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
1、 1821:法國(guo)人Berthier 進行在鋼中加鉻的試驗;
2、 1897:德國(guo)人(ren)Goldschmidt開發(fa)了生產低碳含鉻合金鋼的技術(shu);
3、 1904~1909:在(zai)法國和德國生(sheng)產了w(Cr)=13%和17%的合金(jin)鋼;
4、 1913:英(ying)國人Brearly在Thomas Firth and Sons公司澆鑄(zhu)了第一(yi)塊商(shang)業鑄(zhu)錠(ding),鑄(zhu)件號No.1008,成分(質量分數):0.24%C、0.2%Si、0.44%Mn、12.86%Cr。
5、 1916:9月5日美國(guo)w(Cr)=9%~16%,w(Cr)<0.7%的(de)鋼發(fa)布專(zhuan)利:專(zhuan)利號1,197,256。
把鉻加(jia)到鋼(gang)中(zhong)并(bing)揭(jie)示其耐腐蝕(shi)的(de)有利效(xiao)應要歸功于(yu)法國人Berthier,他在(zai)(zai)1821年(nian)(nian)開發(fa)(fa)(fa)了一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)w(Cr)=1.5%的(de)合(he)金并(bing)建(jian)議用于(yu)餐刀(dao)。然(ran)而(er)對這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)早(zao)期(qi)實驗(yan)發(fa)(fa)(fa)現:隨(sui)(sui)鉻含(han)(han)量增加(jia)其成型性劇(ju)烈變壞(huai)(由于(yu)早(zao)期(qi)合(he)金的(de)碳含(han)(han)量很高),因而(er)直(zhi)到20世紀初期(qi)開發(fa)(fa)(fa)這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)興趣仍然(ran)不(bu)大。對于(yu)耐蝕(shi)鋼(gang)的(de)興趣在(zai)(zai)1900年(nian)(nian)到1915年(nian)(nian)期(qi)間(jian)又重(zhong)新興起,很多(duo)冶金學家為(wei)開發(fa)(fa)(fa)耐蝕(shi)鋼(gang)而(er)獲得信貸。這(zhe)(zhe)(zhe)各重(zhong)新興起開發(fa)(fa)(fa)耐蝕(shi)鋼(gang)活動的(de)催化(hua)劑是(shi)1897年(nian)(nian)Goldschmidt在(zai)(zai)德國開發(fa)(fa)(fa)了生產低(di)碳含(han)(han)鉻合(he)金鋼(gang)的(de)技術(shu)。隨(sui)(sui)后不(bu)久Guillet(1904), Portevin(1909) 和Giesen(1909)等(deng)發(fa)(fa)(fa)表了描述(shu)w(Cr)=13%的(de)馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和w(Cr)=18%的(de)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)微觀組織(zhi)和性能的(de)論文(wen)。1909年(nian)(nian)Guillet還發(fa)(fa)(fa)表了一(yi)(yi)篇關于(yu)鉻-鎳鋼(gang)研究(jiu)的(de)論文(wen),這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)奧氏體(ti)類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)前驅。
英(ying)國人Brearly被(bei)認為(wei)(wei)是不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)發(fa)明者,當時是為(wei)(wei)了(le)(le)研(yan)究由w(Cr)=5%鋼(gang)制(zhi)作的(de)(de)來(lai)復槍(qiang)(qiang)槍(qiang)(qiang)膛(tang)因內部腐蝕而失效的(de)(de)問題(ti),通過研(yan)究在1913年(nian)8月他鑄成了(le)(le)成份(質量(liang)分數)為(wei)(wei)12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和0.44%Mn的(de)(de)合格鑄錠。這種鋼(gang)被(bei)用(yong)來(lai)制(zhi)造了(le)(le)12個(ge)實驗(yan)槍(qiang)(qiang)管,雖(sui)然并沒有像所期(qi)望的(de)(de)那樣(yang)改進槍(qiang)(qiang)管的(de)(de)腐蝕問題(ti),但其中某些(xie)材料被(bei)用(yong)來(lai)制(zhi)造餐(can)刀(dao)刀(dao)片而開始了(le)(le)應用(yong)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)紀元。
二、不銹鋼的種類、化學(xue)成分及其用途
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)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)重要特性之一是(shi)(shi)耐(nai)(nai)蝕性,然(ran)而不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹性和耐(nai)(nai)蝕性都是(shi)(shi)相對的(de)(de),有條(tiao)件的(de)(de),受到諸多因素的(de)(de)影響,包括介(jie)質種類、濃(nong)度、純(chun)凈度、流(liu)動狀(zhuang)態、使用(yong)環(huan)(huan)境的(de)(de)溫度、壓力等(deng),目前還沒有對任何腐蝕環(huan)(huan)境都具有耐(nai)(nai)蝕性的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹鋼。因此,不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)選用(yong)應(ying)根據具體(ti)的(de)(de)使用(yong)條(tiao)件加以合理選擇,才能獲得良(liang)好的(de)(de)使用(yong)效果(guo)。
奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在各種類型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)應用(yong)最廣泛,品(pin)(pin)種也(ye)最多。由于(yu)(yu)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的鉻、鎳含量(liang)較高(gao),因(yin)此在氧(yang)化性(xing)、中(zhong)性(xing)以及弱還(huan)原(yuan)性(xing)介質中(zhong)均具有良(liang)好(hao)的耐(nai)蝕性(xing)。奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的塑韌性(xing)優良(liang),冷熱加工(gong)性(xing)能(neng)俱佳,焊接(jie)性(xing)優于(yu)(yu)其它類型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),因(yin)而廣泛應用(yong)于(yu)(yu)建筑裝飾、食品(pin)(pin)工(gong)業(ye)、醫療(liao)器(qi)械、紡織印染設備以及石油、化工(gong) 、原(yuan)子能(neng)等工(gong)業(ye)領域。
鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)應用比較(jiao)廣泛(fan),其中Cr13和Cr17型鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)主(zhu)要用于(yu)腐(fu)蝕(shi)環(huan)境(jing)不(bu)(bu)十分苛刻的(de)(de)場合(he),例(li)如室內裝(zhuang)飾、廚房設(she)備(bei)(bei)、家電產(chan)品、家用器具等(deng)。超低碳高(gao)鉻含鉬鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)因對氯(lv)化(hua)物應力腐(fu)蝕(shi)不(bu)(bu)敏感,同(tong)時具有(you)良(liang)好的(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)性能,因而廣泛(fan)用于(yu)熱(re)交換設(she)備(bei)(bei)、耐(nai)海水設(she)備(bei)(bei)、有(you)機酸及(ji)制堿設(she)備(bei)(bei)等(deng)。
馬(ma)(ma)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)應用較為普遍(bian)的是Cr13型馬(ma)(ma)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)。為獲得或改善(shan)某些(xie)(xie)性能,添加鎳、鉬等合金元素(su),形成一些(xie)(xie)新的馬(ma)(ma)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)。馬(ma)(ma)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)主要用于(yu)硬度、強度要求(qiu)較高,耐腐蝕(shi)要求(qiu)不(bu)(bu)太高的場合,如量具、刀具、餐具、彈簧、軸承(cheng)、氣輪機葉片(pian)、水輪機轉輪、泵、閥等。
雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)是金相(xiang)(xiang)組織由(you)奧氏(shi)體(ti)和鐵素體(ti)兩(liang)相(xiang)(xiang)組成(cheng)的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang),而且各相(xiang)(xiang)占有較大的(de)比例(li)。雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)具有奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)和鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)一(yi)些特點,韌性良好 、強度較高,耐氯化物(wu)應力腐蝕。適于制作海水處(chu)理設備、冷凝器,熱交換器等,在石油、化工領域應用廣泛(fan)。
沉(chen)淀硬(ying)化不銹鋼(gang)是在不銹鋼(gang)中(zhong)單獨(du)或復合添加(jia)硬(ying)化元素,通過適當熱(re)處理獲(huo)得高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)、高(gao)(gao)韌性(xing)(xing)并具有良好腐蝕(shi)性(xing)(xing)的一類不銹鋼(gang)。通常作為耐磨、耐蝕(shi)、高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)結構件,如軸(zhou)、齒輪、葉片等轉動部件和螺栓、銷子、墊圈、彈簧(huang)、閥、泵等零部件以及高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)壓力(li)容器、化工處理設備等。
三、不銹鋼的組(zu)織特點
因化學(xue)元素(su)含量(liang)的(de)(de)上下限(xian)和(he)(he)熱處(chu)理狀態的(de)(de)差異,從各元素(su)對不銹鋼組織的(de)(de)影響和(he)(he)作用程度(du)(du)來看,基本(ben)上有兩類元素(su)。一類是形(xing)成(cheng)或穩定奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)元素(su):碳、鎳(nie)、錳、氮和(he)(he)銅等(deng),其(qi)(qi)中碳和(he)(he)氮作用程度(du)(du)最大。另一類是縮小甚至封閉γ相區即(ji)形(xing)成(cheng)鐵素(su)體(ti)的(de)(de)元素(su):鉻、硅(gui)、鉬、鈦、鈮(ni)、鉭、釩、鎢和(he)(he)鋁等(deng),其(qi)(qi)中鈮(ni)的(de)(de)作用程度(du)(du)最小。
