不銹鋼是指主加元素鉻含量能使鋼處于鈍化狀態,又具有不銹特性的鋼。為此,不銹鋼w(Cr)應高于12%(不銹鋼是一類以Fe-Cr、Fe-Cr-C、Fe-Cr-Ni為合金系的高合金鋼,作為此類的鋼必須含有質量分數不低于10.5%的鉻,含有這個最低鉻含量的鋼在其表面可以形成一個惰性氧化物層,這個惰性氧化物層可以保護內層的金屬在不含腐蝕介質的空氣中不被氧化和腐蝕。某些鉻的質量分數低于11%的鋼,比如用于電站的w(Cr)=9%鉻的合金鋼有時也被劃為不銹鋼,同時也要指出某些w(Cr)=12%的鋼,甚至更高鉻含量的鋼,暴露在空氣中也會生銹。這是因為某些鉻被結合成碳化物或其他化合物而降低了母材中的鉻含量,使其低于形成連續氧化物保護層所必須的鉻含量水平,如25%Cr-4%C)。此時,鋼的表面能迅速形成致密的Cr2O3氧化膜,使鋼的電極電位和在氧化性介質中的耐蝕性發生突變性提高。在非氧化介質(HCl、H2SO4)中,鉻的作用并不明顯,除了鉻外,不銹鋼中還須加入能使鋼鈍化的鎳、鉬等其它元素。通常所說的不銹鋼實際是不銹鋼和耐酸鋼的總稱,不銹鋼一般泛指在大氣、水等弱酸、堿、鹽等強腐蝕介質中耐蝕的鋼。兩者在化學成分上的共同特點是w(Cr)均在12%以上,但由于合金化的差異,不銹鋼并不一定耐酸,而耐酸鋼一般具有良好的不銹鋼性能。
一、不銹鋼發展史(shi)
1、 1821:法(fa)國人Berthier 進行(xing)在鋼中加鉻的試(shi)驗;
2、 1897:德國人Goldschmidt開發了生(sheng)產低碳(tan)含鉻合金鋼(gang)的技(ji)術;
3、 1904~1909:在法國和德(de)國生(sheng)產了w(Cr)=13%和17%的(de)合金(jin)鋼;
4、 1913:英國人Brearly在Thomas Firth and Sons公(gong)司澆(jiao)鑄(zhu)了第一塊商業鑄(zhu)錠,鑄(zhu)件號No.1008,成分(fen)(質量分(fen)數(shu)):0.24%C、0.2%Si、0.44%Mn、12.86%Cr。
5、 1916:9月5日美國w(Cr)=9%~16%,w(Cr)<0.7%的鋼(gang)發布專利(li):專利(li)號1,197,256。
把鉻(ge)(ge)加(jia)到(dao)鋼(gang)(gang)(gang)中并揭示其耐腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)有利效應要歸功于(yu)(yu)法國人Berthier,他在1821年(nian)開(kai)發(fa)(fa)了一種(zhong)w(Cr)=1.5%的(de)(de)(de)合(he)金(jin)并建(jian)議用(yong)于(yu)(yu)餐刀。然而(er)對(dui)這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)早期(qi)實驗發(fa)(fa)現:隨鉻(ge)(ge)含(han)(han)量(liang)增加(jia)其成(cheng)型性劇烈變壞(huai)(由于(yu)(yu)早期(qi)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)碳含(han)(han)量(liang)很高),因而(er)直到(dao)20世(shi)紀初期(qi)開(kai)發(fa)(fa)這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)興趣仍然不大。對(dui)于(yu)(yu)耐蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)興趣在1900年(nian)到(dao)1915年(nian)期(qi)間(jian)又重新興起,很多冶金(jin)學(xue)家為開(kai)發(fa)(fa)耐蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)(gang)而(er)獲得(de)信貸。這(zhe)各重新興起開(kai)發(fa)(fa)耐蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)(gang)活動的(de)(de)(de)催化劑(ji)是1897年(nian)Goldschmidt在德(de)國開(kai)發(fa)(fa)了生產低碳含(han)(han)鉻(ge)(ge)合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)技術。隨后不久Guillet(1904), Portevin(1909) 和Giesen(1909)等(deng)發(fa)(fa)表了描述(shu)w(Cr)=13%的(de)(de)(de)馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和w(Cr)=18%的(de)(de)(de)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)微觀(guan)組織(zhi)和性能(neng)的(de)(de)(de)論文。1909年(nian)Guillet還發(fa)(fa)表了一篇關于(yu)(yu)鉻(ge)(ge)-鎳鋼(gang)(gang)(gang)研究的(de)(de)(de)論文,這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)奧氏體類不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)前(qian)驅。
