一(yi)、硫化物的有害作用 


   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(bu)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。


   研究已表明(ming),低錳(meng)量(liang)的0Cr18Ni9其耐(nai)點蝕性能與含(han)約2%Mo的正常錳(meng)量(liang)的0Cr17Ni14Mo2相當。國內在生產中(zhong)已采取措(cuo)施,在盡量(liang)降(jiang)低18-8鉻(ge)鎳鋼中(zhong)硫量(liang)的同時,也在降(jiang)低鋼中(zhong)錳(meng)量(liang),一般(ban)控制在1%以下(大多(duo)約0.5%)。


   由于硫(liu)(liu)化(hua)(hua)物和氧化(hua)(hua)物復(fu)合夾(jia)雜(za)(za)的存(cun)在,破壞了不(bu)銹鋼(gang)基體的連續性(xing)(xing)(xing),經熱加工后,硫(liu)(liu)化(hua)(hua)物延伸(shen)變形,而氧化(hua)(hua)物夾(jia)雜(za)(za)不(bu)變形,夾(jia)雜(za)(za)兩端形成(cheng)微(wei)裂(lie),導致了應力集中,同時還強化(hua)(hua)了鋼(gang)的力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的方向(xiang)性(xing)(xing)(xing)。所以鋼(gang)中硫(liu)(liu)化(hua)(hua)物的另(ling)一有害作用是(shi)降低(di)鋼(gang)的塑、韌性(xing)(xing)(xing)和抗(kang)疲勞性(xing)(xing)(xing)能(neng),特(te)別(bie)是(shi)橫向(xiang)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。



二、氧化物和硅(gui)酸鹽的有害作用(yong)


   鋼(gang)(gang)中(zhong)夾(jia)(jia)雜(za)物(wu)的存在,破壞了不銹鋼(gang)(gang)基體的連續性(xing)并(bing)導致應力(li)集中(zhong),從(cong)而降低鋼(gang)(gang)的塑、韌性(xing)和抗疲(pi)勞(lao)性(xing)能,鋼(gang)(gang)中(zhong)氧(yang)化物(wu)和硅酸鹽也不例(li)外(wai),由于  等夾(jia)(jia)雜(za)硬度高,難(nan)(nan)變形(xing),多呈鏈狀(zhuang)、串狀(zhuang),一方面增(zeng)強(qiang)鋼(gang)(gang)的力(li)學性(xing)能的方向(xiang)性(xing),使橫向(xiang)性(xing)能惡化,另一方面使鋼(gang)(gang)的切削加(jia)工性(xing)下降,而且很難(nan)(nan)拋(pao)光(guang)。


   1Cr18Ni9Ti連鑄(zhu)坯表面的翻皮、結疤、凹(ao)凸不平以(yi)及裂紋等缺陷均與(yu)鋼中非金屬夾雜物(wu)有關,其中主要是 和鈦(tai)的氧(yang)化物(wu)與(yu)氮化物(wu)。


   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)。


   不銹鋼中常常觀(guan)察到(dao)有以氧化物和硅(gui)酸鹽為(wei)(wei)(wei)“核心”,以各種(zhong)硫化物,如MnS,(Fe,Mn)S為(wei)(wei)(wei)“外殼”的(de)復(fu)雜夾雜物。這(zhe)種(zhong)夾雜物對(dui)鋼的(de)耐點(dian)蝕、耐縫(feng)隙(xi)腐蝕性能(neng)最為(wei)(wei)(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。


  國內生產(chan)并大量出口(kou)(kou)的2Cr13餐(can)具,有的由于使用(yong)前在運輸過程中便(bian)嚴重銹蝕(shi)(shi)而導致全部退貨。國產(chan)2Cr13和進口(kou)(kou)2Cr13板(ban)材耐點蝕(shi)(shi)性的對(dui)比結果(guo)(表9.3)表明:國產(chan)板(ban)材擊(ji)穿電位很低,有的板(ban)材根本不(bu)能鈍化(hua)。這說明國產(chan)材耐銹蝕(shi)(shi)性能較差(cha)。采(cai)取(qu)用(yong)硅鐵粉(fen)代替原(yuan)用(yong)的全鋁(lv)粉(fen)脫氧(yang)等措施,最終(zhong)2Cr13板(ban)材耐銹蝕(shi)(shi)不(bu)良問(wen)題獲得了圓滿解決。


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三、氮化物(wu)的有害(hai)作用 


   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。


   氮化物(wu)(wu)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)力學性能的(de)有害作用,在中(zhong)(zhong)、高鉻鐵素體不銹鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)最為明顯。圖(tu)9.6系氮化物(wu)(wu)對(dui)(dui)高純00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不銹鋼(gang)(gang)(gang)脆性轉變溫(wen)度的(de)影響(xiang)。可以看出,隨(sui)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)氮化物(wu)(wu)(TiN,NbN,AIN等)的(de)增加(jia),鋼(gang)(gang)(gang)的(de)脆性轉變溫(wen)度明顯上升。研(yan)究表明,呈(cheng)幾何形狀存在的(de)氮化物(wu)(wu)是導致00Cr18Mo2鋼(gang)(gang)(gang)脆性穿晶斷裂的(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)中的(de)(de)非金(jin)屬(shu)夾(jia)(jia)雜(za)物常(chang)常(chang)是各類夾(jia)(jia)雜(za)物共存。因此,對鋼(gang)(gang)的(de)(de)有害作用(yong)也經(jing)常(chang)是各類夾(jia)(jia)雜(za)物綜合作用(yong)的(de)(de)結(jie)果(guo)。圖9.7便(bian)是非金(jin)屬(shu)夾(jia)(jia)雜(za)物對一(yi)種超低碳、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。顯然,夾(jia)(jia)雜(za)物增加(jia),鋼(gang)(gang)的(de)(de)沖擊韌性顯著下降。




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