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(xiu)鋼發展史(shi)
1、 1821:法國人Berthier 進行在鋼中(zhong)加鉻的試驗;
2、 1897:德(de)國人Goldschmidt開發了生(sheng)產(chan)低碳含鉻合(he)金鋼的技(ji)術;
3、 1904~1909:在法國(guo)和(he)德國(guo)生產了w(Cr)=13%和(he)17%的(de)合金鋼(gang);
4、 1913:英國(guo)人Brearly在Thomas Firth and Sons公(gong)司澆鑄(zhu)(zhu)了第一(yi)塊商業鑄(zhu)(zhu)錠(ding),鑄(zhu)(zhu)件號No.1008,成分(質量分數(shu)):0.24%C、0.2%Si、0.44%Mn、12.86%Cr。
5、 1916:9月(yue)5日(ri)美國w(Cr)=9%~16%,w(Cr)<0.7%的鋼發布專利(li):專利(li)號1,197,256。
把(ba)鉻(ge)加到(dao)鋼(gang)(gang)中并揭(jie)示其(qi)耐腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)有利效應要歸功于(yu)(yu)(yu)法國人Berthier,他(ta)在1821年(nian)開(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)了(le)一種(zhong)w(Cr)=1.5%的(de)(de)(de)合(he)金(jin)并建議用于(yu)(yu)(yu)餐刀(dao)。然而對這種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)早期實驗發(fa)(fa)(fa)(fa)現(xian):隨(sui)鉻(ge)含(han)量增(zeng)加其(qi)成型(xing)性(xing)劇烈變(bian)壞(由于(yu)(yu)(yu)早期合(he)金(jin)的(de)(de)(de)碳含(han)量很高),因而直到(dao)20世紀初期開(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)這種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)興趣仍然不(bu)(bu)大。對于(yu)(yu)(yu)耐蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)興趣在1900年(nian)到(dao)1915年(nian)期間(jian)又(you)重(zhong)新興起,很多冶金(jin)學(xue)家為(wei)開(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)耐蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)而獲得信貸。這各(ge)重(zhong)新興起開(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)耐蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)活動的(de)(de)(de)催化劑是1897年(nian)Goldschmidt在德國開(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)了(le)生產低(di)碳含(han)鉻(ge)合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)技術(shu)。隨(sui)后不(bu)(bu)久Guillet(1904), Portevin(1909) 和(he)Giesen(1909)等發(fa)(fa)(fa)(fa)表了(le)描述(shu)w(Cr)=13%的(de)(de)(de)馬氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)w(Cr)=18%的(de)(de)(de)鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)微觀組織和(he)性(xing)能的(de)(de)(de)論文。1909年(nian)Guillet還發(fa)(fa)(fa)(fa)表了(le)一篇關于(yu)(yu)(yu)鉻(ge)-鎳鋼(gang)(gang)研究的(de)(de)(de)論文,這種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)奧氏體類不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)前驅。
英國(guo)人Brearly被(bei)(bei)認為(wei)是(shi)不(bu)銹鋼(gang)的(de)發(fa)明者,當時是(shi)為(wei)了研(yan)究(jiu)(jiu)由w(Cr)=5%鋼(gang)制(zhi)作(zuo)的(de)來復槍(qiang)槍(qiang)膛因內(nei)部腐蝕而失效(xiao)的(de)問題(ti),通過(guo)研(yan)究(jiu)(jiu)在1913年(nian)8月他鑄(zhu)成了成份(質(zhi)量分(fen)數)為(wei)12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和0.44%Mn的(de)合格(ge)鑄(zhu)錠。這(zhe)種(zhong)鋼(gang)被(bei)(bei)用來制(zhi)造了12個實驗槍(qiang)管(guan),雖(sui)然并沒(mei)有(you)像所期望的(de)那樣改進槍(qiang)管(guan)的(de)腐蝕問題(ti),但其中某些材料被(bei)(bei)用來制(zhi)造餐刀刀片而開始了應用不(bu)銹鋼(gang)的(de)紀元。
二、不銹(xiu)鋼的種類、化(hua)學成分及(ji)其(qi)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(shi)體不銹鋼(gang)、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。