不(bu)銹(xiu)鋼的(de)組織(zhi)(zhi)有以(yi)下幾種組織(zhi)(zhi)類型:
1. 奧(ao)氏體不銹鋼
奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等(deng)系列。為(wei)改(gai)善某些(xie)性(xing)能,滿足特殊用途要求,在一(yi)些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)單獨或復(fu)合添加了氮、鈮(ni)、銅、硅等(deng)合金元素(su)。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)通常(chang)在室溫下(xia)為(wei)純奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體組(zu)(zu)織,也有(you)一(yi)些(xie)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)室溫下(xia)的組(zu)(zu)織為(wei)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體加少量鐵素(su)體,這種(zhong)少量鐵素(su)體有(you)助于防(fang)止熱裂紋的產生(sheng)。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)不能用熱處理方(fang)法(fa)強(qiang)化,但由于這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)明顯的冷(leng)加工硬化性(xing),可(ke)通過冷(leng)變形方(fang)法(fa)提高強(qiang)度。經冷(leng)變形產生(sheng)的加工硬化,可(ke)采(cai)用固溶處理使之軟化。
2. 鐵素體(ti)不銹鋼
今年來鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)逐(zhu)漸向低碳高純度(du)(du)發展(zhan),使(shi)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)脆(cui)化(hua)(hua)(hua)傾向和焊(han)接性(xing)得到(dao)(dao)明顯改(gai)善。該類鋼(gang)(gang)在(zai)固(gu)溶(rong)狀態(tai)下為(wei)鐵(tie)素(su)體(ti)組織。當鋼(gang)(gang)中w(Cr)超過16%時,仍存(cun)在(zai)加熱脆(cui)化(hua)(hua)(hua)傾向。在(zai)400~600℃溫度(du)(du)區(qu)間(jian)停留易出(chu)現475℃脆(cui)化(hua)(hua)(hua),在(zai)650~850℃溫度(du)(du)區(qu)間(jian)易引起σ相(xiang)(xiang)析出(chu)而導致(zhi)的(de)脆(cui)化(hua)(hua)(hua),加熱至900℃以(yi)(yi)上(shang)(shang)易造成晶粒粗化(hua)(hua)(hua),使(shi)韌性(xing)降低。這類鋼(gang)(gang)還有脆(cui)性(xing)轉變特性(xing),其脆(cui)性(xing)轉變溫度(du)(du)與鋼(gang)(gang)中碳、氮含(han)量,熱處(chu)理時的(de)冷(leng)卻速度(du)(du)以(yi)(yi)及截(jie)面(mian)尺寸有關,碳、氮含(han)量越(yue)低,截(jie)面(mian)尺寸越(yue)小,脆(cui)性(xing)轉變溫度(du)(du)越(yue)低。475℃脆(cui)化(hua)(hua)(hua)和σ相(xiang)(xiang)析出(chu)引起的(de)脆(cui)化(hua)(hua)(hua),可(ke)通(tong)過熱處(chu)理方(fang)法予以(yi)(yi)消(xiao)除。采用(yong)516℃以(yi)(yi)上(shang)(shang)短時加熱后空冷(leng),可(ke)消(xiao)除475℃脆(cui)化(hua)(hua)(hua),加熱到(dao)(dao)900℃以(yi)(yi)上(shang)(shang)急冷(leng)可(ke)消(xiao)除σ相(xiang)(xiang)脆(cui)化(hua)(hua)(hua)。
3. 馬氏體不銹鋼
馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)w(Cr)范(fan)圍(wei)在(zai)12%~18%,w(C)范(fan)圍(wei)在(zai)0.1%~1.0%,也(ye)有一(yi)些(xie)含碳量(liang)(liang)更低的(de)(de)馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang),如(ru)0Cr13Ni5Mo等。馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)加(jia)熱時可形成奧氏體(ti),一(yi)般在(zai)油(you)或空氣中冷(leng)卻即可得(de)到馬(ma)氏體(ti)組(zu)(zu)織(zhi),含碳量(liang)(liang)較低的(de)(de)馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)淬(cui)火狀(zhuang)態的(de)(de)組(zu)(zu)織(zhi)為(wei)板條馬(ma)氏體(ti)加(jia)少量(liang)(liang)鐵素體(ti),如(ru)1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等。當w(C)超過0.3%時,正常(chang)淬(cui)火溫度加(jia)熱時碳化物不能完全固(gu)溶,淬(cui)火后(hou)的(de)(de)組(zu)(zu)織(zhi)為(wei)馬(ma)氏體(ti)加(jia)碳化物。
馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼可(ke)以達到很寬(kuan)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)范圍,屈服強(qiang)度(du)(du)可(ke)以從退火(huo)狀態(tai)下的(de)(de)(de)275MPa到淬(cui)火(huo)+回火(huo)狀態(tai)下的(de)(de)(de)1900MPa。對于(yu)大多(duo)數的(de)(de)(de)工程應用,淬(cui)火(huo)后的(de)(de)(de)鋼一般要進行回火(huo),以得到所需的(de)(de)(de)韌性(xing)和塑(su)性(xing)。
4. 鐵素(su)體-奧氏(shi)體雙(shuang)相不銹鋼
鐵(tie)(tie)素(su)體-奧氏(shi)體雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)室溫下的(de)組織為鐵(tie)(tie)素(su)體加奧氏(shi)體,通(tong)常鐵(tie)(tie)素(su)體的(de)體積(ji)分數(shu)不低于50%。雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)與奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)相(xiang)比(bi)(bi),具有較(jiao)(jiao)低的(de)熱裂傾(qing)(qing)向,而與鐵(tie)(tie)素(su)體不銹鋼(gang)(gang)相(xiang)比(bi)(bi),則具有較(jiao)(jiao)低的(de)加熱脆化傾(qing)(qing)向,其焊接熱影響區鐵(tie)(tie)素(su)體的(de)粗(cu)化程度也較(jiao)(jiao)低。但這類鋼(gang)(gang)仍然存在鐵(tie)(tie)素(su)體不銹鋼(gang)(gang)的(de)各種加熱脆性傾(qing)(qing)向。
5. 沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼(gang)
沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼(gang)(gang)包括馬氏(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼(gang)(gang)、半奧氏(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼(gang)(gang)和奧氏(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼(gang)(gang)。由(you)于這類(lei)鋼(gang)(gang)中(zhong)含有(you)較多(duo)硬(ying)化(hua)元素,比普通奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的焊接性差。
四(si)、不銹鋼(gang)的物(wu)理性能(neng)和力學(xue)性能(neng)
1. 不銹(xiu)鋼(gang)物理性能
奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼比電阻(zu)可達碳鋼的(de)(de)5倍(bei),線(xian)膨(peng)脹系數比碳鋼的(de)(de)約大(da)50%,而(er)馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼和(he)(he)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)線(xian)膨(peng)脹系數大(da)體(ti)上和(he)(he)碳鋼的(de)(de)相(xiang)等(deng)。奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)熱(re)(re)導(dao)率為(wei)碳鋼的(de)(de)1/2左右(you)。奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼通常是非磁性(xing)的(de)(de)。鉻當量(liang)和(he)(he)鎳(nie)當量(liang)較低(di)的(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼在冷加工變形較大(da)的(de)(de)情況下,會產(chan)生形變誘導(dao)馬氏(shi)(shi)體(ti),從而(er)產(chan)生磁性(xing)。用(yong)熱(re)(re)處理方法可消(xiao)除(chu)這種馬氏(shi)(shi)體(ti)和(he)(he)磁性(xing)。
2. 不銹(xiu)鋼的力學(xue)性能
馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)退火(huo)狀(zhuang)態(tai)下(xia),硬度(du)最低(di)(di),可淬火(huo)硬化(hua)(hua),正常(chang)使用(yong)時的回火(huo)狀(zhuang)態(tai)的硬度(du)又稍有下(xia)降。鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)鋼的特(te)點是(shi)常(chang)溫(wen)沖擊韌性(xing)低(di)(di)。當高(gao)溫(wen)長(chang)時間加(jia)熱時,力(li)學性(xing)能(neng)將進(jin)一(yi)步惡化(hua)(hua),可能(neng)導致(zhi)475℃脆(cui)(cui)化(hua)(hua)、σ脆(cui)(cui)性(xing)或晶(jing)(jing)粒粗大等。奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼常(chang)溫(wen)具有低(di)(di)的屈(qu)強比(bi)(40%~50%),伸(shen)長(chang)率(lv)、斷(duan)面收縮(suo)率(lv)和(he)沖擊吸(xi)收功均很高(gao)并具有高(gao)的冷加(jia)工硬化(hua)(hua)性(xing)。某些奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼經(jing)高(gao)溫(wen)加(jia)熱后,會產生(sheng)σ相和(he)晶(jing)(jing)界析出碳化(hua)(hua)鉻引起的脆(cui)(cui)化(hua)(hua)現象。在(zai)低(di)(di)溫(wen)下(xia),鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)和(he)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的夏比(bi)沖擊吸(xi)收功均很低(di)(di),而(er)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼則(ze)有良好(hao)的低(di)(di)溫(wen)韌性(xing)。對(dui)含(han)有百分之幾鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)的奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,則(ze)應注意低(di)(di)溫(wen)下(xia)塑性(xing)和(he)韌性(xing)降低(di)(di)的問(wen)題。
