)、氮(dan)含量(liang)越低,截面尺(chi)寸越小,脆(cui)(cui)(cui)性(xing)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)溫度(du)越低。475℃脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)和σ相析(xi)(xi)出引起(qi)的(de)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua),可(ke)通過熱(re)(re)(re)(re)處(chu)理方法予(yu)以消除。采用516℃以上(shang)短時(shi)加熱(re)(re)(re)(re)后空冷,可(ke)消除475℃脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua),加熱(re)(re)(re)(re)到900℃以上(shang)急冷可(ke)消除σ相脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)。
3. 馬氏體不銹鋼
馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)w(Cr)范圍(wei)在(zai)12%~18%,w(C)范圍(wei)在(zai)0.1%~1.0%,也有一(yi)些含(han)碳(tan)量更低(di)的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang),如0Cr13Ni5Mo等。馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)加(jia)(jia)熱時(shi)可形成奧氏(shi)(shi)體(ti),一(yi)般在(zai)油或空氣(qi)中(zhong)冷(leng)卻即可得到馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)織,含(han)碳(tan)量較低(di)的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)淬火狀態的(de)組(zu)(zu)織為板條馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)加(jia)(jia)少量鐵素體(ti),如1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等。當w(C)超過(guo)0.3%時(shi),正常淬火溫度加(jia)(jia)熱時(shi)碳(tan)化物不能完全固溶,淬火后的(de)組(zu)(zu)織為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)加(jia)(jia)碳(tan)化物。
馬氏體不銹鋼(gang)可以達到很寬的(de)(de)強度范圍,屈服強度可以從(cong)退火狀態下(xia)(xia)的(de)(de)275MPa到淬(cui)火+回火狀態下(xia)(xia)的(de)(de)1900MPa。對于大(da)多(duo)數的(de)(de)工程(cheng)應(ying)用(yong),淬(cui)火后的(de)(de)鋼(gang)一般要進行(xing)回火,以得到所需的(de)(de)韌性和塑性。
4. 鐵素(su)體-奧氏體雙相不銹鋼
鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)-奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)雙(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)室(shi)溫下的(de)(de)(de)組織為鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)加(jia)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti),通常鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積分數不(bu)低(di)(di)(di)于50%。雙(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)與奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)相比(bi)(bi),具有較(jiao)低(di)(di)(di)的(de)(de)(de)熱裂傾(qing)向(xiang),而與鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)相比(bi)(bi),則具有較(jiao)低(di)(di)(di)的(de)(de)(de)加(jia)熱脆化傾(qing)向(xiang),其焊接(jie)熱影響(xiang)區(qu)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)粗化程度也較(jiao)低(di)(di)(di)。但(dan)這類鋼(gang)仍然存在鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)各種加(jia)熱脆性(xing)傾(qing)向(xiang)。
5. 沉淀硬化不銹鋼
沉淀硬化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)包括馬氏體沉淀硬化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、半奧(ao)氏體沉淀硬化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)奧(ao)氏體沉淀硬化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。由(you)于這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)中含有較多硬化(hua)(hua)元素,比普通奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的焊接性(xing)差。
四(si)、不(bu)銹鋼(gang)的物理性能和力(li)學性能
1. 不銹(xiu)鋼(gang)物理(li)性(xing)能
奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)比(bi)(bi)電阻可達(da)碳鋼(gang)的(de)(de)(de)5倍,線膨脹(zhang)系(xi)數比(bi)(bi)碳鋼(gang)的(de)(de)(de)約(yue)大(da)50%,而馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)線膨脹(zhang)系(xi)數大(da)體(ti)上和(he)碳鋼(gang)的(de)(de)(de)相等。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)熱導(dao)率(lv)為碳鋼(gang)的(de)(de)(de)1/2左右。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)通常(chang)是(shi)非磁(ci)性(xing)的(de)(de)(de)。鉻(ge)當量和(he)鎳當量較低的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在冷(leng)加工(gong)變形(xing)較大(da)的(de)(de)(de)情(qing)況下,會產(chan)生形(xing)變誘導(dao)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti),從(cong)而產(chan)生磁(ci)性(xing)。用(yong)熱處理方(fang)法可消除這種馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)和(he)磁(ci)性(xing)。
