不銹鋼是指主加元素鉻含量能使鋼處于鈍化狀態,又具有不銹特性的鋼。為此,不銹鋼w(Cr)應高于12%(不銹鋼是一類以Fe-Cr、Fe-Cr-C、Fe-Cr-Ni為合金系的高合金鋼,作為此類的鋼必須含有質量分數不低于10.5%的鉻,含有這個最低鉻含量的鋼在其表面可以形成一個惰性氧化物層,這個惰性氧化物層可以保護內層的金屬在不含腐蝕介質的空氣中不被氧化和腐蝕。某些鉻的質量分數低于11%的鋼,比如用于電站的w(Cr)=9%鉻的合金鋼有時也被劃為不銹鋼,同時也要指出某些w(Cr)=12%的鋼,甚至更高鉻含量的鋼,暴露在空氣中也會生銹。這是因為某些鉻被結合成碳化物或其他化合物而降低了母材中的鉻含量,使其低于形成連續氧化物保護層所必須的鉻含量水平,如25%Cr-4%C)。此時,鋼的表面能迅速形成致密的Cr2O3氧化膜,使鋼的電極電位和在氧化性介質中的耐蝕性發生突變性提高。在非氧化介質(HCl、H2SO4)中,鉻的作用并不明顯,除了鉻外,不銹鋼中還須加入能使鋼鈍化的鎳、鉬等其它元素。通常所說的不銹鋼實際是不銹鋼和耐酸鋼的總稱,不銹鋼一般泛指在大氣、水等弱酸、堿、鹽等強腐蝕介質中耐蝕的鋼。兩者在化學成分上的共同特點是w(Cr)均在12%以上,但由于合金化的差異,不銹鋼并不一定耐酸,而耐酸鋼一般具有良好的不銹鋼性能。
一(yi)、不銹鋼發(fa)展史(shi)
1、 1821:法國(guo)人Berthier 進行(xing)在鋼中(zhong)加鉻(ge)的試(shi)驗;
2、 1897:德國人Goldschmidt開(kai)發了(le)生(sheng)產低碳含鉻合金鋼的技術;
3、 1904~1909:在法國和德國生產了w(Cr)=13%和17%的合金鋼;
4、 1913:英國(guo)人Brearly在Thomas Firth and Sons公司(si)澆鑄(zhu)了第一塊商(shang)業鑄(zhu)錠,鑄(zhu)件號No.1008,成分(fen)(質量分(fen)數):0.24%C、0.2%Si、0.44%Mn、12.86%Cr。
5、 1916:9月(yue)5日美國w(Cr)=9%~16%,w(Cr)<0.7%的鋼發布專利:專利號1,197,256。
把鉻(ge)(ge)(ge)加(jia)到(dao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)并揭示其耐(nai)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)有利(li)效應(ying)要歸(gui)功于(yu)法國人Berthier,他在1821年(nian)開發(fa)了(le)(le)一(yi)種w(Cr)=1.5%的(de)(de)(de)(de)合金(jin)并建議(yi)用于(yu)餐刀。然(ran)而對(dui)這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)早期(qi)實驗發(fa)現(xian):隨(sui)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量增加(jia)其成型性劇烈變壞(由于(yu)早期(qi)合金(jin)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)含(han)量很高),因而直到(dao)20世紀初期(qi)開發(fa)這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)興(xing)趣(qu)仍然(ran)不大。對(dui)于(yu)耐(nai)蝕(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)興(xing)趣(qu)在1900年(nian)到(dao)1915年(nian)期(qi)間又重新興(xing)起,很多冶金(jin)學家(jia)為(wei)開發(fa)耐(nai)蝕(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)而獲得信貸(dai)。這各重新興(xing)起開發(fa)耐(nai)蝕(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)活動(dong)的(de)(de)(de)(de)催化劑是1897年(nian)Goldschmidt在德國開發(fa)了(le)(le)生(sheng)產低碳(tan)(tan)含(han)鉻(ge)(ge)(ge)合金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)技術(shu)。隨(sui)后(hou)不久Guillet(1904), Portevin(1909) 和(he)(he)Giesen(1909)等發(fa)表(biao)了(le)(le)描(miao)述w(Cr)=13%的(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)(he)w(Cr)=18%的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)微觀組織和(he)(he)性能的(de)(de)(de)(de)論文。1909年(nian)Guillet還發(fa)表(biao)了(le)(le)一(yi)篇(pian)關(guan)于(yu)鉻(ge)(ge)(ge)-鎳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)研究的(de)(de)(de)(de)論文,這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)類不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)前驅。
英(ying)國人Brearly被認為是不銹(xiu)鋼(gang)的(de)發明(ming)者(zhe),當時是為了(le)研究由w(Cr)=5%鋼(gang)制(zhi)作的(de)來復槍槍膛因內部腐(fu)蝕(shi)而(er)(er)失(shi)效的(de)問題,通過研究在1913年8月他(ta)鑄成(cheng)了(le)成(cheng)份(質量分數(shu))為12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和0.44%Mn的(de)合格鑄錠。這種鋼(gang)被用(yong)來制(zhi)造了(le)12個實驗槍管,雖然并沒有像所(suo)期望(wang)的(de)那(nei)樣改(gai)進槍管的(de)腐(fu)蝕(shi)問題,但其中某些材(cai)料被用(yong)來制(zhi)造餐刀刀片而(er)(er)開始了(le)應(ying)用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)紀元。
二(er)、不銹(xiu)鋼的種類、化學成分及其用(yong)途
不銹鋼按照組織類型,可分為五類,即鐵素體不銹鋼、馬(ma)氏(shi)體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。
