一、硫化物的有害作用 


   不銹鋼中的硫化物夾雜主要是MnS。由于MnS極易溶于含Cl-的水中,它的有害作用主要是降低不銹鋼的耐蝕性,特別是降低耐點蝕和耐縫隙腐蝕性能,而且與鋼中錳含量有關。


   國外已開始生產低錳量(≤0.3%)的06Cr17Ni12Mo2(316)和022Cr17Ni12Mo2(316L)。對醫療用00Cr18Ni14Mo2(316L)則要求鋼中硫量從≤0.01%降到≤0.003%或≤0.004%,以滿足ASTM F138標準的要求。


   研究已(yi)(yi)表(biao)明,低(di)錳量(liang)(liang)的(de)0Cr18Ni9其耐點蝕性能與含(han)約2%Mo的(de)正常錳量(liang)(liang)的(de)0Cr17Ni14Mo2相當。國內在(zai)生產中(zhong)已(yi)(yi)采取措施,在(zai)盡量(liang)(liang)降(jiang)(jiang)低(di)18-8鉻鎳鋼(gang)中(zhong)硫量(liang)(liang)的(de)同時(shi),也(ye)在(zai)降(jiang)(jiang)低(di)鋼(gang)中(zhong)錳量(liang)(liang),一般(ban)控制在(zai)1%以下(大多(duo)約0.5%)。


   由于硫化物(wu)和(he)氧(yang)化物(wu)復合夾(jia)雜的(de)存在,破壞了(le)不(bu)銹鋼(gang)基體(ti)的(de)連(lian)續性(xing)(xing),經熱加工后,硫化物(wu)延(yan)伸(shen)變形,而(er)氧(yang)化物(wu)夾(jia)雜不(bu)變形,夾(jia)雜兩端形成(cheng)微(wei)裂,導致了(le)應力集(ji)中(zhong),同時還(huan)強化了(le)鋼(gang)的(de)力學性(xing)(xing)能(neng)的(de)方向性(xing)(xing)。所以鋼(gang)中(zhong)硫化物(wu)的(de)另(ling)一有(you)害作用(yong)是降低鋼(gang)的(de)塑(su)、韌(ren)性(xing)(xing)和(he)抗疲勞性(xing)(xing)能(neng),特別是橫向性(xing)(xing)能(neng)。



二、氧化物和硅酸鹽的有害作用


   鋼(gang)(gang)中夾(jia)雜(za)物的(de)存在,破壞了不銹(xiu)鋼(gang)(gang)基體的(de)連續(xu)性并導致(zhi)應力(li)集中,從而降低(di)鋼(gang)(gang)的(de)塑、韌性和(he)抗疲勞性能(neng),鋼(gang)(gang)中氧化(hua)物和(he)硅酸鹽也(ye)不例外,由(you)于(yu)  等夾(jia)雜(za)硬度高,難(nan)變形,多呈鏈狀、串狀,一(yi)方(fang)面(mian)增強鋼(gang)(gang)的(de)力(li)學性能(neng)的(de)方(fang)向(xiang)性,使橫向(xiang)性能(neng)惡化(hua),另一(yi)方(fang)面(mian)使鋼(gang)(gang)的(de)切削加工(gong)性下降,而且很(hen)難(nan)拋(pao)光(guang)。


   1Cr18Ni9Ti連鑄坯(pi)表面(mian)的翻皮、結疤、凹凸不平以及(ji)裂(lie)紋等缺陷均與鋼中非金屬夾雜物(wu)有關,其中主要是 和鈦(tai)的氧化(hua)物(wu)與氮化(hua)物(wu)。


   一些鋼廠1Cr18Ni9Ti不銹鋼管內表面翹皮和外表面螺旋形裂紋等缺陷也常常與鋼中氧化物、硅酸鹽和氮化物有關(試驗用鋼α相很低,為一級)。


   不銹鋼中常常觀察到有(you)以氧(yang)化物(wu)(wu)和(he)硅(gui)酸鹽為“核心”,以各種(zhong)(zhong)硫化物(wu)(wu),如MnS,(Fe,Mn)S為“外殼”的(de)復(fu)雜夾雜物(wu)(wu)。這種(zhong)(zhong)夾雜物(wu)(wu)對鋼的(de)耐點(dian)蝕、耐縫隙腐蝕性(xing)能最(zui)為有(you)害。


