目前已可在工業條件下生產C+N含量不大于0.015%的鐵素體不銹鋼,但仍未能防止一些鐵素體不銹鋼的晶間腐蝕問題。例如,為了防止Cr26Mo1鐵素體不銹鋼的晶間腐蝕,應使鋼中的C+N含量在0.005%~0.007%,這在工業生產條件下是難以做到的。人們考慮在鐵素體不銹鋼中加入能與C、N結合成穩定碳化物的Ti或Nb以抑制鉻的碳、氮化物的形成,從而提高鐵素體不銹鋼的耐晶間腐蝕性能。
向鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)加入(ru)Ti或Nb的(de)(de)量(liang)應(ying)視鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)C+N含量(liang)的(de)(de)不同而異,要控制好由于Nb的(de)(de)價格(ge)高于Ti甚(shen)多,工(gong)業應(ying)用的(de)(de)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)大多采用Ti或Ti+Nb作為穩定化元素。
Nb在改善鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)強(qiang)度方面(含19%Cr),較其他元素顯(xian)示(shi)出(chu)最佳效(xiao)果。進一步的(de)(de)(de)(de)研究表明,Nb-Ti雙穩(wen)定(ding)化較單純(chun)加Nb有更好的(de)(de)(de)(de)強(qiang)化效(xiao)果,其原(yuan)因是NbC在先析出(chu)的(de)(de)(de)(de)TiN上(shang)附著而抑制了(le)Fe3Nb3V的(de)(de)(de)(de)粗大化,減少了(le)沉淀析出(chu)的(de)(de)(de)(de)Nb,從(cong)而使(shi)固溶(rong)體(ti)中的(de)(de)(de)(de)Nb保持在相(xiang)對(dui)高的(de)(de)(de)(de)水平,增加了(le)Nb的(de)(de)(de)(de)固溶(rong)效(xiao)果。因此,Nb在一些高溫(wen)服(fu)役(yi)的(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中得(de)到廣泛應用。
Ti和(he)Nb的加入給鐵素體(ti)不(bu)銹鋼帶來一些(xie)其(qi)他(ta)問題(ti),主(zhu)要是鐵素體(ti)不(bu)銹鋼的韌(ren)(ren)性有所下降,韌(ren)(ren)脆(cui)轉變(bian)溫度升高。這(zhe)是由于(yu)Ti和(he)Nb的析(xi)出物在(zai)變(bian)形過程中強烈(lie)地阻礙位錯(cuo)運動,造成位錯(cuo)塞積(ji),產生了應力集中,導致解理裂(lie)紋(wen)在(zai)析(xi)出物附近形核(he),而后(hou)沿解理面擴(kuo)展直至斷(duan)裂(lie)。
向(xiang)鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼中加入(ru)Ti、Nb,由于其細化(hua)鋼晶粒的作用,對(dui)提(ti)高(gao)非高(gao)純鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼焊后的塑性有著有益的影響(xiang)。
研(yan)究過Ti和Nb加(jia)入(ru)Cr18型鐵素體(ti)不(bu)銹鋼中對耐點蝕(shi)的(de)(de)(de)影響,結果表明,它(ta)們可(ke)升高鋼的(de)(de)(de)點蝕(shi)電(dian)位,提高鋼的(de)(de)(de)耐點蝕(shi)性。