一、硫化物的(de)有害(hai)作用 


   不銹鋼中的硫化物夾雜主要是MnS。由于MnS極易溶于含Cl-的水中,它的有害作用主要是降低不銹鋼的耐蝕性,特別是降低耐點蝕和耐縫隙腐蝕性能,而且與鋼中錳含量有關。


   國外已開始生產低錳量(≤0.3%)的06Cr17Ni12Mo2(316)和022Cr17Ni12Mo2(316L)。對醫療用00Cr18Ni14Mo2(316L)則要求鋼中硫量從≤0.01%降到≤0.003%或≤0.004%,以滿足ASTM F138標準的要求。


   研究已(yi)(yi)表明,低錳(meng)量(liang)(liang)的0Cr18Ni9其(qi)耐點蝕性(xing)能與含約(yue)2%Mo的正常錳(meng)量(liang)(liang)的0Cr17Ni14Mo2相(xiang)當。國內在生產中已(yi)(yi)采取措(cuo)施,在盡量(liang)(liang)降(jiang)低18-8鉻鎳鋼中硫量(liang)(liang)的同時,也在降(jiang)低鋼中錳(meng)量(liang)(liang),一般控制在1%以下(大多約(yue)0.5%)。


   由于硫化物和氧化物復合夾雜的(de)(de)存在,破壞了不銹鋼基體(ti)的(de)(de)連續性(xing),經(jing)熱加工后,硫化物延(yan)伸(shen)變形,而氧化物夾雜不變形,夾雜兩端形成微裂,導致了應力集(ji)中,同時還強化了鋼的(de)(de)力學(xue)性(xing)能(neng)的(de)(de)方(fang)向(xiang)性(xing)。所以(yi)鋼中硫化物的(de)(de)另一有害作用(yong)是降低鋼的(de)(de)塑、韌(ren)性(xing)和抗疲(pi)勞(lao)性(xing)能(neng),特別是橫向(xiang)性(xing)能(neng)。



二、氧化物(wu)和硅酸鹽的(de)有害作用


   鋼(gang)中夾雜(za)物的(de)(de)存在,破(po)壞了不銹鋼(gang)基體的(de)(de)連(lian)續性(xing)(xing)(xing)并導致應力集(ji)中,從而(er)降(jiang)低鋼(gang)的(de)(de)塑、韌性(xing)(xing)(xing)和(he)抗疲勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),鋼(gang)中氧化物和(he)硅酸(suan)鹽(yan)也不例外,由(you)于  等夾雜(za)硬度高,難變(bian)形,多呈鏈(lian)狀、串狀,一(yi)方(fang)面(mian)增(zeng)強鋼(gang)的(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)方(fang)向性(xing)(xing)(xing),使(shi)橫向性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)惡(e)化,另一(yi)方(fang)面(mian)使(shi)鋼(gang)的(de)(de)切削加工性(xing)(xing)(xing)下降(jiang),而(er)且(qie)很難拋光。


   1Cr18Ni9Ti連鑄坯表面的翻皮、結疤、凹凸(tu)不平以及裂紋等缺陷均(jun)與鋼(gang)中(zhong)非(fei)金(jin)屬夾雜(za)物有關,其中(zhong)主(zhu)要是(shi) 和鈦的氧化物與氮化物。


   一些鋼廠1Cr18Ni9Ti不銹鋼管內表面翹皮和外表面螺旋形裂紋等缺陷也常常與鋼中氧化物、硅酸鹽和氮化物有關(試驗用鋼α相很低,為一級)。


   不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中常常觀察到(dao)有以氧化(hua)物(wu)和(he)硅酸鹽(yan)為(wei)“核心”,以各種(zhong)硫化(hua)物(wu),如MnS,(Fe,Mn)S為(wei)“外殼”的復雜夾雜物(wu)。這種(zhong)夾雜物(wu)對鋼(gang)的耐點蝕、耐縫隙腐蝕性能最為(wei)有害。


