一、硫化物(wu)的有害(hai)作(zuo)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(xiu)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)表明(ming),低(di)(di)錳量的0Cr18Ni9其耐點蝕(shi)性能與含約2%Mo的正常錳量的0Cr17Ni14Mo2相當。國內在生產中已(yi)采取(qu)措施(shi),在盡量降(jiang)低(di)(di)18-8鉻(ge)鎳鋼中硫(liu)量的同時,也(ye)在降(jiang)低(di)(di)鋼中錳量,一般控制在1%以下(大多(duo)約0.5%)。


   由于硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)和氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)復合夾(jia)雜的(de)存在,破壞了(le)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)基體的(de)連(lian)續性(xing)(xing)(xing),經熱加(jia)工后,硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)延(yan)伸變(bian)形(xing),而氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)夾(jia)雜不變(bian)形(xing),夾(jia)雜兩端形(xing)成微裂,導致了(le)應力集(ji)中(zhong),同時還強化(hua)(hua)(hua)了(le)鋼(gang)(gang)的(de)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能的(de)方向(xiang)性(xing)(xing)(xing)。所以鋼(gang)(gang)中(zhong)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)另(ling)一有害作(zuo)用(yong)是降(jiang)低鋼(gang)(gang)的(de)塑(su)、韌(ren)性(xing)(xing)(xing)和抗疲勞性(xing)(xing)(xing)能,特別是橫向(xiang)性(xing)(xing)(xing)能。



二、氧化物和硅酸鹽的有害作用


   鋼(gang)(gang)中(zhong)夾(jia)雜物的(de)存在,破壞了不銹(xiu)鋼(gang)(gang)基體的(de)連續性并導(dao)致(zhi)應力集中(zhong),從而降(jiang)低(di)鋼(gang)(gang)的(de)塑、韌(ren)性和抗疲勞性能,鋼(gang)(gang)中(zhong)氧化物和硅酸鹽也不例外,由于(yu)  等(deng)夾(jia)雜硬度高,難(nan)變形,多呈鏈(lian)狀、串狀,一(yi)方面增強鋼(gang)(gang)的(de)力學性能的(de)方向性,使(shi)橫向性能惡化,另一(yi)方面使(shi)鋼(gang)(gang)的(de)切削加(jia)工性下降(jiang),而且很難(nan)拋光。


   1Cr18Ni9Ti連(lian)鑄坯(pi)表面的翻(fan)皮、結疤、凹凸(tu)不平以(yi)及(ji)裂紋等缺陷均與(yu)鋼中非金屬夾雜物有(you)關(guan),其中主(zhu)要是 和(he)鈦的氧(yang)化(hua)物與(yu)氮化(hua)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)銹鋼中(zhong)常常觀察到有(you)以氧(yang)化(hua)物和(he)硅酸鹽(yan)為(wei)“核心”,以各種硫化(hua)物,如(ru)MnS,(Fe,Mn)S為(wei)“外殼”的復雜夾(jia)雜物。這種夾(jia)雜物對(dui)鋼的耐點蝕、耐縫隙腐蝕性能(neng)最為(wei)有(you)害(hai)。


  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(guo)(guo)(guo)內生產并大量出口的(de)(de)(de)2Cr13餐(can)具,有(you)(you)的(de)(de)(de)由于使用(yong)前在運輸(shu)過程(cheng)中(zhong)便嚴重銹(xiu)蝕而導致全(quan)部退貨。國(guo)(guo)(guo)產2Cr13和進口2Cr13板(ban)材(cai)耐點蝕性的(de)(de)(de)對比結果(表9.3)表明:國(guo)(guo)(guo)產板(ban)材(cai)擊穿電位很低,有(you)(you)的(de)(de)(de)板(ban)材(cai)根(gen)本不能鈍化。這說(shuo)明國(guo)(guo)(guo)產材(cai)耐銹(xiu)蝕性能較差。采取用(yong)硅(gui)鐵粉代替原(yuan)用(yong)的(de)(de)(de)全(quan)鋁(lv)粉脫氧等(deng)措施,最終(zhong)2Cr13板(ban)材(cai)耐銹(xiu)蝕不良問題獲(huo)得了圓滿解決(jue)。


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三(san)、氮化物的有害作用(yong) 


   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)(dan)化(hua)物對鋼(gang)的力學性(xing)能的有害(hai)作用(yong),在中、高鉻鐵素體不銹鋼(gang)中最為明(ming)顯(xian)。圖(tu)9.6系氮(dan)(dan)化(hua)物對高純(chun)00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不銹鋼(gang)脆性(xing)轉(zhuan)變溫度(du)的影響。可以看出(chu),隨鋼(gang)中氮(dan)(dan)化(hua)物(TiN,NbN,AIN等)的增加,鋼(gang)的脆性(xing)轉(zhuan)變溫度(du)明(ming)顯(xian)上升。研究表(biao)明(ming),呈幾何形(xing)狀存在的氮(dan)(dan)化(hua)物是導致00Cr18Mo2鋼(gang)脆性(xing)穿(chuan)晶斷裂的裂紋源。


   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。


   不銹鋼中(zhong)的(de)非金屬夾(jia)雜(za)物常(chang)常(chang)是各(ge)類夾(jia)雜(za)物共存。因此(ci),對鋼的(de)有害作用(yong)也經常(chang)是各(ge)類夾(jia)雜(za)物綜合(he)作用(yong)的(de)結果。圖(tu)9.7便是非金屬夾(jia)雜(za)物對一種超低碳、含氮的(de)鉻鎳奧氏體不銹鋼的(de)沖(chong)擊韌(ren)性的(de)影響(xiang)。顯然,夾(jia)雜(za)物增加,鋼的(de)沖(chong)擊韌(ren)性顯著下降。




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