英國(guo)人Brearly被(bei)認(ren)為(wei)是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)發明者,當時是為(wei)了研(yan)究(jiu)由w(Cr)=5%鋼(gang)制(zhi)作的(de)(de)來復槍槍膛(tang)因內部腐蝕(shi)而(er)失效的(de)(de)問題(ti),通過研(yan)究(jiu)在1913年8月他鑄成(cheng)(cheng)了成(cheng)(cheng)份(質量分數)為(wei)12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和0.44%Mn的(de)(de)合格鑄錠。這(zhe)種鋼(gang)被(bei)用來制(zhi)造了12個實驗槍管(guan),雖然并沒有像所期望(wang)的(de)(de)那樣改進槍管(guan)的(de)(de)腐蝕(shi)問題(ti),但其中某些材料被(bei)用來制(zhi)造餐刀刀片(pian)而(er)開(kai)始了應用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)紀元(yuan)。
二、不銹鋼的種(zhong)類、化學成分及(ji)其(qi)用(yong)途
不銹鋼按照組織類型,可分為五類,即鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。
不(bu)銹鋼(gang)的(de)重要特性(xing)(xing)(xing)之(zhi)一是(shi)耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing),然而(er)不(bu)銹鋼(gang)的(de)不(bu)銹性(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)都是(shi)相對的(de),有(you)(you)(you)條件的(de),受到諸多因(yin)素的(de)影響,包(bao)括介(jie)質種類、濃度(du)、純凈度(du)、流動(dong)狀態、使(shi)用(yong)環境的(de)溫度(du)、壓力(li)等,目前還沒(mei)有(you)(you)(you)對任何腐蝕環境都具有(you)(you)(you)耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)的(de)不(bu)銹鋼(gang)。因(yin)此(ci),不(bu)銹鋼(gang)的(de)選(xuan)用(yong)應(ying)根(gen)據具體的(de)使(shi)用(yong)條件加以合理(li)選(xuan)擇,才(cai)能獲得良好的(de)使(shi)用(yong)效果。
奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)各種類型不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)應(ying)用最廣泛(fan),品種也最多。由于奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)鉻、鎳含量較高,因(yin)(yin)此在(zai)氧化性(xing)(xing)、中(zhong)性(xing)(xing)以及弱還(huan)原(yuan)性(xing)(xing)介質(zhi)中(zhong)均具有(you)良好的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)。奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)塑韌性(xing)(xing)優良,冷熱加工性(xing)(xing)能(neng)俱佳,焊接性(xing)(xing)優于其(qi)它類型不銹(xiu)鋼(gang),因(yin)(yin)而(er)廣泛(fan)應(ying)用于建筑裝飾、食品工業(ye)、醫療器(qi)械、紡織印染設備(bei)以及石(shi)油、化工 、原(yuan)子能(neng)等工業(ye)領域。
鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)應用(yong)(yong)比較廣泛,其中Cr13和Cr17型鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)主要(yao)用(yong)(yong)于(yu)腐蝕環(huan)境不(bu)十分苛刻的(de)場合,例(li)如(ru)室內裝飾、廚房(fang)設備、家電產品(pin)、家用(yong)(yong)器(qi)具等(deng)。超低碳(tan)高鉻含(han)鉬鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)因(yin)對氯(lv)化物應力腐蝕不(bu)敏感,同時具有(you)良好的(de)耐點(dian)蝕、縫隙(xi)腐蝕性能,因(yin)而廣泛用(yong)(yong)于(yu)熱交換(huan)設備、耐海水設備、有(you)機酸(suan)及制堿設備等(deng)。
馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)應用較為普遍的(de)是Cr13型馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)。為獲得(de)或改善(shan)某些性(xing)能(neng),添(tian)加(jia)鎳(nie)、鉬等合金元(yuan)素,形成(cheng)一些新的(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)。馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)主要(yao)用于硬度(du)、強度(du)要(yao)求較高(gao),耐腐蝕(shi)要(yao)求不太高(gao)的(de)場合,如量(liang)具、刀具、餐(can)具、彈簧、軸(zhou)承(cheng)、氣輪(lun)(lun)機葉片、水輪(lun)(lun)機轉輪(lun)(lun)、泵、閥等。
雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是金相組織由奧氏(shi)體(ti)(ti)和鐵素(su)體(ti)(ti)兩(liang)相組成的不(bu)銹(xiu)鋼(gang),而且(qie)各相占(zhan)有較(jiao)大(da)的比例。雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的一些特點,韌性良(liang)好 、強度(du)較(jiao)高,耐氯化物應力腐蝕。適于(yu)制作海水處理設(she)備、冷凝器,熱(re)交換器等,在(zai)石油、化工領(ling)域(yu)應用廣泛。
沉淀硬化(hua)(hua)(hua)不銹鋼是在不銹鋼中單獨或復合添加硬化(hua)(hua)(hua)元(yuan)素,通過(guo)適(shi)當(dang)熱處理(li)獲(huo)得高(gao)(gao)強度(du)、高(gao)(gao)韌性并具有(you)良(liang)好腐蝕性的一類不銹鋼。通常作為耐(nai)磨、耐(nai)蝕、高(gao)(gao)強度(du)結構件(jian),如軸(zhou)、齒輪、葉片(pian)等轉動部(bu)件(jian)和螺栓、銷子、墊(dian)圈、彈簧、閥、泵(beng)等零部(bu)件(jian)以及(ji)高(gao)(gao)強度(du)壓力容器、化(hua)(hua)(hua)工(gong)處理(li)設備等。
三、不銹鋼(gang)的組織特點
因化學元(yuan)(yuan)素(su)(su)含量的(de)上下限和(he)熱處(chu)理(li)狀態的(de)差異,從(cong)各元(yuan)(yuan)素(su)(su)對(dui)不銹鋼組織的(de)影響和(he)作(zuo)用(yong)(yong)程(cheng)度(du)(du)來看,基(ji)本(ben)上有兩類(lei)元(yuan)(yuan)素(su)(su)。一類(lei)是(shi)形成或穩(wen)定(ding)奧氏體的(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su):碳、鎳(nie)、錳、氮和(he)銅等(deng),其中碳和(he)氮作(zuo)用(yong)(yong)程(cheng)度(du)(du)最(zui)(zui)大。另一類(lei)是(shi)縮小(xiao)甚至(zhi)封閉γ相(xiang)區即形成鐵素(su)(su)體的(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su):鉻、硅、鉬、鈦(tai)、鈮、鉭、釩、鎢和(he)鋁等(deng),其中鈮的(de)作(zuo)用(yong)(yong)程(cheng)度(du)(du)最(zui)(zui)小(xiao)。
不銹(xiu)鋼的(de)組(zu)織有以下幾種組(zu)織類型(xing):
1. 奧(ao)氏體不銹鋼(gang)
奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有(you)Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等系(xi)列。為改善某(mou)些(xie)性能(neng),滿足特殊用途要求,在一(yi)些(xie)鋼(gang)中單獨或復合添(tian)加了氮、鈮、銅(tong)、硅等合金(jin)元(yuan)素(su)。奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)通(tong)(tong)常在室溫下為純(chun)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組織,也有(you)一(yi)些(xie)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)室溫下的(de)組織為奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)加少量鐵素(su)體(ti)(ti),這種少量鐵素(su)體(ti)(ti)有(you)助于防(fang)止(zhi)熱(re)(re)裂紋的(de)產生。奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)能(neng)用熱(re)(re)處理(li)方(fang)法強化(hua)(hua),但(dan)由于這類鋼(gang)具(ju)有(you)明顯(xian)的(de)冷加工硬化(hua)(hua)性,可通(tong)(tong)過(guo)冷變形(xing)方(fang)法提(ti)高強度。經冷變形(xing)產生的(de)加工硬化(hua)(hua),可采用固溶處理(li)使之軟化(hua)(hua)。
2. 鐵素體不銹鋼