  國外對經退火、酸洗和表面精加工的06Cr19Ni10(304)不銹鋼冷軋表面的大量發紋進行了分析,結果表明:這些發紋是由于鋼中CaO和MnO的硅酸鹽經熱軋、冷軋后變形、伸長,再經酸洗,夾雜物脫落,最后經精加工便以發紋形態顯露了出來。


  國內生(sheng)產(chan)并大量出(chu)口的(de)2Cr13餐具,有的(de)由于使用前在(zai)運(yun)輸(shu)過程中(zhong)便嚴(yan)重(zhong)銹(xiu)蝕(shi)而導致全部退貨。國產(chan)2Cr13和(he)進口2Cr13板(ban)材(cai)耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)的(de)對比結果(表9.3)表明:國產(chan)板(ban)材(cai)擊穿電位很(hen)低(di),有的(de)板(ban)材(cai)根本不(bu)能(neng)鈍化。這說(shuo)明國產(chan)材(cai)耐(nai)銹(xiu)蝕(shi)性(xing)能(neng)較差。采取用硅鐵粉代替原用的(de)全鋁粉脫氧等措施(shi),最終2Cr13板(ban)材(cai)耐(nai)銹(xiu)蝕(shi)不(bu)良問題獲得了圓滿(man)解決。


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三(san)、氮化物的有害作(zuo)用 


   由于不銹鋼中的氮化物夾雜硬度高,不易變形,在鋼材中又多成群分布,所以對鋼的不利影響與Al2O3、SiO2等氧化物夾雜相當類似。如降低鋼的橫向性能、抗疲勞性能和拋光性能等。


   氮(dan)化物(wu)(wu)對鋼(gang)的(de)(de)力學性(xing)能(neng)的(de)(de)有(you)害作用,在中、高(gao)(gao)鉻鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)中最為明(ming)顯(xian)。圖(tu)9.6系氮(dan)化物(wu)(wu)對高(gao)(gao)純00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不銹(xiu)鋼(gang)脆(cui)(cui)性(xing)轉(zhuan)(zhuan)變溫度的(de)(de)影(ying)響(xiang)。可以看出,隨(sui)鋼(gang)中氮(dan)化物(wu)(wu)(TiN,NbN,AIN等)的(de)(de)增加,鋼(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)性(xing)轉(zhuan)(zhuan)變溫度明(ming)顯(xian)上升。研究表明(ming),呈幾何(he)形狀存在的(de)(de)氮(dan)化物(wu)(wu)是(shi)導(dao)致00Cr18Mo2鋼(gang)脆(cui)(cui)性(xing)穿晶斷裂的(de)(de)裂紋源。


   在含鈦的不銹鋼(1Cr18Ni9Ti,06Cr18Ni11Ti等)中,由于氮可與鈦形成TiN、Ti(C,N),以及鋼液中TiO2、Al2O3等的存在,常常使連鑄坯表面缺陷增加,鑄坯內部純凈度也降低。不僅增加鑄坯的修磨量和金屬的消耗,而且使鋼材成品質量下降。


   不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)非金(jin)屬(shu)夾雜(za)(za)物(wu)(wu)常常是各(ge)類夾雜(za)(za)物(wu)(wu)共(gong)存。因此(ci),對鋼(gang)(gang)的(de)(de)有害作用也經常是各(ge)類夾雜(za)(za)物(wu)(wu)綜合作用的(de)(de)結(jie)果。圖9.7便(bian)是非金(jin)屬(shu)夾雜(za)(za)物(wu)(wu)對一(yi)種(zhong)超低碳、含氮的(de)(de)鉻鎳奧氏體不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)沖擊韌性的(de)(de)影響(xiang)。顯然,夾雜(za)(za)物(wu)(wu)增加,鋼(gang)(gang)的(de)(de)沖擊韌性顯著下降。




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