1. 雙相不銹(xiu)鋼(gang)的化學成分與相比(bi)例


   雙相不銹(xiu)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(shuang)相(xiang)不銹鋼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. 固溶處理的(de)溫(wen)度對雙相(xiang)不銹鋼相(xiang)比例(li)的(de)影(ying)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(qi)不良影響


   雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)σ相(xiang)是從鐵素體相(xiang)中(zhong)形(xing)成的(de)(de)。它使鋼(gang)(gang)變(bian)脆,降低(di)了鋼(gang)(gang)的(de)(de)延(yan)展(zhan)性和耐沖擊韌度(du)(du),使鋼(gang)(gang)材加(jia)工過程易產生各種缺陷(xian)。不同的(de)(de)鋼(gang)(gang)材,形(xing)成σ相(xiang)的(de)(de)溫度(du)(du)也有差異。隨著σ相(xiang)數量(liang)的(de)(de)增加(jia),鋼(gang)(gang)材耐蝕性將明顯下降。



4. 475℃脆性


   雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)是由奧氏體和鐵(tie)(tie)素體兩相(xiang)(xiang)(xiang)組(zu)成(cheng)的(de),其(qi)中鐵(tie)(tie)素體所占體積比例很大(da),鐵(tie)(tie)素體型不(bu)銹鋼(gang)(gang)所具有(you)的(de)特(te)征在雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中也(ye)(ye)能表現出(chu)來(lai)。475℃脆性(xing)同樣也(ye)(ye)發生(sheng)在雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)鐵(tie)(tie)素體相(xiang)(xiang)(xiang)內(nei)。475℃脆性(xing)提(ti)高了鋼(gang)(gang)材硬度,但卻大(da)大(da)降(jiang)低了其(qi)沖擊韌度值。有(you)時(shi)(shi)為了使雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)兼有(you)耐磨(mo)性(xing)時(shi)(shi),也(ye)(ye)可利用(yong)475℃時(shi)(shi)效來(lai)達到提(ti)高其(qi)耐磨(mo)性(xing)的(de)目(mu)的(de)。除此,在使用(yong)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)結(jie)構中應盡量避免在此溫度長期工作。當然可以(yi)通過重新(xin)固溶(rong)處理來(lai)消除475℃脆性(xing)。



5. 合(he)金元素氮、碳對雙(shuang)相不銹鋼耐應力


   在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)中(zhong)碳和(he)氮(dan)(dan)是(shi)強烈的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)元素,它(ta)們對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)是(shi)不(bu)利(li)的(de)(de)(de),所(suo)(suo)以(yi)在(zai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)要控制w(C)≤0.03%。而氮(dan)(dan)卻(que)有(you)獨特之處:在(zai)焊接接頭(tou)熱影(ying)響(xiang)區快(kuai)速冷卻(que)時,氮(dan)(dan)能促進(jin)高溫(wen)下形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)鐵素體(ti)(ti)逆(ni)轉得到足夠的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)數量,以(yi)維持必要的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)平衡(heng)來(lai)提高焊接接頭(tou)耐(nai)蝕(shi)性,這是(shi)其(qi)他合金元素無(wu)法替代的(de)(de)(de),所(suo)(suo)以(yi)說利(li)用(yong)和(he)控制雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)氮(dan)(dan)含(han)量是(shi)一個極為(wei)(wei)(wei)重要的(de)(de)(de)因(yin)素。含(han)有(you)φ(N)0.11%的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)破(po)裂(lie)敏感性指(zhi)數為(wei)(wei)(wei)最(zui)小(見圖4-3);氮(dan)(dan)含(han)量對(dui)(dui)022Cr19Ni5Mo3Si2N雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)破(po)裂(lie)時間(jian)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)規律(lv)如圖4-4所(suo)(suo)示(shi),從(cong)圖中(zhong)可(ke)以(yi)看到,氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)分(fen)數接近0.11%的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)破(po)裂(lie)時間(jian)最(zui)長。當氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)分(fen)數為(wei)(wei)(wei)0.11%時,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)體(ti)(ti)積(ji)分(fen)數為(wei)(wei)(wei)71%(見圖4-5),而一般認為(wei)(wei)(wei)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)耐(nai)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)最(zui)適宜的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)分(fen)數為(wei)(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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