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(bu)銹鋼發(fa)展(zhan)史(shi)


 1、 1821:法國(guo)人Berthier 進行在鋼中(zhong)加鉻的試驗(yan);


 2、 1897:德國人Goldschmidt開發了生產低碳含鉻合金鋼(gang)的技術;


 3、 1904~1909:在法國(guo)和德國(guo)生產了w(Cr)=13%和17%的(de)合(he)金(jin)鋼;


 4、 1913:英國人Brearly在(zai)Thomas Firth and Sons公司澆鑄(zhu)了第一(yi)塊商(shang)業(ye)鑄(zhu)錠,鑄(zhu)件號No.1008,成分(fen)(質量分(fen)數):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(fa)布專(zhuan)利(li):專(zhuan)利(li)號1,197,256。


 把(ba)鉻加到鋼(gang)(gang)中并(bing)揭(jie)示(shi)其(qi)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)有利(li)效應要歸功于(yu)法國人Berthier,他在1821年(nian)開發(fa)(fa)(fa)了(le)一種(zhong)(zhong)w(Cr)=1.5%的(de)(de)(de)(de)合金并(bing)建議用于(yu)餐刀。然而對這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)早(zao)期(qi)實驗發(fa)(fa)(fa)現(xian):隨(sui)鉻含量增(zeng)加其(qi)成型(xing)性劇烈變壞(由于(yu)早(zao)期(qi)合金的(de)(de)(de)(de)碳(tan)含量很(hen)高),因而直(zhi)到20世(shi)紀初期(qi)開發(fa)(fa)(fa)這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)興趣(qu)仍(reng)然不(bu)(bu)大。對于(yu)耐(nai)蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)興趣(qu)在1900年(nian)到1915年(nian)期(qi)間(jian)又重新興起,很(hen)多冶金學(xue)家為(wei)開發(fa)(fa)(fa)耐(nai)蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)而獲得信貸。這(zhe)各重新興起開發(fa)(fa)(fa)耐(nai)蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)活動的(de)(de)(de)(de)催(cui)化劑(ji)是1897年(nian)Goldschmidt在德(de)國開發(fa)(fa)(fa)了(le)生產(chan)低碳(tan)含鉻合金鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)技術。隨(sui)后不(bu)(bu)久Guillet(1904), Portevin(1909) 和(he)Giesen(1909)等(deng)發(fa)(fa)(fa)表了(le)描(miao)述w(Cr)=13%的(de)(de)(de)(de)馬氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)w(Cr)=18%的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)微(wei)觀組織和(he)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)論文。1909年(nian)Guillet還發(fa)(fa)(fa)表了(le)一篇關于(yu)鉻-鎳(nie)鋼(gang)(gang)研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)論文,這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)類不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)前驅。


 英國人Brearly被認為是不(bu)銹(xiu)鋼的發明者,當時是為了(le)研究由w(Cr)=5%鋼制(zhi)作的來(lai)復(fu)槍(qiang)槍(qiang)膛因(yin)內部腐(fu)蝕而(er)失效的問(wen)題,通(tong)過研究在1913年8月他(ta)鑄成(cheng)了(le)成(cheng)份(質量分數)為12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和0.44%Mn的合(he)格鑄錠(ding)。這(zhe)種鋼被用來(lai)制(zhi)造(zao)了(le)12個實驗(yan)槍(qiang)管,雖(sui)然并沒有像所期望的那樣改(gai)進槍(qiang)管的腐(fu)蝕問(wen)題,但其中某些(xie)材(cai)料被用來(lai)制(zhi)造(zao)餐刀刀片而(er)開始(shi)了(le)應用不(bu)銹(xiu)鋼的紀元。



二、不銹鋼的種類(lei)、化學成(cheng)分及其用(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(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要特性(xing)之(zhi)一是耐蝕(shi)性(xing),然而(er)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)性(xing)和耐蝕(shi)性(xing)都(dou)是相對(dui)的(de)(de)(de)(de),有條(tiao)件(jian)的(de)(de)(de)(de),受到諸多因素的(de)(de)(de)(de)影響,包括介質種類、濃度(du)(du)、純凈(jing)度(du)(du)、流(liu)動狀態、使(shi)用(yong)環(huan)境的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)、壓(ya)力等,目(mu)前還沒有對(dui)任何腐蝕(shi)環(huan)境都(dou)具有耐蝕(shi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。因此,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)應根據具體的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)條(tiao)件(jian)加以合理(li)選(xuan)擇,才能獲得良好的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)效果。