不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)重要(yao)特(te)性(xing)之一是耐蝕(shi)(shi)性(xing),然(ran)而不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)性(xing)和耐蝕(shi)(shi)性(xing)都(dou)是相對的(de)(de),有(you)條件的(de)(de),受到諸多因素的(de)(de)影響,包括介質種類、濃度、純凈(jing)度、流動狀態、使用(yong)環境的(de)(de)溫度、壓(ya)力等,目(mu)前還(huan)沒有(you)對任何腐(fu)蝕(shi)(shi)環境都(dou)具有(you)耐蝕(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。因此,不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)選用(yong)應根據(ju)具體的(de)(de)使用(yong)條件加(jia)以合理選擇(ze),才(cai)能獲得良好的(de)(de)使用(yong)效果(guo)。
奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼在各種類型不(bu)銹鋼中應用最(zui)(zui)廣泛(fan),品(pin)(pin)種也最(zui)(zui)多。由于奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼的鉻、鎳含(han)量較高,因(yin)此在氧化(hua)性(xing)(xing)(xing)、中性(xing)(xing)(xing)以及弱(ruo)還原(yuan)性(xing)(xing)(xing)介質中均具有(you)良好的耐蝕性(xing)(xing)(xing)。奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼的塑韌性(xing)(xing)(xing)優(you)良,冷熱加工(gong)性(xing)(xing)(xing)能俱佳,焊接性(xing)(xing)(xing)優(you)于其它類型不(bu)銹鋼,因(yin)而廣泛(fan)應用于建筑(zhu)裝飾、食(shi)品(pin)(pin)工(gong)業、醫療器械、紡織印染設備以及石油、化(hua)工(gong) 、原(yuan)子能等工(gong)業領域。
鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)應用比較(jiao)廣(guang)泛(fan),其中Cr13和Cr17型鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)主(zhu)要用于腐蝕環境不(bu)十分苛刻的(de)場合,例如室內裝飾、廚房設(she)(she)備(bei)、家電產品(pin)、家用器(qi)具(ju)等。超低碳(tan)高鉻含鉬鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)因(yin)對氯(lv)化物應力(li)腐蝕不(bu)敏(min)感,同時(shi)具(ju)有良好的(de)耐點(dian)蝕、縫隙腐蝕性(xing)能,因(yin)而廣(guang)泛(fan)用于熱交(jiao)換(huan)設(she)(she)備(bei)、耐海水設(she)(she)備(bei)、有機酸及制堿(jian)設(she)(she)備(bei)等。
馬氏(shi)體不銹鋼應用較(jiao)為(wei)普(pu)遍的(de)是Cr13型(xing)馬氏(shi)體不銹鋼。為(wei)獲得或改善某(mou)些(xie)性能(neng),添加(jia)鎳、鉬等(deng)合金元素,形成一(yi)些(xie)新的(de)馬氏(shi)體不銹鋼。馬氏(shi)體不銹鋼主要用于硬度、強度要求較(jiao)高,耐(nai)腐蝕要求不太高的(de)場合,如量具、刀(dao)具、餐(can)具、彈簧、軸承、氣輪機葉片(pian)、水輪機轉輪、泵、閥等(deng)。
雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)是金相(xiang)(xiang)組(zu)織(zhi)由奧氏(shi)體(ti)(ti)和鐵素體(ti)(ti)兩相(xiang)(xiang)組(zu)成(cheng)的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),而且各相(xiang)(xiang)占(zhan)有較大的(de)(de)比例。雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)和鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)一些特點(dian),韌性良(liang)好 、強度較高,耐氯化(hua)物應力(li)腐蝕。適于制(zhi)作海水處理設備、冷凝器,熱交換器等,在石油、化(hua)工領域應用廣泛。
沉淀(dian)硬化(hua)不銹鋼是在不銹鋼中單獨或(huo)復合(he)添(tian)加硬化(hua)元素,通過適當熱處(chu)理獲(huo)得高強度、高韌性并(bing)具(ju)有良(liang)好(hao)腐蝕性的一(yi)類不銹鋼。通常作為耐(nai)磨、耐(nai)蝕、高強度結構件,如軸、齒輪、葉片等(deng)轉動部(bu)件和螺栓、銷(xiao)子、墊圈、彈簧、閥(fa)、泵等(deng)零部(bu)件以及高強度壓力(li)容器、化(hua)工(gong)處(chu)理設(she)備等(deng)。
三(san)、不銹(xiu)鋼的(de)組織特點
因(yin)化學(xue)元素(su)(su)含量(liang)的(de)(de)上(shang)下限和熱處理狀態(tai)的(de)(de)差異,從各元素(su)(su)對(dui)不銹鋼組織的(de)(de)影響(xiang)和作(zuo)(zuo)用程(cheng)度(du)來看,基本上(shang)有(you)兩類(lei)元素(su)(su)。一類(lei)是形(xing)成或穩定奧氏(shi)體的(de)(de)元素(su)(su):碳(tan)、鎳、錳(meng)、氮和銅等,其中碳(tan)和氮作(zuo)(zuo)用程(cheng)度(du)最大(da)。另(ling)一類(lei)是縮小(xiao)甚至封閉γ相區即(ji)形(xing)成鐵素(su)(su)體的(de)(de)元素(su)(su):鉻(ge)、硅、鉬(mu)、鈦、鈮(ni)、鉭、釩、鎢和鋁(lv)等,其中鈮(ni)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用程(cheng)度(du)最小(xiao)。
不(bu)銹鋼的組(zu)(zu)織有(you)以(yi)下幾種(zhong)組(zu)(zu)織類型:
