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(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)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(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中加入Ti或Nb的(de)(de)量應(ying)視(shi)鋼(gang)中的(de)(de)C+N含量的(de)(de)不(bu)同而異,要控制好由于Nb的(de)(de)價(jia)格高于Ti甚多,工業應(ying)用(yong)的(de)(de)鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)大(da)多采用(yong)Ti或Ti+Nb作為穩定化元素(su)。
Nb在改善鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)高溫強度方面(含(han)19%Cr),較其(qi)他元素顯示出(chu)最佳效果。進一(yi)步(bu)的(de)研究(jiu)表明,Nb-Ti雙穩定化(hua)較單純加Nb有(you)更好的(de)強化(hua)效果,其(qi)原因是NbC在先析出(chu)的(de)TiN上(shang)附著而(er)抑制了Fe3Nb3V的(de)粗(cu)大化(hua),減(jian)少了沉淀(dian)析出(chu)的(de)Nb,從而(er)使固溶體中的(de)Nb保持在相對高的(de)水(shui)平(ping),增加了Nb的(de)固溶效果。因此,Nb在一(yi)些高溫服役的(de)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)中得到廣泛應用。
Ti和Nb的(de)(de)(de)加入給鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼帶來一(yi)些其他問題,主要是鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)韌性有所(suo)下降,韌脆轉變溫(wen)度(du)升高(gao)。這(zhe)是由于Ti和Nb的(de)(de)(de)析出(chu)物在變形過(guo)程中強烈地阻(zu)礙(ai)位錯(cuo)運動,造成位錯(cuo)塞積,產生了應力集中,導致解理(li)裂(lie)紋在析出(chu)物附近形核,而(er)后沿解理(li)面擴展直至斷裂(lie)。
向(xiang)鐵素體不銹鋼中加入(ru)Ti、Nb,由于其(qi)細化鋼晶粒的(de)作用(yong),對提(ti)高(gao)非高(gao)純鐵素體不銹鋼焊后的(de)塑性有著(zhu)有益的(de)影(ying)響。
研究過(guo)Ti和Nb加(jia)入(ru)Cr18型(xing)鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼中對耐(nai)點(dian)蝕(shi)的影響(xiang),結果表(biao)明(ming),它們可(ke)升高鋼的點(dian)蝕(shi)電位,提高鋼的耐(nai)點(dian)蝕(shi)性。