  奧(ao)氏體不銹鋼(gang)(gang)在各種(zhong)類型(xing)不銹鋼(gang)(gang)中應用最廣(guang)泛,品(pin)種(zhong)也最多。由于奧(ao)氏體不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)鉻、鎳含量較(jiao)高,因(yin)此在氧化性(xing)(xing)、中性(xing)(xing)以及弱還原(yuan)性(xing)(xing)介質中均(jun)具(ju)有良好的(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)。奧(ao)氏體不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)塑韌性(xing)(xing)優良,冷熱加工性(xing)(xing)能俱佳,焊(han)接性(xing)(xing)優于其(qi)它(ta)類型(xing)不銹鋼(gang)(gang),因(yin)而廣(guang)泛應用于建筑裝飾、食品(pin)工業、醫療器械、紡織印染設(she)備以及石(shi)油、化工 、原(yuan)子能等工業領(ling)域。


  鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼的(de)應(ying)用比較廣泛,其中Cr13和Cr17型鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼主要用于(yu)腐(fu)蝕環境不(bu)十(shi)分(fen)苛刻的(de)場合,例如室內裝飾(shi)、廚房設備(bei)(bei)、家電產品(pin)、家用器具等。超低碳(tan)高鉻含(han)鉬(mu)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼因對(dui)氯(lv)化物應(ying)力腐(fu)蝕不(bu)敏感,同時(shi)具有良好的(de)耐點蝕、縫(feng)隙腐(fu)蝕性能,因而廣泛用于(yu)熱交換設備(bei)(bei)、耐海水設備(bei)(bei)、有機(ji)酸及制堿設備(bei)(bei)等。


 馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼應用(yong)較為普(pu)遍的(de)是Cr13型馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。為獲得或改(gai)善某(mou)些性能,添加鎳(nie)、鉬(mu)等(deng)合(he)金元(yuan)素,形成一些新的(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼主要用(yong)于硬度、強度要求較高,耐腐蝕要求不(bu)(bu)太(tai)高的(de)場合(he),如量具(ju)、刀具(ju)、餐具(ju)、彈簧(huang)、軸承、氣輪機(ji)葉片、水(shui)輪機(ji)轉輪、泵、閥等(deng)。


 雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)是金相組織由奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)和鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)兩相組成的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang),而(er)且(qie)各相占有較大的(de)(de)(de)比例。雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)具有奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)和鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)一些(xie)特點,韌性良(liang)好 、強(qiang)度較高,耐氯化物應力腐蝕。適(shi)于制(zhi)作海(hai)水處理設備、冷凝器(qi),熱交換器(qi)等(deng),在石(shi)油、化工領域(yu)應用廣泛(fan)。


 沉淀硬化(hua)(hua)不銹鋼(gang)是(shi)在不銹鋼(gang)中單(dan)獨或復合添加硬化(hua)(hua)元素,通過適當(dang)熱處理獲得高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)、高(gao)韌性并具有良好腐蝕性的一類不銹鋼(gang)。通常作(zuo)為耐磨、耐蝕、高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)結構件,如軸、齒(chi)輪、葉片(pian)等轉動(dong)部件和螺栓、銷子、墊圈(quan)、彈簧、閥、泵等零(ling)部件以及高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)壓(ya)力容(rong)器、化(hua)(hua)工處理設備等。



三、不(bu)銹鋼(gang)的(de)組織特點


 因化學元素(su)含(han)量的(de)上下限和熱(re)處理狀態的(de)差異,從(cong)各元素(su)對(dui)不銹鋼組織的(de)影響(xiang)和作(zuo)(zuo)用程(cheng)度(du)來(lai)看,基本上有兩類元素(su)。一類是形成或穩定奧(ao)氏體(ti)的(de)元素(su):碳、鎳、錳、氮和銅等(deng),其(qi)中碳和氮作(zuo)(zuo)用程(cheng)度(du)最大。另一類是縮小甚至封閉γ相區即形成鐵(tie)素(su)體(ti)的(de)元素(su):鉻、硅、鉬(mu)、鈦、鈮、鉭、釩、鎢(wu)和鋁等(deng),其(qi)中鈮的(de)作(zuo)(zuo)用程(cheng)度(du)最小。


