1. 雙相不(bu)銹(xiu)鋼的化學(xue)成分(fen)與相比(bi)例


   雙相不銹鋼按鉻的含量不同,可分成Cr18型、Cr21型和Cr25型三類,幾種常用的國內外雙相不銹(xiu)鋼(gang)牌號和化學成分見表4-20。這三類雙相不銹鋼的相比例(體積分數,%)大致為:鐵素體相為40~60,奧氏體相為60~40。這個相比例為雙相不銹鋼的理想比例,對提高耐應力腐蝕能力極為有利。




2. 固溶處理(li)的溫度對雙相不銹(xiu)鋼相比例的影響


   雙相不銹鋼相比例一方面取決于鋼材的化學成分,同時也與鋼材供貨狀態的固溶處理溫度有關。同一牌號的雙相不銹鋼,其固溶處理溫度不同,所獲得相比例差異很大,它直接影響到鋼材的耐應力腐蝕性能。例如,雙相不銹鋼022Cr19Ni5Mo3Si2N鋼板,取其試樣分別在850、900、980、1100、1200及1250℃進行固溶處理,采用磁性法測量出不同溫度處理后的鐵素體含量,然后分別放在100℃質量分數為40%的CaCl2溶液中進行U形彎曲試樣的應力腐蝕對比試驗。試驗結果表明該鋼以980℃固溶處理的溫度為最佳。在此溫度下固溶處理后鐵素體的體積分數為57%,試驗時間超過5000h后才產生應力腐蝕;1250℃的固溶處理后的試樣,只經過10多個小時就發生了應力腐蝕,試樣鐵素體的體積分數高達97%。可見同一化學成分的同一牌號鋼材經過不同溫度的固溶處理,可獲得相比例差異極大的組織。鋼材中鐵素體含量過高,造成粗大鐵素體的數量多,鋼材耐應力腐蝕的能力將大大降低。



3. σ相及其不良影(ying)響(xiang)


   雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中的(de)(de)(de)σ相(xiang)(xiang)是從鐵素體相(xiang)(xiang)中形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)。它使(shi)鋼(gang)(gang)變脆,降低了鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)延展性和耐沖擊韌(ren)度,使(shi)鋼(gang)(gang)材(cai)加工(gong)過(guo)程易產生(sheng)各種缺陷。不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)材(cai),形(xing)(xing)成σ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)溫(wen)度也有差異(yi)。隨(sui)著σ相(xiang)(xiang)數量的(de)(de)(de)增加,鋼(gang)(gang)材(cai)耐蝕性將明顯(xian)下降。



4. 475℃脆(cui)性


   雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是由奧氏體(ti)和鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)兩相(xiang)組(zu)成的(de),其(qi)中鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)所(suo)占體(ti)積比(bi)例很大(da),鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)型(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)所(suo)具有的(de)特征在(zai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中也(ye)能表現(xian)出來(lai)。475℃脆(cui)性(xing)同(tong)樣也(ye)發生在(zai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)相(xiang)內。475℃脆(cui)性(xing)提高了鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材硬度,但卻大(da)大(da)降低了其(qi)沖(chong)擊(ji)韌(ren)度值(zhi)。有時(shi)為了使雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)兼(jian)有耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)時(shi),也(ye)可(ke)(ke)利用475℃時(shi)效來(lai)達到提高其(qi)耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)的(de)目的(de)。除此,在(zai)使用雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)結構(gou)中應(ying)盡量避免在(zai)此溫度長期工作。當然可(ke)(ke)以通過重新(xin)固(gu)溶處理(li)來(lai)消除475℃脆(cui)性(xing)。



5. 合金元素氮、碳對雙相不銹鋼(gang)耐應力(li)


   在(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)碳和氮(dan)是強(qiang)烈(lie)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成元素,它(ta)們(men)對鋼的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是不(bu)(bu)利(li)的(de),所以(yi)(yi)(yi)在(zai)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)要(yao)(yao)控(kong)制w(C)≤0.03%。而氮(dan)卻有獨特之處:在(zai)焊(han)接接頭(tou)熱影(ying)響區快速冷卻時(shi),氮(dan)能促(cu)進高溫下形(xing)(xing)成的(de)鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)逆轉得到(dao)足夠的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)數量(liang),以(yi)(yi)(yi)維持必(bi)要(yao)(yao)的(de)相(xiang)平衡(heng)來提高焊(han)接接頭(tou)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性,這是其(qi)他合金元素無法替代(dai)的(de),所以(yi)(yi)(yi)說利(li)用和控(kong)制雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)氮(dan)含(han)(han)量(liang)是一(yi)個(ge)極(ji)為(wei)(wei)重要(yao)(yao)的(de)因素。含(han)(han)有φ(N)0.11%的(de)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂敏(min)感性指數為(wei)(wei)最小(見(jian)圖4-3);氮(dan)含(han)(han)量(liang)對022Cr19Ni5Mo3Si2N雙(shuang)相(xiang)鋼應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂時(shi)間的(de)影(ying)響規律如(ru)圖4-4所示,從圖中(zhong)(zhong)(zhong)可以(yi)(yi)(yi)看(kan)到(dao),氮(dan)的(de)體(ti)(ti)(ti)(ti)積(ji)(ji)分(fen)數接近0.11%的(de)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂時(shi)間最長(chang)。當氮(dan)的(de)體(ti)(ti)(ti)(ti)積(ji)(ji)分(fen)數為(wei)(wei)0.11%時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)體(ti)(ti)(ti)(ti)積(ji)(ji)分(fen)數為(wei)(wei)71%(見(jian)圖4-5),而一(yi)般認為(wei)(wei)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼耐(nai)(nai)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)最適宜(yi)的(de)體(ti)(ti)(ti)(ti)積(ji)(ji)分(fen)數為(wei)(wei)50%~60%。


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   其他合金元素對鋼在不同介質中耐應力腐蝕能力的影響較為復雜,如鉬和銅對鋼在MgCl2溶液中抗應力腐蝕不利,而對其在高溫水中的耐應力腐蝕能力則有利;硅使鋼材在MgCl2、CaCl2溶液中有較好的耐應力腐蝕性能,而在高溫水中則不耐應力腐蝕。




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