不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)重要特(te)性(xing)之(zhi)一(yi)是耐(nai)蝕(shi)性(xing),然而(er)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)性(xing)和耐(nai)蝕(shi)性(xing)都是相對的(de)(de)(de)(de),有(you)條(tiao)件(jian)的(de)(de)(de)(de),受到諸多因素的(de)(de)(de)(de)影響(xiang),包括介質(zhi)種(zhong)類(lei)、濃(nong)度(du)、純凈度(du)、流(liu)動狀態(tai)、使用環境的(de)(de)(de)(de)溫度(du)、壓力等,目(mu)前還沒有(you)對任(ren)何腐蝕(shi)環境都具有(you)耐(nai)蝕(shi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼。因此,不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)選(xuan)用應根據具體(ti)的(de)(de)(de)(de)使用條(tiao)件(jian)加以合理選(xuan)擇(ze),才(cai)能獲得良好(hao)的(de)(de)(de)(de)使用效果。
奧(ao)氏(shi)(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)各種(zhong)類型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中應用最廣泛,品(pin)種(zhong)也最多(duo)。由于奧(ao)氏(shi)(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的鉻(ge)、鎳含量較高,因此在(zai)氧化(hua)(hua)性(xing)、中性(xing)以(yi)及弱(ruo)還原(yuan)性(xing)介質中均具有良(liang)好的耐蝕性(xing)。奧(ao)氏(shi)(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的塑(su)韌性(xing)優良(liang),冷(leng)熱加工性(xing)能俱佳,焊接性(xing)優于其它類型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),因而(er)廣泛應用于建(jian)筑裝飾、食品(pin)工業(ye)、醫療器械(xie)、紡織印染設備以(yi)及石油(you)、化(hua)(hua)工 、原(yuan)子能等工業(ye)領(ling)域。
鐵素體不銹鋼(gang)的應用(yong)(yong)比(bi)較(jiao)廣泛(fan),其中(zhong)Cr13和Cr17型鐵素體不銹鋼(gang)主要用(yong)(yong)于腐(fu)蝕(shi)環(huan)境不十分苛刻(ke)的場合,例(li)如(ru)室內裝飾、廚房(fang)設備(bei)、家(jia)電(dian)產品、家(jia)用(yong)(yong)器具等(deng)。超(chao)低碳高鉻含鉬鐵素體不銹鋼(gang)因對氯化物應力腐(fu)蝕(shi)不敏(min)感,同時具有良好的耐點蝕(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)性能,因而(er)廣泛(fan)用(yong)(yong)于熱交換設備(bei)、耐海水(shui)設備(bei)、有機酸及制(zhi)堿設備(bei)等(deng)。
馬氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼應用(yong)較為普遍的是Cr13型馬氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼。為獲得或改善某(mou)些性能,添加(jia)鎳(nie)、鉬(mu)等合金(jin)元素,形成一些新的馬氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼。馬氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼主要(yao)用(yong)于硬度、強度要(yao)求(qiu)較高(gao),耐腐蝕要(yao)求(qiu)不太高(gao)的場合,如量具(ju)、刀具(ju)、餐具(ju)、彈(dan)簧(huang)、軸承、氣(qi)輪(lun)機葉(xie)片、水輪(lun)機轉輪(lun)、泵、閥等。
雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是金相(xiang)組織(zhi)由奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)和鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)兩相(xiang)組成的不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),而且(qie)各相(xiang)占(zhan)有較(jiao)大的比例。雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)具有奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的一些(xie)特(te)點(dian),韌性良好(hao) 、強度較(jiao)高,耐氯化物應力(li)腐蝕。適(shi)于制作海水處理(li)設備、冷凝器,熱交換器等,在石油、化工領域應用廣泛。
沉淀硬(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)是在不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中單獨或復合(he)添加硬(ying)化元素(su),通過適當熱(re)處(chu)(chu)理獲得高(gao)(gao)強(qiang)度(du)、高(gao)(gao)韌性(xing)并具(ju)有良好(hao)腐蝕性(xing)的(de)一類不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。通常(chang)作為(wei)耐(nai)磨、耐(nai)蝕、高(gao)(gao)強(qiang)度(du)結構件,如軸、齒輪、葉片(pian)等(deng)轉動部(bu)件和螺(luo)栓、銷子、墊圈、彈簧、閥、泵等(deng)零部(bu)件以及高(gao)(gao)強(qiang)度(du)壓力容(rong)器(qi)、化工處(chu)(chu)理設備等(deng)。
三、不銹鋼的組織(zhi)特點
