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(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)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(su)體不銹鋼(gang)中(zhong)加入Ti或(huo)Nb的(de)(de)量(liang)應(ying)視鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)C+N含量(liang)的(de)(de)不同而異,要控制(zhi)好由于(yu)Nb的(de)(de)價格高(gao)于(yu)Ti甚(shen)多(duo),工業應(ying)用(yong)的(de)(de)鐵素(su)體不銹鋼(gang)大多(duo)采用(yong)Ti或(huo)Ti+Nb作為穩定化元素(su)。
Nb在(zai)改(gai)善鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)強度方(fang)面(含19%Cr),較(jiao)其(qi)他(ta)元素顯示(shi)出最(zui)佳效果(guo)。進一(yi)步的(de)(de)(de)研究表(biao)明,Nb-Ti雙(shuang)穩定化(hua)較(jiao)單純加Nb有更好的(de)(de)(de)強化(hua)效果(guo),其(qi)原(yuan)因是NbC在(zai)先(xian)析出的(de)(de)(de)TiN上附著而抑制(zhi)了(le)Fe3Nb3V的(de)(de)(de)粗大化(hua),減少了(le)沉(chen)淀析出的(de)(de)(de)Nb,從而使固溶體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)Nb保持在(zai)相對高(gao)的(de)(de)(de)水(shui)平,增加了(le)Nb的(de)(de)(de)固溶效果(guo)。因此,Nb在(zai)一(yi)些高(gao)溫(wen)(wen)服役的(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼中得到廣泛應用。
Ti和Nb的加入給鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼帶來一(yi)些(xie)其他問題,主要是鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼的韌性(xing)有所下降,韌脆轉變(bian)溫度升高(gao)。這(zhe)是由于Ti和Nb的析出(chu)物(wu)(wu)在變(bian)形過程中強烈地阻礙位錯運(yun)動,造成位錯塞積,產(chan)生(sheng)了應力(li)集(ji)中,導致解理(li)裂紋在析出(chu)物(wu)(wu)附(fu)近形核,而后沿解理(li)面擴展直至斷裂。
向鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)中加入Ti、Nb,由于(yu)其細化(hua)鋼(gang)(gang)晶粒(li)的作用,對提高非高純(chun)鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊后的塑性有著有益的影響(xiang)。
研究過Ti和(he)Nb加(jia)入(ru)Cr18型鐵素體不銹鋼(gang)中對耐點(dian)蝕(shi)(shi)的(de)(de)影響,結(jie)果表明,它們(men)可升高鋼(gang)的(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)電位,提高鋼(gang)的(de)(de)耐點(dian)蝕(shi)(shi)性。