1. 奧氏體不銹鋼
奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)有Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等系列。為(wei)改善(shan)某(mou)些(xie)性能(neng),滿足(zu)特殊用(yong)途要求,在一(yi)些(xie)鋼(gang)中單(dan)獨或(huo)復(fu)合添加(jia)(jia)(jia)了(le)氮、鈮、銅(tong)、硅等合金元素。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)通常(chang)在室溫(wen)下(xia)為(wei)純奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織(zhi),也有一(yi)些(xie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)室溫(wen)下(xia)的(de)組織(zhi)為(wei)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)加(jia)(jia)(jia)少(shao)量(liang)鐵素體(ti)(ti),這(zhe)種少(shao)量(liang)鐵素體(ti)(ti)有助于防止熱裂紋的(de)產(chan)生。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)不(bu)能(neng)用(yong)熱處(chu)理方法強化,但(dan)由于這(zhe)類鋼(gang)具有明顯的(de)冷(leng)(leng)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化性,可(ke)通過冷(leng)(leng)變形(xing)方法提高強度(du)。經冷(leng)(leng)變形(xing)產(chan)生的(de)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化,可(ke)采(cai)用(yong)固溶處(chu)理使之(zhi)軟化。
2. 鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)
今年來鐵素(su)體不銹鋼逐(zhu)漸向低碳(tan)高純度(du)(du)發展,使(shi)鐵素(su)體不銹鋼的脆(cui)(cui)(cui)化(hua)傾向和(he)焊接性(xing)(xing)得(de)到明(ming)顯改善。該類鋼在(zai)(zai)固(gu)溶狀態下為鐵素(su)體組織。當鋼中(zhong)w(Cr)超(chao)過16%時,仍(reng)存在(zai)(zai)加(jia)(jia)熱(re)(re)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)傾向。在(zai)(zai)400~600℃溫(wen)(wen)度(du)(du)區間停留易(yi)出(chu)現(xian)475℃脆(cui)(cui)(cui)化(hua),在(zai)(zai)650~850℃溫(wen)(wen)度(du)(du)區間易(yi)引起(qi)σ相(xiang)(xiang)析(xi)出(chu)而導致(zhi)的脆(cui)(cui)(cui)化(hua),加(jia)(jia)熱(re)(re)至900℃以(yi)上易(yi)造成晶(jing)粒粗化(hua),使(shi)韌性(xing)(xing)降低。這類鋼還有(you)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)特(te)性(xing)(xing),其脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)溫(wen)(wen)度(du)(du)與鋼中(zhong)碳(tan)、氮含量,熱(re)(re)處理時的冷卻速(su)度(du)(du)以(yi)及(ji)截(jie)面(mian)尺(chi)寸有(you)關,碳(tan)、氮含量越低,截(jie)面(mian)尺(chi)寸越小,脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)溫(wen)(wen)度(du)(du)越低。475℃脆(cui)(cui)(cui)化(hua)和(he)σ相(xiang)(xiang)析(xi)出(chu)引起(qi)的脆(cui)(cui)(cui)化(hua),可通過熱(re)(re)處理方法(fa)予以(yi)消除。采用516℃以(yi)上短時加(jia)(jia)熱(re)(re)后空冷,可消除475℃脆(cui)(cui)(cui)化(hua),加(jia)(jia)熱(re)(re)到900℃以(yi)上急(ji)冷可消除σ相(xiang)(xiang)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)。
3. 馬(ma)氏體(ti)不銹鋼
馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)w(Cr)范圍在12%~18%,w(C)范圍在0.1%~1.0%,也有一些含(han)碳量(liang)更低的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang),如(ru)0Cr13Ni5Mo等(deng)。馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)加(jia)熱(re)時(shi)可形成奧氏(shi)體(ti)(ti),一般在油(you)或空氣中冷卻(que)即(ji)可得到馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)組織(zhi),含(han)碳量(liang)較低的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)淬火(huo)狀態的(de)組織(zhi)為(wei)板條馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)加(jia)少量(liang)鐵(tie)素體(ti)(ti),如(ru)1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等(deng)。當(dang)w(C)超過0.3%時(shi),正常淬火(huo)溫(wen)度加(jia)熱(re)時(shi)碳化物(wu)不能完全固溶(rong),淬火(huo)后的(de)組織(zhi)為(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)加(jia)碳化物(wu)。
