1. 雙相(xiang)不銹鋼的化學成(cheng)分與(yu)相(xiang)比例


   雙相不銹鋼按鉻的含量不同,可分成Cr18型、Cr21型和Cr25型三類,幾種常用的國內外雙相不(bu)銹鋼牌號和化學成分見表4-20。這三類雙相不銹鋼的相比例(體積分數,%)大致為:鐵素體相為40~60,奧氏體相為60~40。這個相比例為雙相不銹鋼的理想比例,對提高耐應力腐蝕能力極為有利。




2. 固溶處(chu)理的溫度(du)對雙相不銹鋼相比例的影(ying)響


   雙相不銹鋼相比例一方面取決于鋼材的化學成分,同時也與鋼材供貨狀態的固溶處理溫度有關。同一牌號的雙相不銹鋼,其固溶處理溫度不同,所獲得相比例差異很大,它直接影響到鋼材的耐應力腐蝕性能。例如,雙相不銹鋼022Cr19Ni5Mo3Si2N鋼板,取其試樣分別在850、900、980、1100、1200及1250℃進行固溶處理,采用磁性法測量出不同溫度處理后的鐵素體含量,然后分別放在100℃質量分數為40%的CaCl2溶液中進行U形彎曲試樣的應力腐蝕對比試驗。試驗結果表明該鋼以980℃固溶處理的溫度為最佳。在此溫度下固溶處理后鐵素體的體積分數為57%,試驗時間超過5000h后才產生應力腐蝕;1250℃的固溶處理后的試樣,只經過10多個小時就發生了應力腐蝕,試樣鐵素體的體積分數高達97%。可見同一化學成分的同一牌號鋼材經過不同溫度的固溶處理,可獲得相比例差異極大的組織。鋼材中鐵素體含量過高,造成粗大鐵素體的數量多,鋼材耐應力腐蝕的能力將大大降低。



3. σ相(xiang)及(ji)其不良(liang)影響


   雙相不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)σ相是從鐵素體相中形(xing)成的(de)。它使鋼(gang)(gang)(gang)變脆,降低(di)了鋼(gang)(gang)(gang)的(de)延(yan)展性和耐(nai)沖擊韌(ren)度(du),使鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)加(jia)工過程易(yi)產生各(ge)種缺陷。不(bu)同的(de)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai),形(xing)成σ相的(de)溫度(du)也有差(cha)異。隨(sui)著σ相數量的(de)增加(jia),鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)耐(nai)蝕性將明顯(xian)下降。



4. 475℃脆(cui)性


   雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是由奧(ao)氏體(ti)和鐵(tie)素體(ti)兩(liang)相(xiang)組成的,其中鐵(tie)素體(ti)所占體(ti)積比(bi)例很大,鐵(tie)素體(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)所具有(you)的特(te)征在(zai)(zai)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中也(ye)能表現出來(lai)。475℃脆(cui)性(xing)同樣(yang)也(ye)發生在(zai)(zai)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的鐵(tie)素體(ti)相(xiang)內。475℃脆(cui)性(xing)提高了鋼(gang)(gang)(gang)材硬(ying)度(du),但卻大大降低了其沖擊韌度(du)值。有(you)時(shi)(shi)為了使雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)兼有(you)耐(nai)磨性(xing)時(shi)(shi),也(ye)可利用475℃時(shi)(shi)效(xiao)來(lai)達到提高其耐(nai)磨性(xing)的目的。除(chu)此,在(zai)(zai)使用雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)結構(gou)中應盡量避免在(zai)(zai)此溫度(du)長期工作。當然可以(yi)通(tong)過重新固(gu)溶處(chu)理(li)來(lai)消除(chu)475℃脆(cui)性(xing)。



5. 合金元素氮、碳對(dui)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼耐應(ying)力(li)


   在奧(ao)氏(shi)體相(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)碳(tan)和(he)氮(dan)(dan)(dan)是強烈(lie)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體形(xing)成元(yuan)素,它們對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)是不利的(de)(de)(de),所以(yi)在雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)要控制w(C)≤0.03%。而(er)氮(dan)(dan)(dan)卻有(you)獨特之處(chu):在焊(han)接接頭熱影響區快速(su)冷卻時,氮(dan)(dan)(dan)能促進高溫(wen)下形(xing)成的(de)(de)(de)鐵素體逆(ni)轉得(de)到足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體數(shu)(shu)量,以(yi)維持必要的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)平衡來提高焊(han)接接頭耐蝕(shi)性(xing),這是其他合金元(yuan)素無法替代的(de)(de)(de),所以(yi)說利用和(he)控制雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)(dan)含量是一個極為(wei)(wei)重要的(de)(de)(de)因素。含有(you)φ(N)0.11%的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)破裂(lie)敏感性(xing)指數(shu)(shu)為(wei)(wei)最(zui)小(見(jian)圖(tu)4-3);氮(dan)(dan)(dan)含量對(dui)(dui)022Cr19Ni5Mo3Si2N雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)破裂(lie)時間的(de)(de)(de)影響規律如圖(tu)4-4所示,從圖(tu)中(zhong)(zhong)可以(yi)看到,氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)體積分(fen)數(shu)(shu)接近(jin)0.11%的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)破裂(lie)時間最(zui)長。當氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)體積分(fen)數(shu)(shu)為(wei)(wei)0.11%時,雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體體積分(fen)數(shu)(shu)為(wei)(wei)71%(見(jian)圖(tu)4-5),而(er)一般認(ren)為(wei)(wei)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)耐應力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體相(xiang)(xiang)最(zui)適宜(yi)的(de)(de)(de)體積分(fen)數(shu)(shu)為(wei)(wei)50%~60%。


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   其他合金元素對鋼在不同介質中耐應力腐蝕能力的影響較為復雜,如鉬和銅對鋼在MgCl2溶液中抗應力腐蝕不利,而對其在高溫水中的耐應力腐蝕能力則有利;硅使鋼材在MgCl2、CaCl2溶液中有較好的耐應力腐蝕性能,而在高溫水中則不耐應力腐蝕。




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