今年來鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)逐(zhu)漸向(xiang)低(di)碳高純度發展,使鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)傾向(xiang)和焊接性(xing)(xing)得到明顯(xian)改(gai)善。該類鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)固溶狀態(tai)下為鐵(tie)(tie)素體組(zu)織(zhi)。當鋼(gang)(gang)(gang)中w(Cr)超過(guo)16%時,仍存在(zai)(zai)加熱(re)(re)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)傾向(xiang)。在(zai)(zai)400~600℃溫度區間(jian)停留(liu)易出(chu)現475℃脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua),在(zai)(zai)650~850℃溫度區間(jian)易引(yin)起σ相析(xi)出(chu)而導致的(de)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua),加熱(re)(re)至900℃以(yi)上易造成晶粒粗化(hua)(hua),使韌性(xing)(xing)降低(di)。這(zhe)類鋼(gang)(gang)(gang)還有(you)脆(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)變(bian)特性(xing)(xing),其(qi)脆(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)變(bian)溫度與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)中碳、氮含量,熱(re)(re)處(chu)理時的(de)冷卻速(su)度以(yi)及截面尺(chi)(chi)寸有(you)關,碳、氮含量越低(di),截面尺(chi)(chi)寸越小,脆(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)變(bian)溫度越低(di)。475℃脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)和σ相析(xi)出(chu)引(yin)起的(de)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua),可(ke)通過(guo)熱(re)(re)處(chu)理方法予以(yi)消(xiao)除(chu)(chu)。采用(yong)516℃以(yi)上短時加熱(re)(re)后(hou)空冷,可(ke)消(xiao)除(chu)(chu)475℃脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua),加熱(re)(re)到900℃以(yi)上急冷可(ke)消(xiao)除(chu)(chu)σ相脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)。
3. 馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)
馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)w(Cr)范圍(wei)在(zai)12%~18%,w(C)范圍(wei)在(zai)0.1%~1.0%,也有一些含碳量(liang)更低的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang),如(ru)0Cr13Ni5Mo等(deng)。馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)加(jia)熱(re)時可形成奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti),一般在(zai)油或空氣中(zhong)冷卻即可得到馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織,含碳量(liang)較低的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)淬火狀(zhuang)態的(de)組織為板(ban)條馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)加(jia)少量(liang)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti),如(ru)1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等(deng)。當(dang)w(C)超(chao)過0.3%時,正常(chang)淬火溫度加(jia)熱(re)時碳化(hua)物不(bu)(bu)能完(wan)全固溶,淬火后的(de)組織為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)加(jia)碳化(hua)物。
馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)可以(yi)(yi)達(da)到(dao)很(hen)寬的(de)(de)強度(du)范圍,屈服強度(du)可以(yi)(yi)從退火狀態(tai)下的(de)(de)275MPa到(dao)淬(cui)火+回火狀態(tai)下的(de)(de)1900MPa。對(dui)于大多數的(de)(de)工程應用,淬(cui)火后的(de)(de)鋼(gang)一(yi)般要(yao)進行回火,以(yi)(yi)得到(dao)所需的(de)(de)韌(ren)性和(he)塑性。
4. 鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙相(xiang)不銹鋼(gang)