因化學元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)含量(liang)的上下限和熱處理狀(zhuang)態的差異,從各元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)對不銹鋼組織(zhi)的影響和作(zuo)用(yong)程度來看,基本上有兩(liang)類元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)。一類是形成(cheng)或穩定(ding)奧氏體的元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su):碳、鎳、錳(meng)、氮和銅等,其中碳和氮作(zuo)用(yong)程度最大。另一類是縮(suo)小甚至封(feng)閉γ相(xiang)區即(ji)形成(cheng)鐵素(su)(su)(su)(su)體的元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su):鉻、硅、鉬、鈦(tai)、鈮、鉭、釩、鎢和鋁等,其中鈮的作(zuo)用(yong)程度最小。
不銹鋼的(de)組織有(you)以下幾種組織類型:
1. 奧氏體不銹(xiu)鋼
奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等系列。為改善某些(xie)性(xing)能(neng),滿足特殊(shu)用(yong)(yong)途要求,在一些(xie)鋼(gang)中(zhong)單獨(du)或復合(he)添(tian)加(jia)了氮(dan)、鈮、銅、硅等合(he)金元(yuan)素(su)。奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)通常在室(shi)溫下為純奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)組織,也有一些(xie)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)室(shi)溫下的(de)組織為奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)加(jia)少量(liang)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti),這種少量(liang)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)有助于防止熱(re)裂紋的(de)產生。奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)能(neng)用(yong)(yong)熱(re)處理方法(fa)(fa)強化,但由于這類(lei)鋼(gang)具有明(ming)顯的(de)冷(leng)加(jia)工硬(ying)化性(xing),可通過冷(leng)變形方法(fa)(fa)提高(gao)強度。經(jing)冷(leng)變形產生的(de)加(jia)工硬(ying)化,可采(cai)用(yong)(yong)固溶處理使之軟化。
2. 鐵(tie)素體不(bu)銹鋼(gang)
今(jin)年來鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)逐漸(jian)向低(di)(di)碳(tan)高純度(du)(du)發(fa)展(zhan),使(shi)鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)傾向和焊接性(xing)得到明顯(xian)改(gai)善(shan)。該類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)在(zai)固溶狀態下為鐵(tie)素體(ti)組織。當鋼(gang)(gang)中(zhong)w(Cr)超過16%時(shi)(shi)(shi),仍存(cun)在(zai)加熱脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)傾向。在(zai)400~600℃溫(wen)度(du)(du)區(qu)間停留易出(chu)現475℃脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua),在(zai)650~850℃溫(wen)度(du)(du)區(qu)間易引起σ相(xiang)析出(chu)而(er)導(dao)致的(de)(de)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua),加熱至(zhi)900℃以上(shang)易造(zao)成晶粒粗化(hua)(hua)(hua),使(shi)韌性(xing)降低(di)(di)。這(zhe)類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)還有(you)脆(cui)(cui)性(xing)轉變(bian)特性(xing),其(qi)脆(cui)(cui)性(xing)轉變(bian)溫(wen)度(du)(du)與(yu)鋼(gang)(gang)中(zhong)碳(tan)、氮含量,熱處(chu)理(li)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)冷卻速(su)度(du)(du)以及截(jie)面尺寸有(you)關,碳(tan)、氮含量越(yue)(yue)低(di)(di),截(jie)面尺寸越(yue)(yue)小,脆(cui)(cui)性(xing)轉變(bian)溫(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)低(di)(di)。475℃脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)和σ相(xiang)析出(chu)引起的(de)(de)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua),可通過熱處(chu)理(li)方法予以消(xiao)除。采用516℃以上(shang)短時(shi)(shi)(shi)加熱后空冷,可消(xiao)除475℃脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua),加熱到900℃以上(shang)急(ji)冷可消(xiao)除σ相(xiang)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)。
3. 馬氏體不銹(xiu)鋼
馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)w(Cr)范圍(wei)在12%~18%,w(C)范圍(wei)在0.1%~1.0%,也有一(yi)些含(han)碳量更低的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),如0Cr13Ni5Mo等。馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)加(jia)熱時(shi)可(ke)形成奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti),一(yi)般在油(you)或空氣中(zhong)冷卻即(ji)可(ke)得到馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組織(zhi),含(han)碳量較低的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)淬火狀態的(de)組織(zhi)為板(ban)條馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)加(jia)少量鐵素體(ti)(ti)(ti),如1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等。當w(C)超過(guo)0.3%時(shi),正常淬火溫度加(jia)熱時(shi)碳化物(wu)不(bu)能(neng)完全(quan)固溶,淬火后的(de)組織(zhi)為馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)加(jia)碳化物(wu)。
馬氏體不銹(xiu)鋼可(ke)以(yi)達到(dao)很寬的(de)(de)強度(du)范圍,屈服強度(du)可(ke)以(yi)從退火狀(zhuang)態(tai)下的(de)(de)275MPa到(dao)淬火+回火狀(zhuang)態(tai)下的(de)(de)1900MPa。對于大多數的(de)(de)工程應(ying)用,淬火后的(de)(de)鋼一(yi)般要進行回火,以(yi)得到(dao)所需的(de)(de)韌(ren)性(xing)和塑性(xing)。
4. 鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙相(xiang)不(bu)銹鋼
鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)-奧(ao)氏(shi)體(ti)雙(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)室溫下的(de)組(zu)織(zhi)為(wei)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)加(jia)奧(ao)氏(shi)體(ti),通常鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)的(de)體(ti)積分數不低(di)于50%。雙(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)與奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)相比(bi),具(ju)有較低(di)的(de)熱(re)(re)裂傾向,而與鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)相比(bi),則具(ju)有較低(di)的(de)加(jia)熱(re)(re)脆化傾向,其焊(han)接熱(re)(re)影(ying)響區鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)的(de)粗化程度也較低(di)。但這類鋼(gang)(gang)仍然存在鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)的(de)各種加(jia)熱(re)(re)脆性傾向。
5. 沉(chen)淀硬化不銹(xiu)鋼
沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)包括馬氏(shi)體沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、半奧(ao)(ao)氏(shi)體沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)奧(ao)(ao)氏(shi)體沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。由于這類鋼(gang)中(zhong)含有較多硬(ying)化元素,比普通奧(ao)(ao)氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的焊接性(xing)差。
四(si)、不(bu)銹鋼的物理性能和力學性能
1. 不銹鋼(gang)物(wu)理性(xing)能
奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)比(bi)電阻可(ke)達碳鋼(gang)的(de)(de)(de)5倍,線膨脹(zhang)系(xi)數(shu)比(bi)碳鋼(gang)的(de)(de)(de)約大(da)50%,而馬氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)和鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)線膨脹(zhang)系(xi)數(shu)大(da)體上和碳鋼(gang)的(de)(de)(de)相(xiang)等。奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)熱導率為碳鋼(gang)的(de)(de)(de)1/2左右。奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)通(tong)常是非磁性的(de)(de)(de)。鉻當(dang)量和鎳(nie)當(dang)量較低的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)在冷加(jia)工變形較大(da)的(de)(de)(de)情況下,會產生形變誘導馬氏(shi)(shi)體,從而產生磁性。用熱處理方法(fa)可(ke)消除這種馬氏(shi)(shi)體和磁性。
2. 不銹鋼的力學性(xing)能(neng)
馬氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)在(zai)退火狀(zhuang)態(tai)下(xia),硬(ying)度(du)最低(di)(di),可淬火硬(ying)化(hua)(hua),正常(chang)使用時(shi)的(de)(de)回火狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)硬(ying)度(du)又(you)稍有(you)下(xia)降(jiang)(jiang)。鐵素體(ti)(ti)鋼(gang)的(de)(de)特點是常(chang)溫沖擊(ji)韌性低(di)(di)。當(dang)高溫長(chang)時(shi)間加(jia)熱時(shi),力學性能(neng)將(jiang)進一步惡化(hua)(hua),可能(neng)導致475℃脆(cui)化(hua)(hua)、σ脆(cui)性或(huo)晶(jing)粒(li)粗大等。奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)常(chang)溫具有(you)低(di)(di)的(de)(de)屈強(qiang)比(bi)(40%~50%),伸長(chang)率、斷面收縮(suo)率和沖擊(ji)吸收功(gong)均很高并(bing)具有(you)高的(de)(de)冷加(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)性。