鐵素體不銹鋼中的相
鐵素體不銹鋼中的相主要有碳化物、氮化物,金屬間相和馬氏體相等。
(1)碳化物和氮化物
研究表明,碳和氮在鐵素體中的溶解度非常低。例如,在含鉻26%的鐵素體不銹鋼中1093℃時,碳在鋼中的溶解度為0.04%,而在927℃僅為0.004%,溫度再低要降到0.004%以下;927℃以上時,氮在鋼中的溶解度為0.023%,而在593℃僅為0.006%,因此,鐵素體不銹鋼在高溫加熱和在隨后冷卻的過程中,即使急冷,也常常難以防止碳化物和氮化物的析出。
鐵素體不銹鋼中的碳化物主要是(Cr,Fe)23C6和(Cr,Fe)7C3 .
鐵素體不銹鋼中的氮化物主要是CrN+Cr2N。
(2)金屬間相
鐵素體不銹鋼中的金屬間相主要有αˊ相和б相
① αˊ相:早期曾發現,鉻含量>15%的鐵素體不銹鋼在400-500℃范圍內長時間保溫會產生強烈的脆化,并使鋼的強度硬度顯著提高。這種現象一般稱之為475℃脆化。
0Cr18Mn13Ni3N鋼對不同大氣環境中的耐銹性良好,只是在海洋大氣中會有輕微的表面腐蝕。在弱酸和點腐蝕環境中耐蝕性與0Cr19Ni9鋼相當,但在強腐蝕性條件下比0Cr19Ni9鋼稍差。以低應力水平下耐應力腐蝕破裂性能優于0Cr19Ni9,在高應力水平下與0Cr19Ni9鋼相同。對于硝酸法(65%HNO3,沸騰)和硫酸銅法晶間腐蝕檢驗,非焊及焊接試樣均能通過。
工藝性能
0Cr18Mn13Ni3N鋼的工藝性能良好,用生產常規奧氏體不銹鋼的通用裝備和技術可容易地生產出各種熱加工材和冷加工材。與常用的鉻鎳奧氏體不銹鋼相比,由于強度較高,變形抗力稍大。熱加工的溫度范圍是1150-900℃,正確的熱處理制度為1010-1100℃加熱后水冷。
亳州不銹鋼板的耐腐蝕性能
304 是一種通用性的不銹鋼,它廣泛地用于制作要求良好綜合性能(耐腐蝕和成型性)的設備和機件。
301 不銹鋼在形變時呈現出明顯的加工硬化現象,被用于要求較高強度的各種場合。
302 不銹鋼實質上就是含碳量更高的304不銹鋼的變種,通過冷軋可使其獲得較高的強度。
302B 是一種含硅量較高的不銹鋼,它具有較高的抗高溫氧化性能。
303和303Se 是分別含有硫和硒的易切削不銹鋼,用于主要要求易切削和表而光浩度高的場合。303Se不銹鋼也用于制作需要熱鐓的機件,因為在這類條件下,這種不銹鋼具有良好的可熱加工性。
304L 是碳含量較低的304不銹鋼的變種,用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至少,而碳化物的析出可能導致不銹鋼在某些環境中產生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。
304N 是一種含氮的不銹鋼,加氮是為了提高鋼的強度。
305和384 不銹鋼含有較高的鎳,其加工硬化率低,適用于對冷成型性要求高的各種場合。
308 不銹鋼用于制作焊條。
309、310、314及330 不銹鋼的鎳、鉻含量都比較高,為的是提高鋼在高溫下的抗氧化性能和蠕變強度。而30S5和310S乃是309和310不銹鋼的變種,所不同者只是碳含量較低,為的是使焊縫附近所析出的碳化物減至少。330不銹鋼有著特別高的抗滲碳能力和抗熱震性.
316和317 型不銹鋼含有鋁,因而在海洋和化學工業環境中的抗點腐蝕能力大大地優于304不銹鋼。其中,316型不銹鋼由變種包括低碳不銹鋼316L、含氮的高強度不銹鋼316N以及合硫量較高的易切削不銹鋼316F。
321、347及348 是分別以鈦,鈮加鉭、鈮穩定化的不銹鋼,適宜作高溫下使用的焊接構件。348是一種適用于核動力工業的不銹鋼,對鉭和鉆的合量有著一定的限制。
不銹鋼有一個基本元素,即它們都含鉻。在含量大約為12%時,該元素通過自發形成一種穩定的、透明的鈍化膜來延緩腐蝕。較高的合金含量可通過強化薄膜和快速自我修復薄膜來提高抗腐蝕性。商業品牌的不銹鋼鉻含量上限約為30%。
圖4-4所示為某一含碳量下的鉻一鐵雙合金相圖。所謂的γ環區(奧氏體)是在鉻含量約為11-13%情況下產生的。如果其它奧氏體形成元素增加的話,鉻含量可擴大至約16-18% 。特別應該注意的是碳、氮和鎳的影響,它們可擴大穩定奧氏體的范圍。圖4-5表明了碳和氮元素的加入對邊界移動的影響。
如果不銹鋼在加熱和冷卻過程中通過γ相區。它經過鐵素體——奧氏體——馬氏體轉變,而稱為馬氏體不銹鋼,一般這樣的不銹鋼是磁性的類似鐵并且可以通過熱處理使其硬化。
另一方面,含鉻17%的合金(很少甚至沒有奧氏體形成元素)位于γ環的外邊,保留了鐵素體結構,但通過熱處理不能使其硬化。也有磁性(由于鐵素體結構)稱之為鐵素體不銹鋼,鐵素體不銹鋼在所有溫度下為一同相。