不銹鋼的性能與組織及各元素的作用
不銹鋼的性能與組織
目前已知的化學元素有100多種,在工業中常用的鋼鐵材料中可以遇到的化學元素約二十多種。對于人們在與腐蝕現象作長期斗爭的實踐而形成的不銹鋼這一特殊鋼系列來說,常用的元素有十幾種,除了組成鋼的基本元素鐵以外,對不銹鋼的性能與組織影響 的元素是:碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。這些元素中除碳、硅、氮以外,都是化學元素周期表中位于過渡族的元素。
實際上工業上應用的不銹鋼都是同時存在幾種以至十幾種元素的,當幾種元素共存于不銹鋼這一個統一體中時,它們的影響要比單獨存在時復雜得多,因為在這種情況下不僅要考慮各元素自身的作用,而且要注意它們互相之間的影響,因此不銹鋼的組織決定于各種元素影響的總和。
00Cr17Ti在800-860℃退火態(急冷)下,一般要求鋼的бb≥44/MPaδ5≥35% 。鋼的沖擊韌性一般雖不要求檢驗。但當采用標準或5mm厚V型缺口試樣進行沖擊試驗時,其沖擊值一般低于1×105J/m2。而當采用1-2mm薄板疊加成非標準試樣(V型缺口)進行同樣沖擊試驗時,則可獲得滿意的沖擊韌性。
耐腐蝕性能
00Cr17Ti的耐蝕性基本上與前述0Cr17Ti相同或稍優。例如,在非常稀的鹽酸中,00Cr17Ti的耐蝕臨界濃度為0.1%,而0Cr17Ti為0.05% 。由于00Cr17Ti的耐蝕性不會低于0Cr17Ti,故在考慮00Cr17Ti的耐蝕性時可參閱0Cr17Ti的耐蝕性數據。試驗指出,在很稀的(2%)沸騰甲酸中,00Cr17Ti的耐蝕性甚至優于1Cr18Ni9Ti[前者腐蝕速度為0.030g/(m2•h),而后者為0.533g/(m2•h)]。試驗還表明,由于00Cr17Ti鋼中碳、氮量較0Cr17Ti,1Cr17Ti為低,因而,其耐孔蝕和耐銹蝕的能力也較0Cr17Ti,1Cr17Ti有所提高。
冷、熱加工和熱處理工藝及焊接性能
此00Cr17Ti鋼的冷、熱加工性能和要求與0Cr17Ti鋼相同。熱處理工藝基本上也是退火后急冷(加熱溫度800-850℃)。由于碳、氮較低,故00Cr17Ti可焊接較好。00Cr17Ti的3mm板材采用與母材同成分的焊絲和18-8奧氏體不銹鋼焊絲進行鎢極氬弧焊,結果表明。焊縫彎曲180°均無裂紋;杯突試驗當深度達10mm后才會出現裂紋;焊縫沖擊值,采用與母材同成分焊絲焊接時僅10×5×105J/m2 ,而用18-8奧氏體鋼焊絲時,則可達10×105J/m2以上。此時焊縫呈α+γ雙相結構;只要00Cr17Ti鋼中含有足夠的Ti,焊后不會有晶間腐蝕傾向,同時,焊后晶界上也不會在鹽霧試驗中出現銹蝕。
退火工藝對烏魯木齊不銹鋼板會產生怎樣的影響?
不銹鋼板是一種具有較高強度、可塑性、韌性等優質特點的一種優質鋼材,并且在很多領域都得到比較好的應用,不銹鋼板管材通常采用多次冷拔加工成型,為加工硬化,冷拔之前需進行退火,而退火處理對材料的組織和性能有著決定性影響。
(1)不銹鋼板組織中大部分晶粒沿拉拔方向有輕微拉長現象,晶粒大小不均;在200、400和550℃退火時主要以回復為主;在600~750℃退火時發生了再結晶,并有大晶粒的現象。
(2)不銹鋼板組織中存在形變孿晶;在200~550℃退火時孿晶密度變化不大;在550~750℃退火時隨退火溫度升高,孿晶密度先增加后減少。
(3)不銹鋼板在200~600℃退火時,組織中無第二相析出;在650~750℃退火時有Cr23C6型碳化物析出,且隨退火溫度升高析出物逐漸增多。
所以,對不銹鋼板組織進行退火后,其組織會發生比較大的變化,由此不銹鋼板可以得到更多的性能,在應用過程中發揮出更大的作用。
烏魯木齊不銹鋼板的耐蝕性能
腐蝕的種類和定義
一種不銹鋼可在許多介質中具有良好的耐蝕性,但在另外某種介質中,卻可能因化學穩定性低而發生腐蝕。所以說,一種不銹鋼不可能對所有介質都耐蝕。在眾多的工業用途中,不銹鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據使用的經驗來看,除機械失效外,不銹鋼的腐蝕主要表現在:不銹鋼的一種嚴重的腐蝕形式是局部腐蝕(亦即應力腐蝕開裂、點腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕)。這些局部腐蝕所導致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實上,很多失效事故是可以通過合理的選材而予以避免的。
金屬的腐蝕,按機理可分為特理腐蝕、化學腐蝕與電化學腐蝕三種。生活實際、工程實際中的金屬腐蝕,絕大多數都屬于電化學腐蝕。
不銹鋼應力腐蝕開裂(SCC):是指承受應力的合金在腐蝕性環境中由于烈紋的擴展而互生失效的一種通用術語。應力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌,但它也可能發生于韌性高的材料中。發生應力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應力(不論是殘余應力還是外加應力,或者兩者兼而有之)和特定的腐蝕介質存在。型紋的形成和擴展大致與拉應力方向垂直。這個導致應力腐蝕開裂的應力值,要比沒有腐蝕介質存在時材料斷裂所需要的應力值小得多。在微觀上,穿過晶粒的裂紋稱為穿晶裂紋,而沿晶界擴圖的裂紋稱為沿晶裂紋,當應力腐蝕開裂擴展至其一深度時(此處,承受載荷的材料斷面上的應力達到它在空氣中的斷裂應力),則材料就按正常的裂紋(在韌性材料中,通常是通過顯微缺陷的聚合)而斷開。因此,由于應力腐蝕開裂而失效的零件的斷面,將包含有應力腐蝕開裂的特征區域以及與已微缺陷的聚合相聯系的“韌窩”區域。