鐵素(su)體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相不(bu)銹鋼室溫下的(de)(de)(de)組織為鐵素(su)體(ti)加奧氏體(ti),通(tong)常鐵素(su)體(ti)的(de)(de)(de)體(ti)積分(fen)數(shu)不(bu)低(di)(di)于50%。雙(shuang)相不(bu)銹鋼與(yu)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼相比(bi),具(ju)有較(jiao)低(di)(di)的(de)(de)(de)熱(re)裂(lie)傾(qing)向(xiang),而(er)與(yu)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼相比(bi),則具(ju)有較(jiao)低(di)(di)的(de)(de)(de)加熱(re)脆(cui)化傾(qing)向(xiang),其焊(han)接熱(re)影響區鐵素(su)體(ti)的(de)(de)(de)粗化程度(du)也較(jiao)低(di)(di)。但(dan)這(zhe)類鋼仍然(ran)存在鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)各(ge)種加熱(re)脆(cui)性傾(qing)向(xiang)。
5. 沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不銹鋼
沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)包括馬氏(shi)體(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、半奧氏(shi)體(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)奧氏(shi)體(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。由于(yu)這類鋼(gang)中(zhong)含有較(jiao)多硬(ying)化元素(su),比普(pu)通(tong)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的焊接性差。
四、不銹鋼的物理性能(neng)和力學性能(neng)
1. 不銹鋼物理性能
奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)比電阻(zu)可達碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)5倍,線膨脹系(xi)數比碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)約大(da)50%,而(er)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)線膨脹系(xi)數大(da)體(ti)(ti)上和碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)相等。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)熱導率為碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)1/2左右。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)通常是非磁性(xing)的(de)。鉻當(dang)量和鎳當(dang)量較(jiao)低的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在冷加(jia)工變(bian)形(xing)較(jiao)大(da)的(de)情況下,會產生(sheng)形(xing)變(bian)誘(you)導馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti),從(cong)而(er)產生(sheng)磁性(xing)。用熱處(chu)理方法可消除這種馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)和磁性(xing)。
2. 不銹(xiu)鋼(gang)的力(li)學性能
馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在退(tui)火狀(zhuang)態(tai)下,硬度(du)最低(di)(di),可淬火硬化,正常使用(yong)時(shi)的回火狀(zhuang)態(tai)的硬度(du)又稍有(you)(you)下降(jiang)。鐵素(su)體(ti)鋼(gang)的特點是常溫(wen)沖擊韌性低(di)(di)。當高溫(wen)長時(shi)間加(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi),力學性能(neng)將進(jin)一步(bu)惡(e)化,可能(neng)導致(zhi)475℃脆化、σ脆性或晶(jing)粒粗(cu)大等。奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)常溫(wen)具(ju)有(you)(you)低(di)(di)的屈強比(40%~50%),伸長率、斷面收縮率和沖擊吸(xi)(xi)收功均(jun)很高并具(ju)有(you)(you)高的冷(leng)加(jia)(jia)工硬化性。某些(xie)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)經(jing)高溫(wen)加(jia)(jia)熱(re)(re)后,會產(chan)生σ相和晶(jing)界析(xi)出碳化鉻(ge)引起的脆化現象。在低(di)(di)溫(wen)下,鐵素(su)體(ti)和馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的夏比沖擊吸(xi)(xi)收功均(jun)很低(di)(di),而奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)則有(you)(you)良好的低(di)(di)溫(wen)韌性。對含有(you)(you)百分之幾鐵素(su)體(ti)的奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),則應注意低(di)(di)溫(wen)下塑性和韌性降(jiang)低(di)(di)的問題。