  國外對經退火、酸洗和表面精加工的06Cr19Ni10(304)不銹鋼冷軋表面的大量發紋進行了分析,結果表明:這些發紋是由于鋼中CaO和MnO的硅酸鹽經熱軋、冷軋后變形、伸長,再經酸洗,夾雜物脫落,最后經精加工便以發紋形態顯露了出來。


  國(guo)內生產并大量出口(kou)的(de)2Cr13餐具(ju),有(you)的(de)由于使用(yong)前(qian)在(zai)運(yun)輸過程(cheng)中便(bian)嚴(yan)重銹(xiu)蝕(shi)(shi)而導致全部退貨。國(guo)產2Cr13和進口(kou)2Cr13板(ban)(ban)材(cai)(cai)耐(nai)點蝕(shi)(shi)性的(de)對比結果(表(biao)9.3)表(biao)明:國(guo)產板(ban)(ban)材(cai)(cai)擊穿電位很低,有(you)的(de)板(ban)(ban)材(cai)(cai)根本不(bu)能鈍化。這(zhe)說(shuo)明國(guo)產材(cai)(cai)耐(nai)銹(xiu)蝕(shi)(shi)性能較差。采(cai)取用(yong)硅鐵粉代替原用(yong)的(de)全鋁粉脫氧等措施(shi),最終2Cr13板(ban)(ban)材(cai)(cai)耐(nai)銹(xiu)蝕(shi)(shi)不(bu)良問題獲得了圓滿解決。


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三、氮化物的有害作(zuo)用(yong) 


   由于不銹鋼中的氮化物夾雜硬度高,不易變形,在鋼材中又多成群分布,所以對鋼的不利影響與Al2O3、SiO2等氧化物夾雜相當類似。如降低鋼的橫向性能、抗疲勞性能和拋光性能等。


   氮化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)對鋼(gang)(gang)的力學(xue)性能的有(you)害作用,在(zai)中、高鉻鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中最(zui)為明(ming)顯。圖9.6系氮化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)對高純00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)脆(cui)(cui)性轉變(bian)溫度(du)的影響。可以(yi)看出,隨鋼(gang)(gang)中氮化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(TiN,NbN,AIN等)的增加(jia),鋼(gang)(gang)的脆(cui)(cui)性轉變(bian)溫度(du)明(ming)顯上升。研究表明(ming),呈幾何(he)形狀存在(zai)的氮化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)是導(dao)致00Cr18Mo2鋼(gang)(gang)脆(cui)(cui)性穿(chuan)晶斷裂的裂紋源。


   在含鈦的不銹鋼(1Cr18Ni9Ti,06Cr18Ni11Ti等)中,由于氮可與鈦形成TiN、Ti(C,N),以及鋼液中TiO2、Al2O3等的存在,常常使連鑄坯表面缺陷增加,鑄坯內部純凈度也降低。不僅增加鑄坯的修磨量和金屬的消耗,而且使鋼材成品質量下降。


   不(bu)銹鋼(gang)(gang)中的非金屬夾雜(za)(za)物(wu)常(chang)常(chang)是各類夾雜(za)(za)物(wu)共存(cun)。因(yin)此,對鋼(gang)(gang)的有害作用也經常(chang)是各類夾雜(za)(za)物(wu)綜合作用的結果。圖9.7便是非金屬夾雜(za)(za)物(wu)對一種超低(di)碳、含氮的鉻鎳奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的沖擊(ji)韌性的影響(xiang)。顯然,夾雜(za)(za)物(wu)增(zeng)加,鋼(gang)(gang)的沖擊(ji)韌性顯著下降(jiang)。




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