五、不銹(xiu)鋼(gang)的耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)能
金屬受介質的(de)(de)(de)化學及(ji)電化學作用而破壞的(de)(de)(de)現象稱為腐(fu)(fu)蝕(shi),不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)主要腐(fu)(fu)蝕(shi)形式有均勻(yun)(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(表面腐(fu)(fu)蝕(shi))和局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi),局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)包括晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)、點腐(fu)(fu)蝕(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)和應力腐(fu)(fu)蝕(shi)等。據統(tong)計(ji),在不(bu)(bu)銹鋼(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)破壞事故中,由(you)均勻(yun)(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)引(yin)(yin)起的(de)(de)(de)僅(jin)占約10%,而由(you)局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)引(yin)(yin)起的(de)(de)(de)則高達90%以(yi)上,由(you)此(ci)可見,局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)是相當嚴重的(de)(de)(de)。
1. 均勻(yun)腐蝕
均勻腐(fu)蝕(shi)是指接(jie)觸的金(jin)屬表面全部產生(sheng)腐(fu)蝕(shi)的現象。檢查方法(fa)多半使用失重法(fa)。
2. 局部腐蝕(shi)
①. 晶間腐蝕
在腐蝕(shi)介質(zhi)作用下,起源于金(jin)屬(shu)表面沿(yan)晶(jing)界深入金(jin)屬(shu)內部(bu)的(de)(de)腐蝕(shi)稱為晶(jing)間腐蝕(shi)。它是一種(zhong)局(ju)部(bu)性腐蝕(shi)。晶(jing)間腐蝕(shi)導(dao)致(zhi)晶(jing)粒間的(de)(de)結合(he)力(li)喪失(shi),材料強度幾(ji)乎(hu)消失(shi),是一種(zhong)很值得重視的(de)(de)危險(xian)的(de)(de)腐蝕(shi)現(xian)象(xiang)。導(dao)致(zhi)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)(de)原因很多,概括(kuo)有以下幾(ji)種(zhong):
a.碳化鉻析(xi)出(chu)引起的晶間腐蝕
b.σ相(xiang)析出引(yin)起(qi)的晶(jing)間腐蝕(shi)
c.晶界吸附引(yin)起(qi)的晶間腐蝕
d.穩定元素(su)高溫溶解引起的晶(jing)間腐蝕
②. 點蝕及縫隙(xi)腐(fu)蝕
點蝕及(ji)縫隙腐蝕的共同機(ji)理是腐蝕區(qu)間產(chan)生“閉塞電池腐蝕”作用所致,但各自(zi)的具體(ti)原(yuan)因(yin)不相同。
點蝕(shi)是(shi)指在(zai)金屬(shu)材料表面產生的尺寸約小于1.0mm的穿孔(kong)性(xing)或蝕(shi)坑(keng)性(xing)的宏觀(guan)腐(fu)蝕(shi)。點蝕(shi)的形成主(zhu)要是(shi)由于材料表面鈍化膜(mo)的局部破壞(huai)所引起(qi)的。
縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)是金屬構件縫(feng)隙(xi)處發生(sheng)的(de)(de)斑點(dian)狀(zhuang)或潰(kui)瘍(yang)形宏觀蝕(shi)坑(keng)。它是以腐(fu)蝕(shi)部位的(de)(de)特征命名的(de)(de)。和點(dian)蝕(shi)形成機理有差異之點(dian)在于縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)主(zhu)要是由(you)介質的(de)(de)電化學不均勻性引起的(de)(de)。因(yin)此,改(gai)善運(yun)行(xing)條(tiao)件、改(gai)變介質成分和結構形式是防止縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)重要措施。
③. 應力腐蝕斷裂(SCC)
應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕是指在靜拉伸應(ying)力(li)(li)與(yu)電化學介質(zhi)共同作用下(xia),因陽極溶解過程引(yin)起(qi)的斷裂(lie)。在應(ying)力(li)(li)與(yu)腐(fu)蝕介質(zhi)共同作用下(xia)有三種不(bu)同類型的局(ju)部腐(fu)蝕——應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕、氫脆(cui)和腐(fu)蝕疲(pi)勞。