一、硫化物的有害作用(yong)
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。
研究已表明,低(di)錳(meng)量(liang)的0Cr18Ni9其耐點蝕性能與含約2%Mo的正常錳(meng)量(liang)的0Cr17Ni14Mo2相當。國內在生產中(zhong)已采取措施,在盡量(liang)降低(di)18-8鉻鎳鋼(gang)中(zhong)硫量(liang)的同時,也(ye)在降低(di)鋼(gang)中(zhong)錳(meng)量(liang),一般(ban)控制在1%以下(xia)(大多約0.5%)。
由(you)于硫化物(wu)和氧化物(wu)復合(he)夾(jia)(jia)雜的(de)(de)存(cun)在,破壞了不銹鋼基體(ti)的(de)(de)連續性(xing)(xing),經(jing)熱(re)加工后,硫化物(wu)延伸變形,而氧化物(wu)夾(jia)(jia)雜不變形,夾(jia)(jia)雜兩端形成微裂,導致(zhi)了應力集中(zhong),同時還(huan)強化了鋼的(de)(de)力學性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)方(fang)向性(xing)(xing)。所(suo)以(yi)鋼中(zhong)硫化物(wu)的(de)(de)另一(yi)有害作用是降低鋼的(de)(de)塑、韌性(xing)(xing)和抗疲勞(lao)性(xing)(xing)能(neng),特別是橫向性(xing)(xing)能(neng)。
二、氧化物和硅(gui)酸鹽的(de)有害作(zuo)用
鋼(gang)中夾雜(za)物(wu)的(de)存在,破壞了不銹鋼(gang)基體(ti)的(de)連續性(xing)并導(dao)致應(ying)力集(ji)中,從而(er)降低(di)鋼(gang)的(de)塑、韌性(xing)和(he)抗疲勞(lao)性(xing)能(neng),鋼(gang)中氧化物(wu)和(he)硅(gui)酸鹽也(ye)不例外,由于 等(deng)夾雜(za)硬度高,難(nan)變形,多呈(cheng)鏈(lian)狀、串狀,一方(fang)面增強(qiang)鋼(gang)的(de)力學(xue)性(xing)能(neng)的(de)方(fang)向(xiang)(xiang)性(xing),使(shi)橫向(xiang)(xiang)性(xing)能(neng)惡化,另一方(fang)面使(shi)鋼(gang)的(de)切削(xue)加工性(xing)下降,而(er)且(qie)很難(nan)拋(pao)光。
1Cr18Ni9Ti連(lian)鑄坯表面的翻皮、結疤、凹凸(tu)不平以及(ji)裂紋等缺陷(xian)均(jun)與鋼(gang)中非金屬夾雜物(wu)有關,其中主要(yao)是 和鈦的氧化物(wu)與氮化物(wu)。
一些鋼廠1Cr18Ni9Ti不(bu)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(zhong)常常觀察到有(you)以氧化物(wu)和硅(gui)酸鹽(yan)為“核心”,以各種硫化物(wu),如MnS,(Fe,Mn)S為“外殼”的復雜(za)(za)夾雜(za)(za)物(wu)。這種夾雜(za)(za)物(wu)對鋼的耐點蝕(shi)、耐縫隙腐(fu)蝕(shi)性能最為有(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)內生產(chan)并大量出(chu)口的(de)(de)2Cr13餐具,有的(de)(de)由于使用(yong)前在運(yun)輸過程(cheng)中便嚴重銹(xiu)蝕而(er)導(dao)致全部退貨。國(guo)(guo)產(chan)2Cr13和進口2Cr13板(ban)材耐(nai)點蝕性的(de)(de)對(dui)比結果(表9.3)表明(ming):國(guo)(guo)產(chan)板(ban)材擊穿電位很低(di),有的(de)(de)板(ban)材根本不能鈍化。這說明(ming)國(guo)(guo)產(chan)材耐(nai)銹(xiu)蝕性能較(jiao)差。采取用(yong)硅(gui)鐵粉代替(ti)原用(yong)的(de)(de)全鋁粉脫氧等措施,最(zui)終2Cr13板(ban)材耐(nai)銹(xiu)蝕不良(liang)問題獲得了圓滿解決。

三、氮(dan)化物的有害作用
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(dan)化物(wu)對(dui)(dui)鋼的(de)(de)力(li)學(xue)性能的(de)(de)有(you)害(hai)作用,在中(zhong)、高鉻鐵素體不銹鋼中(zhong)最(zui)為明(ming)顯(xian)。圖(tu)9.6系氮(dan)化物(wu)對(dui)(dui)高純00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不銹鋼脆性轉變溫度的(de)(de)影響。可(ke)以看(kan)出,隨(sui)鋼中(zhong)氮(dan)化物(wu)(TiN,NbN,AIN等)的(de)(de)增加,鋼的(de)(de)脆性轉變溫度明(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)是(shi)導致00Cr18Mo2鋼脆性穿晶斷裂的(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)中的(de)非金(jin)屬(shu)夾雜(za)(za)(za)物常常是(shi)各(ge)類(lei)夾雜(za)(za)(za)物共存。因此,對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)有害作用也經常是(shi)各(ge)類(lei)夾雜(za)(za)(za)物綜合(he)作用的(de)結果(guo)。圖9.7便(bian)是(shi)非金(jin)屬(shu)夾雜(za)(za)(za)物對(dui)一種超低碳、含氮的(de)鉻鎳奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)的(de)沖擊韌(ren)(ren)性的(de)影響。顯然,夾雜(za)(za)(za)物增加,鋼(gang)(gang)的(de)沖擊韌(ren)(ren)性顯著下降。

