前面已提到,錳是較弱的奧氏體形成元素,它在不銹(xiu)鋼中是一種脫氧劑,鋼中錳量一般≤1%或≤2%。隨不銹鋼中錳量的增加,可顯著提高氮在鋼中的溶解度(圖2.29);錳、氮復合加入常常用來代替鋼中昂貴、稀缺的鎳。需要指出,向不銹鋼中復合加入錳、氮,僅能從組織上為獲得奧氏體組織而代鎳,但并不能在不銹耐蝕性方面代鎳,這也是由于錳元素本身特性所決定的,錳既不能提高不銹鋼的熱力學穩定性,也不能對鋼的鈍化行為產生任何有益的影響。
早(zao)期,以錳、氮(dan)復合加(jia)入代(dai)替(ti)17-7型(xing)和(he)18-8型(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中的(de)鎳(nie),美(mei)國發展了(le)AISI 200系Cr-Mn-N不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),近代(dai),在開發超(chao)級奧氏體和(he)超(chao)級雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)過程(cheng)中,也開始(shi)向鋼(gang)(gang)中加(jia)入少量錳,既可提高鋼(gang)(gang)中的(de)含氮(dan)量,穩定或控制適(shi)宜(yi)相比例(li),又可改(gai)善鋼(gang)(gang)的(de)性能,同(tong)時還可節約鎳(nie)元素(su)。為了(le)同(tong)一(yi)目的(de),最(zui)近出(chu)現(xian)的(de)幾種經濟型(xing)雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)也開始(shi)加(jia)入少量錳。
錳對(dui)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)不銹耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)影響,基本上都是負面的(de)(de)(de)(de)。并(bing)列入了耐(nai)(nai)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)指數 公式中(zhong)。圖2.30(A)、圖2.30(B)和圖2.31則系錳對(dui) 奧氏體和雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)耐(nai)(nai)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、耐(nai)(nai)縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)影響。可以(yi)看(kan)出(chu),隨錳量增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia),鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)下降。這與錳和硫(liu)形成MnS,或隨鋼(gang)(gang)中(zhong)錳量增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia),MnS量增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia),MnS中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉻量低(di),MnS夾雜在腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)介質中(zhong)溶解,常常成為點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)源有(you)關。一些試驗指出(chu),當將(jiang)(jiang)18-8不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)錳量降到約0.1%,此鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)力(li)將(jiang)(jiang)有(you)可能(neng)達到含2%Mo的(de)(de)(de)(de)0Cr18Ni12Mo2(316)的(de)(de)(de)(de)水(shui)平。
為了發展(zhan)以錳(meng)、氮代鎳不(bu)銹鋼(gang)(gang)和為增加鋼(gang)(gang)中氮的(de)溶解度,進(jin)一步發揮(hui)氮在鋼(gang)(gang)中的(de)有益作用,開發加少量錳(meng)的(de)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)和雙相不(bu)銹鋼(gang)(gang)時都要充(chong)分注(zhu)意錳(meng)在不(bu)銹鋼(gang)(gang)中對耐蝕性,特(te)別是耐點蝕性的(de)不(bu)利影響。
錳在不銹鋼中的(de)(de)(de)(de)有益作用(yong)一是形成MnS,抑(yi)制含(han)鎳的(de)(de)(de)(de)不銹鋼中硫的(de)(de)(de)(de)有害作用(yong),提高(gao)鋼的(de)(de)(de)(de)熱(re)塑性(xing);二是在焊接材料中加入2%以上的(de)(de)(de)(de)錳,可提高(gao)奧氏體(ti)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)焊縫抗熱(re)裂紋的(de)(de)(de)(de)敏感性(xing)。
錳在不銹(xiu)鋼(gang)中還會促進σ相等脆性相的析出(圖2.32),降低鋼(gang)的塑(su)、韌性,這也為(wei)錳在高鉻、鉬不銹(xiu)鋼(gang)中的應用(yong)帶(dai)來不利影(ying)響。