馬氏體(ti)不銹鋼可以達(da)到(dao)很寬(kuan)的強(qiang)度(du)范(fan)圍(wei),屈服(fu)強(qiang)度(du)可以從(cong)退火(huo)狀態下的275MPa到(dao)淬火(huo)+回火(huo)狀態下的1900MPa。對(dui)于大多數的工程應(ying)用,淬火(huo)后的鋼一般(ban)要進行回火(huo),以得到(dao)所需的韌性和(he)塑性。
4. 鐵素體-奧(ao)氏體雙相(xiang)不銹鋼
鐵(tie)素體(ti)(ti)-奧(ao)氏體(ti)(ti)雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)室溫下(xia)的(de)(de)組織為(wei)鐵(tie)素體(ti)(ti)加奧(ao)氏體(ti)(ti),通常鐵(tie)素體(ti)(ti)的(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)分數(shu)不低(di)(di)于50%。雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)與奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)相(xiang)比(bi),具(ju)有較低(di)(di)的(de)(de)熱(re)裂傾(qing)向,而(er)與鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)相(xiang)比(bi),則具(ju)有較低(di)(di)的(de)(de)加熱(re)脆化傾(qing)向,其焊(han)接熱(re)影響區鐵(tie)素體(ti)(ti)的(de)(de)粗化程度也(ye)較低(di)(di)。但這類鋼(gang)(gang)仍然存在鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)各種加熱(re)脆性(xing)傾(qing)向。
5. 沉淀(dian)硬化不銹(xiu)鋼
沉(chen)淀(dian)(dian)硬化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)包括(kuo)馬氏(shi)體沉(chen)淀(dian)(dian)硬化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、半奧氏(shi)體沉(chen)淀(dian)(dian)硬化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)和奧氏(shi)體沉(chen)淀(dian)(dian)硬化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。由于這類鋼(gang)(gang)中(zhong)含有較多硬化(hua)(hua)元素,比普通(tong)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)焊接性差。
四、不銹鋼的物理性能(neng)和力學(xue)性能(neng)
1. 不銹鋼物(wu)理(li)性能
奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)比電阻可達碳(tan)(tan)鋼(gang)的5倍(bei),線(xian)膨脹(zhang)系數比碳(tan)(tan)鋼(gang)的約大(da)50%,而馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和(he)鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的線(xian)膨脹(zhang)系數大(da)體(ti)(ti)上(shang)和(he)碳(tan)(tan)鋼(gang)的相等。奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的熱(re)(re)導率為碳(tan)(tan)鋼(gang)的1/2左(zuo)右。奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)通(tong)常是非磁性的。鉻當量和(he)鎳當量較(jiao)低(di)的奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在冷加工變形較(jiao)大(da)的情況下(xia),會產生(sheng)形變誘導馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti),從(cong)而產生(sheng)磁性。用熱(re)(re)處理方法可消除這種馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)和(he)磁性。
2. 不銹鋼的力學(xue)性能
馬(ma)氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)退火(huo)狀態(tai)(tai)下(xia)(xia),硬(ying)(ying)度最低(di),可淬(cui)火(huo)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua),正常(chang)使用時的(de)回(hui)火(huo)狀態(tai)(tai)的(de)硬(ying)(ying)度又稍(shao)有下(xia)(xia)降(jiang)。鐵(tie)素(su)體鋼(gang)的(de)特點(dian)是常(chang)溫沖(chong)擊韌性(xing)(xing)低(di)。當(dang)高(gao)溫長時間加熱時,力學性(xing)(xing)能將進一步惡化(hua)(hua)(hua),可能導致475℃脆(cui)化(hua)(hua)(hua)、σ脆(cui)性(xing)(xing)或晶粒粗大等(deng)。奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)常(chang)溫具有低(di)的(de)屈強比(40%~50%),伸長率、斷(duan)面(mian)收(shou)(shou)縮率和沖(chong)擊吸收(shou)(shou)功均(jun)很高(gao)并具有高(gao)的(de)冷加工硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)。