五(wu)、不銹鋼的耐腐蝕(shi)性能
金(jin)屬受介(jie)質(zhi)的(de)化學(xue)及電化學(xue)作用(yong)而破(po)壞(huai)(huai)的(de)現象(xiang)稱為腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)主要腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)形(xing)式有均(jun)(jun)勻(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(表面(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi))和局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)包括(kuo)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)等。據統計,在不(bu)(bu)銹鋼(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破(po)壞(huai)(huai)事故中(zhong),由均(jun)(jun)勻(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)引起(qi)的(de)僅(jin)占(zhan)約10%,而由局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)引起(qi)的(de)則高達(da)90%以(yi)上,由此可見,局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)相當嚴(yan)重的(de)。
1. 均勻腐蝕
均勻(yun)腐蝕是指(zhi)接觸的(de)金屬表面全部產生腐蝕的(de)現象。檢查(cha)方法多半使用失重(zhong)法。
2. 局部腐(fu)蝕
①. 晶間腐(fu)蝕
在腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質作(zuo)用下(xia),起源于金屬表面(mian)沿晶(jing)界深入金屬內部的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)稱為晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。它是一種(zhong)局部性腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)導(dao)致(zhi)晶(jing)粒間的(de)(de)(de)結合力(li)喪失,材料強度幾(ji)乎消失,是一種(zhong)很值得(de)重視的(de)(de)(de)危險的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)現象。導(dao)致(zhi)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)原因很多(duo),概括(kuo)有以下(xia)幾(ji)種(zhong):
a.碳化鉻析出引起的(de)晶間腐蝕(shi)
b.σ相析出引(yin)起的晶間(jian)腐(fu)蝕
c.晶(jing)界吸(xi)附引起的(de)晶(jing)間腐蝕
d.穩定元素高溫溶解引起的晶間腐(fu)蝕
②. 點蝕(shi)及縫隙腐蝕(shi)
點(dian)蝕及縫隙腐蝕的(de)(de)共同(tong)機理是(shi)腐蝕區間產生“閉塞(sai)電池腐蝕”作用所致(zhi),但各(ge)自(zi)的(de)(de)具體原因不(bu)相同(tong)。
點蝕(shi)是(shi)指(zhi)在金屬材料表(biao)(biao)面產生的尺(chi)寸(cun)約(yue)小(xiao)于1.0mm的穿孔(kong)性或蝕(shi)坑性的宏觀腐(fu)蝕(shi)。點蝕(shi)的形(xing)成主要是(shi)由于材料表(biao)(biao)面鈍化膜(mo)的局部破(po)壞所引(yin)起的。
縫隙(xi)腐蝕(shi)是金屬(shu)構件縫隙(xi)處發生的(de)斑點狀(zhuang)或潰(kui)瘍形宏觀蝕(shi)坑(keng)。它是以腐蝕(shi)部位的(de)特征命(ming)名的(de)。和點蝕(shi)形成(cheng)機理(li)有差(cha)異之點在于縫隙(xi)腐蝕(shi)主要(yao)是由(you)介(jie)質(zhi)的(de)電化學不均勻性引起的(de)。因此,改(gai)善(shan)運行條(tiao)件、改(gai)變介(jie)質(zhi)成(cheng)分和結構形式是防止縫隙(xi)腐蝕(shi)的(de)重(zhong)要(yao)措施。
③. 應力腐(fu)蝕斷裂(SCC)
應力腐蝕(shi)是指(zhi)在(zai)靜拉伸應力與電化學介(jie)質共同作用下,因陽(yang)極溶解過程引起(qi)的(de)斷(duan)裂(lie)。在(zai)應力與腐蝕(shi)介(jie)質共同作用下有三(san)種不同類型的(de)局(ju)部腐蝕(shi)——應力腐蝕(shi)、氫脆和腐蝕(shi)疲勞(lao)。