 不銹(xiu)鋼的組織(zhi)有以(yi)下幾(ji)種組織(zhi)類型(xing):


 1. 奧氏(shi)體不(bu)銹鋼


 奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼有(you)(you)Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等系(xi)列。為改(gai)善某些性能,滿足特(te)殊(shu)用(yong)(yong)途要(yao)求,在一些鋼中單(dan)獨或復合添加了氮、鈮、銅、硅等合金(jin)元素(su)(su)。奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼通(tong)常在室(shi)溫(wen)下(xia)為純(chun)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體組織,也有(you)(you)一些奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼室(shi)溫(wen)下(xia)的組織為奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體加少(shao)量(liang)鐵素(su)(su)體,這種少(shao)量(liang)鐵素(su)(su)體有(you)(you)助(zhu)于(yu)防(fang)止熱裂紋的產生(sheng)。奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼不(bu)能用(yong)(yong)熱處理方法強(qiang)化(hua),但由于(yu)這類鋼具有(you)(you)明顯的冷加工(gong)硬化(hua)性,可通(tong)過(guo)冷變(bian)形(xing)方法提(ti)高強(qiang)度。經冷變(bian)形(xing)產生(sheng)的加工(gong)硬化(hua),可采用(yong)(yong)固溶處理使之軟化(hua)。


 2. 鐵素體不(bu)銹鋼


 今(jin)年來鐵(tie)素體不銹鋼(gang)(gang)(gang)逐(zhu)漸(jian)向低(di)(di)碳高純(chun)度(du)發展,使(shi)鐵(tie)素體不銹鋼(gang)(gang)(gang)的脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)傾向和焊接性(xing)(xing)(xing)得到明顯改善(shan)。該類鋼(gang)(gang)(gang)在固(gu)溶狀態下為鐵(tie)素體組織。當鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)w(Cr)超(chao)過16%時,仍存在加熱脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)傾向。在400~600℃溫度(du)區(qu)間停(ting)留易(yi)出(chu)現475℃脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua),在650~850℃溫度(du)區(qu)間易(yi)引起(qi)σ相析(xi)出(chu)而(er)導致的脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua),加熱至900℃以(yi)(yi)上(shang)易(yi)造成(cheng)晶粒(li)粗化(hua)(hua)(hua),使(shi)韌性(xing)(xing)(xing)降低(di)(di)。這類鋼(gang)(gang)(gang)還有脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)轉變特性(xing)(xing)(xing),其脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)轉變溫度(du)與鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)碳、氮含量,熱處理(li)(li)時的冷(leng)卻速度(du)以(yi)(yi)及截(jie)面尺(chi)寸有關,碳、氮含量越(yue)低(di)(di),截(jie)面尺(chi)寸越(yue)小,脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)轉變溫度(du)越(yue)低(di)(di)。475℃脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)和σ相析(xi)出(chu)引起(qi)的脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua),可(ke)通過熱處理(li)(li)方法予(yu)以(yi)(yi)消(xiao)除(chu)。采用(yong)516℃以(yi)(yi)上(shang)短時加熱后空冷(leng),可(ke)消(xiao)除(chu)475℃脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua),加熱到900℃以(yi)(yi)上(shang)急冷(leng)可(ke)消(xiao)除(chu)σ相脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)。


 3. 馬氏體不銹鋼


  馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)w(Cr)范(fan)圍(wei)在12%~18%,w(C)范(fan)圍(wei)在0.1%~1.0%,也有一些含碳(tan)量更低(di)的(de)馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),如(ru)0Cr13Ni5Mo等。馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)可(ke)形成奧(ao)氏(shi)體,一般在油(you)或空氣中冷卻即可(ke)得到馬(ma)氏(shi)體組織,含碳(tan)量較(jiao)低(di)的(de)馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)淬(cui)火(huo)(huo)狀態的(de)組織為(wei)板條馬(ma)氏(shi)體加(jia)(jia)(jia)少量鐵素體,如(ru)1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等。當w(C)超過0.3%時(shi),正常淬(cui)火(huo)(huo)溫度加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)碳(tan)化物(wu)不(bu)能完全固溶(rong),淬(cui)火(huo)(huo)后的(de)組織為(wei)馬(ma)氏(shi)體加(jia)(jia)(jia)碳(tan)化物(wu)。


  馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)可以達到(dao)(dao)(dao)很寬的強(qiang)度(du)范圍(wei),屈服強(qiang)度(du)可以從(cong)退火(huo)狀態下的275MPa到(dao)(dao)(dao)淬火(huo)+回(hui)火(huo)狀態下的1900MPa。對于大多(duo)數的工程應用,淬火(huo)后的鋼(gang)一般要進(jin)行回(hui)火(huo),以得到(dao)(dao)(dao)所(suo)需(xu)的韌性和塑性。


 4. 鐵素(su)體-奧氏(shi)體雙相不(bu)銹鋼


  鐵素(su)體(ti)(ti)-奧氏(shi)體(ti)(ti)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)室(shi)溫(wen)下的(de)(de)組織為鐵素(su)體(ti)(ti)加奧氏(shi)體(ti)(ti),通(tong)常鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)體(ti)(ti)積分數不低(di)于(yu)50%。雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)與(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)比,具有(you)(you)較低(di)的(de)(de)熱(re)裂傾向(xiang),而與(yu)鐵素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)比,則具有(you)(you)較低(di)的(de)(de)加熱(re)脆(cui)化傾向(xiang),其焊接熱(re)影響(xiang)區鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)粗化程度也(ye)較低(di)。但(dan)這(zhe)類鋼(gang)仍(reng)然存在鐵素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)各種(zhong)加熱(re)脆(cui)性傾向(xiang)。


 5. 沉淀硬(ying)化不銹鋼


  沉淀(dian)硬(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)包括馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、半奧氏體(ti)(ti)(ti)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)和奧氏體(ti)(ti)(ti)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。由(you)于這類鋼(gang)(gang)中含(han)有(you)較(jiao)多硬(ying)化(hua)元素,比(bi)普(pu)通奧氏體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的焊接性差。



四(si)、不銹鋼的物理性能(neng)(neng)和力學性能(neng)(neng)



 1. 不銹鋼物(wu)理性能(neng)


  奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)比電阻可(ke)達(da)碳鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)5倍,線(xian)(xian)膨脹(zhang)系數比碳鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)約大(da)50%,而(er)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)膨脹(zhang)系數大(da)體(ti)(ti)上和(he)碳鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)相等。奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)導(dao)率為碳鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)1/2左右。奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)通常是非磁(ci)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)。鉻當(dang)量和(he)鎳(nie)當(dang)量較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在冷加(jia)工(gong)變(bian)形較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)情況下,會產生形變(bian)誘(you)導(dao)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti),從而(er)產生磁(ci)性(xing)。用熱(re)處理方法(fa)可(ke)消除(chu)這種馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)和(he)磁(ci)性(xing)。


 2. 不銹鋼的力學性能


 馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼在退火(huo)狀(zhuang)態下(xia),硬(ying)(ying)度最低(di)(di),可淬火(huo)硬(ying)(ying)化(hua)(hua),正常使(shi)用時(shi)的(de)回火(huo)狀(zhuang)態的(de)硬(ying)(ying)度又稍有(you)(you)(you)下(xia)降(jiang)。鐵(tie)(tie)素體(ti)鋼的(de)特點(dian)是常溫(wen)(wen)沖(chong)(chong)擊(ji)韌性(xing)低(di)(di)。當高(gao)溫(wen)(wen)長(chang)時(shi)間加熱時(shi),力(li)學(xue)性(xing)能將進一步(bu)惡化(hua)(hua),可能導致475℃脆(cui)化(hua)(hua)、σ脆(cui)性(xing)或(huo)晶粒粗大等(deng)。奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼常溫(wen)(wen)具有(you)(you)(you)低(di)(di)的(de)屈(qu)強比(bi)(40%~50%),伸長(chang)率、斷面收(shou)縮率和(he)(he)沖(chong)(chong)擊(ji)吸收(shou)功均很(hen)高(gao)并具有(you)(you)(you)高(gao)的(de)冷(leng)加工硬(ying)(ying)化(hua)(hua)性(xing)。某些奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼經高(gao)溫(wen)(wen)加熱后,會產生σ相和(he)(he)晶界析出碳化(hua)(hua)鉻引起(qi)的(de)脆(cui)化(hua)(hua)現象。在低(di)(di)溫(wen)(wen)下(xia),鐵(tie)(tie)素體(ti)和(he)(he)馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)夏比(bi)沖(chong)(chong)擊(ji)吸收(shou)功均很(hen)低(di)(di),而奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼則有(you)(you)(you)良好的(de)低(di)(di)溫(wen)(wen)韌性(xing)。對含(han)有(you)(you)(you)百分之幾鐵(tie)(tie)素體(ti)的(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,則應注意低(di)(di)溫(wen)(wen)下(xia)塑性(xing)和(he)(he)韌性(xing)降(jiang)低(di)(di)的(de)問題。