某些奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)經高(gao)溫加熱后,會產(chan)生σ相和晶界析出(chu)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)鉻引起的(de)脆(cui)化(hua)(hua)(hua)現象。在(zai)低(di)溫下(xia)(xia),鐵(tie)素(su)體和馬(ma)氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)夏比沖(chong)擊吸收(shou)(shou)功均(jun)很低(di),而奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)則(ze)有良(liang)好(hao)的(de)低(di)溫韌性(xing)(xing)。對含(han)有百分(fen)之(zhi)幾(ji)鐵(tie)素(su)體的(de)奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),則(ze)應注意低(di)溫下(xia)(xia)塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)降(jiang)低(di)的(de)問題。
五、不銹鋼(gang)的耐腐(fu)蝕性能(neng)
金屬受(shou)介質的(de)化(hua)學及電化(hua)學作用而破(po)壞的(de)現象稱為腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),不銹鋼的(de)主要腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)形式(shi)有均勻(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(表(biao)面腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi))和局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)包括晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)等。據(ju)統(tong)計,在不銹鋼腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破(po)壞事(shi)故(gu)中,由(you)均勻(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)引起(qi)的(de)僅(jin)占約(yue)10%,而由(you)局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)引起(qi)的(de)則(ze)高達90%以上(shang),由(you)此可(ke)見,局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是相當嚴重的(de)。
1. 均勻腐蝕(shi)
均勻腐蝕是指(zhi)接觸的金屬表(biao)面全部(bu)產生腐蝕的現象。檢查方法多(duo)半使用失重法。
2. 局部腐蝕
①. 晶間(jian)腐(fu)蝕
在腐(fu)蝕(shi)(shi)介質作用下,起源于金屬表面(mian)沿晶界深入(ru)金屬內部(bu)的腐(fu)蝕(shi)(shi)稱為(wei)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)。它是(shi)一種局(ju)部(bu)性(xing)腐(fu)蝕(shi)(shi)。晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)導致(zhi)(zhi)晶粒間(jian)的結合力喪失,材料強度幾(ji)乎消失,是(shi)一種很值得重視(shi)的危險的腐(fu)蝕(shi)(shi)現象。導致(zhi)(zhi)奧氏體不銹鋼晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)的原因很多,概括有以下幾(ji)種:
a.碳化鉻析(xi)出引起的(de)晶間腐(fu)蝕
b.σ相(xiang)析(xi)出引起的晶間(jian)腐(fu)蝕
c.晶(jing)界(jie)吸附引起(qi)的晶(jing)間腐(fu)蝕
d.穩定元素高溫(wen)溶解引起的晶間腐蝕
②. 點蝕及縫隙(xi)腐(fu)蝕
點蝕(shi)及縫隙腐蝕(shi)的共同機(ji)理是腐蝕(shi)區間產生“閉塞電池腐蝕(shi)”作用(yong)所致,但各自的具體原(yuan)因(yin)不(bu)相同。
點蝕(shi)是(shi)指在金屬材料(liao)(liao)表面(mian)產(chan)生的(de)(de)尺(chi)寸(cun)約小(xiao)于(yu)(yu)1.0mm的(de)(de)穿孔性或蝕(shi)坑(keng)性的(de)(de)宏觀(guan)腐蝕(shi)。點蝕(shi)的(de)(de)形成主要是(shi)由于(yu)(yu)材料(liao)(liao)表面(mian)鈍化膜的(de)(de)局部(bu)破(po)壞所(suo)引起的(de)(de)。
縫隙腐(fu)蝕(shi)是金屬構(gou)(gou)件縫隙處發(fa)生的(de)斑點(dian)狀或潰瘍形(xing)宏觀蝕(shi)坑。它是以腐(fu)蝕(shi)部位(wei)的(de)特(te)征(zheng)命名的(de)。和點(dian)蝕(shi)形(xing)成機理有差異之(zhi)點(dian)在于縫隙腐(fu)蝕(shi)主(zhu)要(yao)是由(you)介(jie)質的(de)電(dian)化學不均勻性引起的(de)。因此,改(gai)善(shan)運行條件、改(gai)變介(jie)質成分和結構(gou)(gou)形(xing)式(shi)是防止縫隙腐(fu)蝕(shi)的(de)重要(yao)措(cuo)施。
③. 應(ying)力腐蝕斷(duan)裂(SCC)
應力(li)(li)腐蝕(shi)是指在(zai)靜拉伸應力(li)(li)與電化學介(jie)質(zhi)共(gong)同作用下,因陽(yang)極溶解(jie)過程引起(qi)的(de)斷裂。在(zai)應力(li)(li)與腐蝕(shi)介(jie)質(zhi)共(gong)同作用下有三種不同類型的(de)局部(bu)腐蝕(shi)——應力(li)(li)腐蝕(shi)、氫脆和腐蝕(shi)疲勞。

