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奧氏體不銹鋼簡介

日期:2022-06-23 17:57
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摘要: 奧氏體不銹鋼簡介 按合金化方式,奧氏體不銹鋼可分為鉻鎳奧氏體不銹鋼和錳奧氏體不銹鋼,前者是奧氏體不銹鋼主體。鉻鎳奧氏體不銹鋼具有良好的綜合力學性能、優良的冷熱加工工藝性能和焊接性能,特別是在多種腐蝕介質中具有優良的耐蝕性能,另外,這種不銹鋼還具有非鐵磁性和良好的低溫性能。因此,奧氏體不銹鋼獲得了*廣泛的應用。它的強度,硬度偏低,是它的不足之處。鉻錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體不銹鋼,除了Cr、Mn外還有N及適當的Ni,由于N的固溶強化,這類不銹鋼可以達到相當高的強度。 隨著Cr、Ni含量的...

    奧氏體不銹鋼簡介

    按合金化方式,奧氏體不銹鋼可分為鉻鎳奧氏體不銹鋼和錳奧氏體不銹鋼,前者是奧氏體不銹鋼主體。鉻鎳奧氏體不銹鋼具有良好的綜合力學性能、優良的冷熱加工工藝性能和焊接性能,特別是在多種腐蝕介質中具有優良的耐蝕性能,另外,這種不銹鋼還具有非鐵磁性和良好的低溫性能。因此,奧氏體不銹鋼獲得了*廣泛的應用。它的強度,硬度偏低,是它的不足之處。鉻錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體不銹鋼,除了Cr、Mn外還有N及適當的Ni,由于N的固溶強化,這類不銹鋼可以達到相當高的強度。

    隨著Cr、Ni含量的變化和其他合金元素的加入,以及受熱處理或冷變形的影響,在奧氏體不銹鋼的奧氏體基體上還會產生其他相,如鐵素體,馬氏體、碳化物、金屬間相等。
    鉻當量和鎳當量決定不銹鋼的組織,當鉻當量偏高時,就會使奧氏體不銹鋼中含有一定量的鐵素體。這些少量的鐵素體可以明顯提高奧氏體不銹鋼耐晶間腐蝕和應力腐蝕破裂性能。鐵素體的出現也對奧氏體不銹鋼性能帶來不利的影響,如熱加工產生裂紋的傾向性增大、耐孔蝕性下降、耐尿素生產等腐蝕環境中的腐蝕性能下降,容易形成脆性相等。
    大部分常用鉻鎳奧體體不銹鋼,自高溫驟冷到室溫所獲得的奧氏體基體組織是亞穩定的,當繼續冷卻到室溫以下的更低溫度,或在經受冷變形時,就有一定量的奧氏體轉變為馬氏體。奧氏體不銹鋼中的馬氏體有兩種形態,一種是具有體心立方結構的α’馬氏體,呈鐵磁性;另一種叫e相,具有密集立方結構,為非鐵磁性。對于常用的鉻鎳奧氏體不銹鋼,如果只是由于冷卻,即使冷到-196℃,也不會產生馬氏體。但快冷到室溫特別是到低溫后再施以變形、則可能要產生馬氏體。
    碳在高溫奧氏體中的溶解度是比較大的,當奧氏體鋼迅速冷卻到常溫時,碳的溶解度大大減少,使得碳以過飽和的形式固溶下來,若加熱到一定的溫度,并保溫足夠的時間,就會有碳化物析出。奧氏體不銹鋼中*常見的碳化物是M23C6型,其次有MC和M6C型。在不含Ti、Nb等強碳化物形成元素的奧氏體不銹鋼中,*主要的碳化物是M23C6  ,M23C6中的M主要是Cr。M23C6具有復雜的面心立方結構,析出溫度范圍為400~950℃,*先析出的部位是鐵素體奧氏體相界,往后依次是晶界,非共格孿晶界及非金屬夾雜物邊界和共格孿晶界、*后是晶內。降低含C量,加入一些如Ti、Nb等強碳化物形成元素,優先在晶內形成 顆粒狀的TiC 、 NbC,起穩定C作用,都會減少和減緩M23C6析出。另外N的加入也會減緩M23C析出。
    金屬間相常見的σ相,將在以后專門介紹。
    Cr是奧氏體不銹鋼主要的合金元素,它是鋼中的鐵素體形成元素。Cr對奧氏體不銹鋼性能影響*大的是耐蝕性能。奧氏體不銹鋼隨著Cr量增加,耐硝酸等氧化性酸腐蝕和高溫抗氧化、硫化性能提高;在Ni以及Mo和Cu的復合作用下,Cr的增加能提高鋼耐一些還原性介質、有機物、尿素和堿介質的腐蝕必能 Cr提高了鋼的耐局部腐蝕的性能,如耐晶間腐蝕、孔蝕、縫隙腐蝕以及某些條件下的應力腐蝕破裂性能。
    Ni是奧氏體不銹鋼主要的奧氏體形成元素,通過增加Ni可以獲得完全奧氏體組織,使鋼具有良好的塑韌性,并且具有優良的冷熱加工工藝性和焊接性能;Ni提高了奧氏體不銹鋼表面膜的穩定性,增加了抗高溫氧化必能 隨著Ni量提高,耐氧化物應力腐蝕破裂性能和耐還原性酸的性能增加。
    N是非強烈的奧氏體形成元素。N正日益成為奧氏體不銹鋼中的重要合金元素不,N的作用除代替部分昂貴的鎳外,主要是作為固溶強化元素提高奧氏體不銹鋼的強度,面并不顯著降低鋼的塑韌性;N提高奧氏不銹鋼的耐晶間腐蝕、孔蝕、縫隙腐蝕性能。近年來,用N合金化的奧氏體不銹鋼的研究開發取得了較大的進展,目前應用的含N奧氏體不銹鋼可分為控N型(N=0.05%~0.10%)、中N型(N=0.10%~0.40%)和高N型(N 大于0.4%)三種。

    Mo是鋼中的鐵素體形成元素,隨Mo量的加入和提高,耐還原性酸和耐孔蝕、縫隙腐蝕性能增加,Mo還能提高奧氏體不銹鋼的高溫強度。鋼中含Cu能顯著提高奧氏體不銹鋼耐還原性介質的腐蝕性能,如耐硫酸、磷酸腐蝕性能,特別是Mo、Cu復合合金化,效果更突出。Si能增加鋼的抗高溫氧化性能;一定的含Si量,對提高奧氏體不銹鋼耐氧化物應力腐蝕、耐濃硝酸和濃硫酸的腐蝕,如含Si量在4%時,可耐發煙硝酸腐蝕;Si對硝酸級、尿素級不銹鋼是非常有害的,必須嚴格控制。

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