五、不銹鋼的耐腐蝕性能


 金屬(shu)受(shou)介質的(de)(de)(de)化學及電化學作用而破壞(huai)的(de)(de)(de)現象稱為(wei)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),不銹鋼的(de)(de)(de)主要(yao)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)形式有均勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(表面(mian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi))和(he)局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)包括晶間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、點腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和(he)應力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)等。據統計,在不銹鋼腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破壞(huai)事故中,由均勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)引起(qi)(qi)的(de)(de)(de)僅占約(yue)10%,而由局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)引起(qi)(qi)的(de)(de)(de)則高達90%以上,由此可(ke)見(jian),局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是相當嚴重的(de)(de)(de)。


 1. 均勻腐蝕


    均勻腐蝕(shi)是指(zhi)接觸的金屬表(biao)面(mian)全部產生腐蝕(shi)的現(xian)象。檢查方(fang)法(fa)多半使用失(shi)重法(fa)。


 2. 局部腐(fu)蝕(shi)


  ①.  晶間腐蝕


    在腐(fu)(fu)蝕(shi)介質作用(yong)下(xia),起源于金屬(shu)(shu)表面沿晶(jing)界深(shen)入(ru)金屬(shu)(shu)內部的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)稱為晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)。它是一種(zhong)局部性(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)。晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)導致(zhi)晶(jing)粒間的(de)結合力喪失(shi),材(cai)料(liao)強度幾乎消(xiao)失(shi),是一種(zhong)很值得重視(shi)的(de)危(wei)險的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)現象(xiang)。導致(zhi)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)原因(yin)很多,概(gai)括有以下(xia)幾種(zhong):


   a.碳化鉻析出引起的晶(jing)間腐蝕


   b.σ相析出引起的(de)晶間(jian)腐蝕


   c.晶界吸附引起的(de)晶間腐蝕


   d.穩(wen)定元(yuan)素高溫溶解(jie)引起的(de)晶間腐蝕


  ②.  點蝕(shi)及縫隙(xi)腐蝕(shi)


  點蝕(shi)及縫隙腐(fu)蝕(shi)的共同(tong)機理(li)是腐(fu)蝕(shi)區(qu)間產生(sheng)“閉塞電池腐(fu)蝕(shi)”作用所(suo)致,但各自的具體原(yuan)因不相同(tong)。


  點(dian)蝕是指在金屬材料(liao)表面產生(sheng)的尺寸約小于1.0mm的穿孔性或蝕坑性的宏觀腐蝕。點(dian)蝕的形成主要是由于材料(liao)表面鈍(dun)化膜的局部破壞所引起的。


  縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)金屬構件(jian)縫(feng)隙(xi)處(chu)發生的(de)斑點狀或潰瘍(yang)形(xing)宏觀(guan)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)坑(keng)。它是(shi)以(yi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)部(bu)位的(de)特征命名的(de)。和(he)點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)形(xing)成機(ji)理有差(cha)異(yi)之點在于縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)主要(yao)是(shi)由介質(zhi)的(de)電化學(xue)不均勻性引(yin)起的(de)。因此(ci),改善運(yun)行條件(jian)、改變介質(zhi)成分和(he)結構形(xing)式是(shi)防止縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)重要(yao)措施。

   

  ③.  應力腐(fu)蝕斷裂(SCC)


  應力(li)腐蝕是指在靜拉(la)伸應力(li)與電化(hua)學介(jie)質共同(tong)作用(yong)下,因陽極溶解過(guo)程引起(qi)的斷裂。在應力(li)與腐蝕介(jie)質共同(tong)作用(yong)下有三(san)種不同(tong)類(lei)型的局部(bu)腐蝕——應力(li)腐蝕、氫(qing)脆(cui)和腐蝕疲勞。