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合金元素对不锈钢组织和性能有哪些影响?

点击次数:11 更新时间:2021-04-23


不锈钢的分类

1、按化学成分可分为:铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬锰不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等。

2、按金相组织可分为:马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体一铁素体不锈钢等。

3、按钢的功用特色和用途分:如耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力不锈钢、高强度不锈钢等。

4、按钢的功用特色分:如低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢,超塑性不锈钢等。


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合金元素对不锈钢耐腐蚀性的影响

1铬

铬是决定不锈钢耐蚀性的首要元素,铬元素是α安稳化元素。铬的氧化物比较细密,可构成耐蚀的?;つ?。

2碳

碳能激烈地安稳奥氏体,一起又是不锈钢强化的首要元素;碳与铬能构成一系列碳化物,使不锈钢的耐蚀性遭到严重影响;一起碳会使不锈钢的加工功用和焊接功用变坏,使铁素体不锈钢变脆,因而在不锈钢的生产中和开发中,碳的使用和控制是一项重要的工作。

3镍

镍是不锈钢中3个重要元素之一,镍可以进步不锈钢的耐蚀性;镍仍是γ相安稳化元素,是不锈钢中获得单相奥氏体和促进奥氏体构成的首要元素。

镍含量的添加会下降C、N在奥氏体钢中的溶解度,跟着镍含量的进步,发生晶间腐蚀的临界含碳量下降,即钢的晶间腐蚀敏感性添加。此外,镍还可以进步奥氏体不锈钢的高温抗氧化功用,这首要与镍改进铬的氧化膜的成分、结构和功用有关,但镍的存在会下降钢的抗高温硫化功用。

4锰

锰是比较弱的奥氏体构成元素,但具有激烈安稳奥氏体组织的效果。锰在奥氏体不锈钢中部分代替Ni,2%Mn适当1%Ni。锰也能进步铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性,并且比镍更有用。

5氮

氮元素在早期首要用于Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-N奥氏体不锈钢中,以节省Ni元素。近年来氮已经成为Cr-Ni奥氏体不锈钢的重要元素。

在奥氏体不锈钢中参加氮,可以安稳奥氏体组织,进步强度、耐腐蚀功用,特别是部分耐腐蚀功用,如耐晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等。

现在使用的含氮奥氏体不锈钢首要以耐腐蚀为主,一起具有较高的强度;可以分为控氮型(0.05%~0.10%N)、中氮型(0.10%~0.50%N)和高氮型(0.40%以上N)3品种型。

6钛、铌、钼及稀土元素

钛和铌是强碳化物构成元素,可优先于铬同碳构成碳化物,避免晶间腐蚀,进步耐蚀性。钛和铌的参加必须与钢中的碳保持必定的份额。

钼能进步不锈钢的钝化才能,扩大其钝化介质范围,含钼的钝化膜在许多介质中具有很高的安稳性,不易溶解,如在热硫酸、稀盐酸、磷酸和有机酸中。

稀土元素如Ce、La、Y等参加到不锈钢中,可以微量固溶在基体中,净化晶界,均匀组织,削减分出物的分出及在晶界的偏聚,然后改进钢的耐腐蚀性和力学功用。


 

腐蚀介质对不锈钢耐蚀性的影响

金属的耐蚀性不仅与金属材料自身有关,还与腐蚀介质的品种、浓度、温度及压力等腐蚀环境的条件有关。在实践的使用中,腐蚀介质的氧化才能影响最大,因而要根据工作介质的特色来正确挑选使用不锈钢的钢种。

在大气、水、水蒸气等弱腐蚀介质中,只需不锈钢基体的Cr含量大于13%,就可以确保不锈钢的耐蚀性。如水压机阀门、蒸汽发电机透平叶片、水蒸气管道等部件。

在氧化性介质中,如硝酸,硝酸的NO3-具有强的氧化性,不锈钢外表的氧化膜容易构成,钝化时间短。因而只有含高铬的氧化膜在硝酸中才具有很好的安稳性。在沸腾的硝酸中,12Cr13不锈钢不耐蚀,铬含量为17%~30%的Cr17、Cr30钢在浓度为0%~65%范围内的硝酸中是耐蚀的。

在非氧化性介质中,如稀硫酸、盐酸、有机酸,这类腐蚀介质的含氧量低,钝化所需时间要延长。当介质中含氧量低到必定程度时,不锈钢就不能钝化。如在稀硫酸中,基本上没有使钢钝化的才能,铬不锈钢的腐蚀速度甚至比碳钢还快,所以一般的Cr不锈钢或Cr-Ni不锈钢难以达到钝化状况,因而不耐腐蚀。因而,在这类介质中工作的不锈钢需要参加进步钢钝化才能的元素,如钼、铜等元素。盐酸也对错氧化性酸,不锈钢在其中也不耐腐蚀,一般需采用Ni-Mo合金,在合金外表生成安稳的?;つ?,确保合金不被腐蚀。

在强有机酸中,由于介质中氧含量低,一起又有H+存在,一般铬和铬镍不锈钢难以钝化,必须在钢中参加Mo、Cu、Mn等元素,进步不锈钢的钝化才能。所以挑选Cr-Mn型不锈钢较好,在此基础上再参加必定量的Mo、Cu使钢容易钝化,耐腐蚀。

在含有Cl-的介质中,Cl-容易损坏不锈钢外表的氧化膜,穿过氧化膜并与钢外表起效果,使钢发生点腐蚀。因而海水对不锈钢有很大的腐蚀性。

实践上,还没有哪一种不锈钢可以反抗所有介质的腐蚀。所以必须根据详细的腐蚀环境,结合各类不锈钢的特色,综合考虑挑选不锈钢。


合金元素对不锈钢组织和性能的影响

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注:——强作用,?——中等作用,▲——弱作用

 


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