前面已提到,錳是較弱的奧氏體形成元素,它在不銹鋼中是一種脫氧劑,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。
早期,以錳、氮(dan)復合加(jia)入代替17-7型和(he)18-8型不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)鎳,美國發(fa)展了(le)AISI 200系Cr-Mn-N不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),近(jin)代,在開(kai)發(fa)超級奧氏體和(he)超級雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)過程中(zhong),也開(kai)始(shi)向鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)加(jia)入少量錳,既(ji)可提高鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)含(han)氮(dan)量,穩定或控(kong)制適宜相比(bi)例,又可改善(shan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)性(xing)能,同時還可節約鎳元素。為了(le)同一(yi)目的(de),最近(jin)出現的(de)幾種經(jing)濟型雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)也開(kai)始(shi)加(jia)入少量錳。
錳(meng)(meng)對不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性的(de)(de)影響(xiang),基(ji)本上都(dou)是負面的(de)(de)。并(bing)列(lie)入了(le)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)指(zhi)數(shu) 公(gong)式(shi)中(zhong)。圖(tu)2.30(A)、圖(tu)2.30(B)和(he)(he)圖(tu)2.31則系錳(meng)(meng)對 奧(ao)氏體和(he)(he)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)、耐(nai)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性能(neng)的(de)(de)影響(xiang)。可(ke)以看(kan)出(chu),隨(sui)錳(meng)(meng)量增加(jia),鋼的(de)(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)性、耐(nai)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性能(neng)下(xia)降。這與錳(meng)(meng)和(he)(he)硫形成MnS,或(huo)隨(sui)鋼中(zhong)錳(meng)(meng)量增加(jia),MnS量增加(jia),MnS中(zhong)的(de)(de)鉻量低,MnS夾雜在腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質中(zhong)溶解,常常成為點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)、縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)源有(you)關。一些試驗指(zhi)出(chu),當將18-8不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)錳(meng)(meng)量降到約0.1%,此鋼的(de)(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)力將有(you)可(ke)能(neng)達到含2%Mo的(de)(de)0Cr18Ni12Mo2(316)的(de)(de)水(shui)平。
為了(le)發展以錳(meng)(meng)、氮代鎳不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)為增(zeng)加鋼(gang)中(zhong)(zhong)氮的(de)溶解度,進(jin)一步發揮氮在(zai)鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)有益作用(yong),開發加少量錳(meng)(meng)的(de)奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)時都要(yao)充分注意錳(meng)(meng)在(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)對耐蝕性,特別是耐點蝕性的(de)不(bu)(bu)利影響。
錳(meng)在不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)有益作(zuo)用一是形成MnS,抑制含鎳的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中硫的(de)有害作(zuo)用,提高鋼(gang)(gang)(gang)的(de)熱(re)塑性;二是在焊接材(cai)料中加入(ru)2%以上的(de)錳(meng),可提高奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)焊縫(feng)抗熱(re)裂紋的(de)敏感(gan)性。
錳在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中還會促進σ相等脆性(xing)(xing)相的析出(圖2.32),降低鋼(gang)的塑、韌性(xing)(xing),這也為錳在高(gao)鉻、鉬不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中的應(ying)用帶來(lai)不(bu)利(li)影響。