某些奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)經高溫加(jia)熱后,會(hui)產生σ相和晶(jing)界析出碳(tan)化(hua)(hua)鉻引起(qi)的(de)(de)脆(cui)化(hua)(hua)現象(xiang)。在(zai)低(di)(di)溫下(xia),鐵素體(ti)(ti)和馬氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)夏比(bi)沖擊(ji)吸收功(gong)均很低(di)(di),而奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)則(ze)(ze)有(you)良好的(de)(de)低(di)(di)溫韌性。對含有(you)百分之幾(ji)鐵素體(ti)(ti)的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang),則(ze)(ze)應注(zhu)意(yi)低(di)(di)溫下(xia)塑(su)性和韌性降(jiang)(jiang)低(di)(di)的(de)(de)問題。
五、不銹鋼的耐腐蝕性能(neng)
金屬受(shou)介質的(de)化學及電化學作用(yong)而(er)破壞的(de)現象稱為腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),不銹鋼的(de)主要腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)形式有(you)均(jun)(jun)勻腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(表面(mian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi))和局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)包(bao)括晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、點腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、縫隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)等。據統計,在不銹鋼腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破壞事故中,由(you)均(jun)(jun)勻腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)引(yin)起的(de)僅占約10%,而(er)由(you)局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)引(yin)起的(de)則高達90%以(yi)上,由(you)此可見,局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是相當嚴重(zhong)的(de)。
1. 均勻腐蝕
均勻腐蝕是(shi)指接觸的金屬表面全部產(chan)生腐蝕的現象。檢查方(fang)法多(duo)半使用失重法。
2. 局(ju)部腐蝕
①. 晶間腐蝕(shi)
在腐(fu)(fu)蝕介質(zhi)作用(yong)下,起(qi)源(yuan)于金(jin)(jin)屬表(biao)面沿晶(jing)界深入金(jin)(jin)屬內部(bu)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕稱為晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕。它是(shi)一種局部(bu)性腐(fu)(fu)蝕。晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕導致(zhi)晶(jing)粒間(jian)的(de)(de)結(jie)合力喪失,材料強度(du)幾乎消失,是(shi)一種很(hen)值得(de)重視的(de)(de)危險的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕現象。導致(zhi)奧氏體(ti)不銹鋼晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)原(yuan)因很(hen)多,概括有以下幾種:
a.碳化鉻析(xi)出(chu)引起的晶(jing)間腐蝕
b.σ相析(xi)出引(yin)起的(de)晶間腐(fu)蝕
c.晶界(jie)吸附引起(qi)的晶間腐蝕
d.穩(wen)定(ding)元素高溫溶解引起的晶間(jian)腐(fu)蝕
②. 點蝕及(ji)縫隙(xi)腐蝕
點(dian)蝕及縫隙腐蝕的共(gong)同(tong)機理是腐蝕區間(jian)產生“閉塞電池腐蝕”作用所致,但各自(zi)的具體(ti)原因不(bu)相同(tong)。
點蝕是指在金屬材料表(biao)面(mian)產生的尺寸約小于1.0mm的穿孔(kong)性或(huo)蝕坑性的宏觀(guan)腐蝕。點蝕的形成主要(yao)是由于材料表(biao)面(mian)鈍化膜(mo)的局(ju)部破壞所引起的。
縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是金屬(shu)構(gou)件(jian)縫隙(xi)處發生的(de)斑點(dian)狀(zhuang)或潰瘍形(xing)(xing)宏觀(guan)蝕(shi)(shi)(shi)坑。它是以腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)部(bu)位的(de)特(te)征命名的(de)。和(he)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)形(xing)(xing)成機理(li)有差異之點(dian)在于縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)主要是由介質的(de)電(dian)化學不均勻性引起的(de)。因此,改善運行條件(jian)、改變介質成分和(he)結構(gou)形(xing)(xing)式(shi)是防止縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)重要措施。
③. 應力腐(fu)蝕(shi)斷裂(SCC)
應力(li)腐(fu)蝕是指(zhi)在靜拉(la)伸應力(li)與(yu)電(dian)化學(xue)介(jie)質(zhi)共同作用(yong)(yong)下,因陽極溶解過程引起(qi)的斷裂。在應力(li)與(yu)腐(fu)蝕介(jie)質(zhi)共同作用(yong)(yong)下有三種不同類型的局部腐(fu)蝕——應力(li)腐(fu)蝕、氫(qing)脆和腐(fu)蝕疲勞。