2. 不銹鋼的力學性能(neng)
馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在退火狀態下(xia)(xia),硬度最低(di)(di),可(ke)淬火硬化(hua)(hua)(hua)(hua),正(zheng)常使用時(shi)的(de)(de)(de)回火狀態的(de)(de)(de)硬度又稍(shao)有(you)(you)下(xia)(xia)降。鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)特點是常溫(wen)(wen)沖擊韌性(xing)低(di)(di)。當高溫(wen)(wen)長時(shi)間加(jia)熱時(shi),力(li)學性(xing)能(neng)將進一步惡化(hua)(hua)(hua)(hua),可(ke)能(neng)導致475℃脆化(hua)(hua)(hua)(hua)、σ脆性(xing)或晶(jing)粒粗大等(deng)。奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)常溫(wen)(wen)具有(you)(you)低(di)(di)的(de)(de)(de)屈強比(40%~50%),伸長率、斷面收(shou)縮率和沖擊吸(xi)收(shou)功(gong)均很高并具有(you)(you)高的(de)(de)(de)冷加(jia)工硬化(hua)(hua)(hua)(hua)性(xing)。某些奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)經高溫(wen)(wen)加(jia)熱后,會(hui)產(chan)生σ相和晶(jing)界析出碳化(hua)(hua)(hua)(hua)鉻(ge)引(yin)起的(de)(de)(de)脆化(hua)(hua)(hua)(hua)現象。在低(di)(di)溫(wen)(wen)下(xia)(xia),鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)夏(xia)比沖擊吸(xi)收(shou)功(gong)均很低(di)(di),而奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)則有(you)(you)良好的(de)(de)(de)低(di)(di)溫(wen)(wen)韌性(xing)。對含有(you)(you)百分(fen)之(zhi)幾鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),則應注(zhu)意低(di)(di)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)塑性(xing)和韌性(xing)降低(di)(di)的(de)(de)(de)問題。
五、不銹鋼的耐腐蝕性能(neng)
金屬受介質的(de)(de)化(hua)學(xue)及電化(hua)學(xue)作(zuo)用而破(po)壞的(de)(de)現象稱為腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),不銹鋼的(de)(de)主要腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)形式有均勻(yun)(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(表面(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi))和局部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),局部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)包括晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)等。據統計,在(zai)不銹鋼腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破(po)壞事(shi)故(gu)中,由均勻(yun)(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)引起(qi)的(de)(de)僅占約(yue)10%,而由局部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)引起(qi)的(de)(de)則高達90%以上(shang),由此(ci)可見,局部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是相(xiang)當(dang)嚴重的(de)(de)。
1. 均勻腐蝕
均勻(yun)腐(fu)蝕是指接觸的金屬(shu)表(biao)面全部產生腐(fu)蝕的現象。檢(jian)查(cha)方法多(duo)半使用失重法。
2. 局(ju)部腐蝕(shi)
①. 晶(jing)間腐(fu)蝕
在腐(fu)蝕(shi)介(jie)質作用下,起源于金屬(shu)表面沿晶(jing)界深入金屬(shu)內部的(de)腐(fu)蝕(shi)稱為晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)。它(ta)是一種(zhong)局部性(xing)腐(fu)蝕(shi)。晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)導(dao)致晶(jing)粒間(jian)(jian)的(de)結合力喪失(shi),材料強(qiang)度幾乎消失(shi),是一種(zhong)很(hen)值得重視的(de)危險的(de)腐(fu)蝕(shi)現象。導(dao)致奧氏體不(bu)銹鋼晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)原因很(hen)多,概(gai)括(kuo)有以下幾種(zhong):
a.碳(tan)化鉻析出引起的晶間腐(fu)蝕(shi)
b.σ相析出引起(qi)的晶(jing)間腐蝕
c.晶界吸附(fu)引起的晶間腐蝕
d.穩定元素高溫溶解引起的晶間腐蝕
②. 點(dian)蝕(shi)及縫隙腐蝕(shi)
點蝕(shi)及縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)的共同機(ji)理是腐(fu)(fu)蝕(shi)區間(jian)產生“閉塞(sai)電池腐(fu)(fu)蝕(shi)”作用所致,但各(ge)自的具(ju)體原因不相(xiang)同。
點蝕是指在金(jin)屬材(cai)料表(biao)面產生(sheng)的(de)尺(chi)寸約小于1.0mm的(de)穿孔性或蝕坑性的(de)宏觀腐蝕。點蝕的(de)形成主要是由于材(cai)料表(biao)面鈍化膜的(de)局部破壞所引起(qi)的(de)。
縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)是(shi)金屬構件縫(feng)隙(xi)(xi)處發生的斑點狀或潰瘍形宏(hong)觀蝕(shi)(shi)坑。它是(shi)以腐蝕(shi)(shi)部(bu)位的特征命名的。和點蝕(shi)(shi)形成機(ji)理有差異之點在(zai)于縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)主要是(shi)由(you)介質的電化學不均勻性引起的。因此,改(gai)善運(yun)行條件、改(gai)變介質成分和結構形式(shi)是(shi)防止縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)(shi)的重要措施(shi)。
③. 應力腐(fu)蝕(shi)斷裂(SCC)
應力腐蝕(shi)是(shi)指在靜拉(la)伸應力與電(dian)化學介質共(gong)同作用下,因陽(yang)極(ji)溶解過程(cheng)引起的斷裂。在應力與腐蝕(shi)介質共(gong)同作用下有三種不(bu)同類型的局部腐蝕(shi)——應力腐蝕(shi)、氫脆和(he)腐蝕(shi)疲勞。