一、硫化物的有害作用(yong) 


   不銹鋼中的硫化物夾雜主要是MnS。由于MnS極易溶于含Cl-的水中,它的有害作用主要是降低不銹(xiu)鋼的耐蝕性,特別是降低耐點蝕和耐縫隙腐蝕性能,而且與鋼中錳含量有關。


   國外已開始生產低錳量(≤0.3%)的06Cr17Ni12Mo2(316)和022Cr17Ni12Mo2(316L)。對醫療用00Cr18Ni14Mo2(316L)則要求鋼中硫量從≤0.01%降到≤0.003%或≤0.004%,以滿足ASTM F138標準的要求。


   研究已表明,低錳(meng)(meng)量(liang)的(de)(de)(de)0Cr18Ni9其(qi)耐點蝕性能與(yu)含(han)約2%Mo的(de)(de)(de)正常錳(meng)(meng)量(liang)的(de)(de)(de)0Cr17Ni14Mo2相當。國內在生產中已采取(qu)措施,在盡量(liang)降低18-8鉻(ge)鎳鋼中硫(liu)量(liang)的(de)(de)(de)同時,也在降低鋼中錳(meng)(meng)量(liang),一般控制在1%以下(xia)(大多約0.5%)。


   由于硫化(hua)(hua)物(wu)和氧化(hua)(hua)物(wu)復合(he)夾雜的(de)(de)存在,破壞了(le)不(bu)銹鋼基體的(de)(de)連續性(xing)(xing),經熱加工(gong)后(hou),硫化(hua)(hua)物(wu)延伸變(bian)形,而氧化(hua)(hua)物(wu)夾雜不(bu)變(bian)形,夾雜兩(liang)端形成微裂,導致了(le)應力集中(zhong),同時(shi)還強(qiang)化(hua)(hua)了(le)鋼的(de)(de)力學性(xing)(xing)能的(de)(de)方(fang)向性(xing)(xing)。所以鋼中(zhong)硫化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)另一有害(hai)作用是降低鋼的(de)(de)塑、韌性(xing)(xing)和抗疲勞性(xing)(xing)能,特別是橫向性(xing)(xing)能。



二、氧化物(wu)和硅酸鹽的有害作用


   鋼(gang)(gang)中夾雜物的(de)(de)(de)存在,破壞(huai)了不銹鋼(gang)(gang)基體的(de)(de)(de)連(lian)續(xu)性(xing)(xing)并導(dao)致(zhi)應力集中,從而降低(di)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)塑、韌性(xing)(xing)和抗疲勞性(xing)(xing)能,鋼(gang)(gang)中氧化物和硅酸鹽也不例外,由(you)于  等(deng)夾雜硬度高,難(nan)變(bian)形,多呈鏈狀(zhuang)(zhuang)、串狀(zhuang)(zhuang),一方(fang)面增強鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)方(fang)向性(xing)(xing),使橫向性(xing)(xing)能惡化,另一方(fang)面使鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)切削(xue)加工性(xing)(xing)下降,而且很難(nan)拋光。


   1Cr18Ni9Ti連鑄(zhu)坯表面的翻皮、結疤、凹(ao)凸不平以及裂紋等缺陷均與鋼(gang)中非金屬夾雜物(wu)有關,其中主要(yao)是 和鈦的氧化(hua)(hua)物(wu)與氮化(hua)(hua)物(wu)。


   一些鋼廠1Cr18Ni9Ti不銹鋼管(guan)內表面翹皮和外表面螺旋形裂紋等缺陷也常常與鋼中氧化物、硅酸鹽和氮化物有關(試驗用鋼α相很低,為一級)。


   不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)常(chang)常(chang)觀察到有以(yi)氧化(hua)物和硅酸鹽為“核(he)心”,以(yi)各種(zhong)硫化(hua)物,如MnS,(Fe,Mn)S為“外殼(ke)”的復雜夾雜物。這種(zhong)夾雜物對鋼(gang)的耐點(dian)蝕、耐縫隙腐蝕性(xing)能(neng)最為有害。


  國外對經退火、酸洗和表面精加工的06Cr19Ni10(304)不銹鋼冷軋表面的大量發紋進行了分析,結果表明:這些發紋是由于鋼中CaO和MnO的硅酸鹽經熱軋、冷軋后變形、伸長,再經酸洗,夾雜物脫落,最后經精加工便以發紋形態顯露了出來。


  國內生產并大量(liang)出口的(de)2Cr13餐具,有的(de)由于使用前在運輸過程中便嚴重(zhong)銹蝕(shi)而(er)導致全部退(tui)貨。國產2Cr13和進口2Cr13板材耐(nai)點蝕(shi)性(xing)的(de)對比結果(表9.3)表明:國產板材擊穿電位很低,有的(de)板材根本不能鈍化。這說明國產材耐(nai)銹蝕(shi)性(xing)能較差。采取(qu)用硅鐵粉代替原(yuan)用的(de)全鋁粉脫氧等(deng)措施(shi),最終(zhong)2Cr13板材耐(nai)銹蝕(shi)不良問(wen)題獲(huo)得了圓滿解決。


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三、氮(dan)化物(wu)的有害作用 


   由于不銹鋼中的氮化物夾雜硬度高,不易變形,在鋼材中又多成群分布,所以對鋼的不利影響與Al2O3、SiO2等氧化物夾雜相當類似。如降低鋼的橫向性能、抗疲勞性能和拋光性能等。


   氮(dan)化物對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)(de)力學性能的(de)(de)有害作用,在中、高(gao)鉻鐵素(su)體不銹鋼(gang)(gang)中最為明(ming)顯(xian)。圖(tu)9.6系氮(dan)化物對(dui)高(gao)純00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不銹鋼(gang)(gang)脆性轉(zhuan)變溫(wen)度的(de)(de)影(ying)響。可以看出,隨鋼(gang)(gang)中氮(dan)化物(TiN,NbN,AIN等)的(de)(de)增加(jia),鋼(gang)(gang)的(de)(de)脆性轉(zhuan)變溫(wen)度明(ming)顯(xian)上升。研究表(biao)明(ming),呈幾何形狀存在的(de)(de)氮(dan)化物是導(dao)致(zhi)00Cr18Mo2鋼(gang)(gang)脆性穿(chuan)晶(jing)斷裂的(de)(de)裂紋源。


   在含鈦的不銹鋼(1Cr18Ni9Ti,06Cr18Ni11Ti等)中,由于氮可與鈦形成TiN、Ti(C,N),以及鋼液中TiO2、Al2O3等的存在,常常使連鑄坯表面缺陷增加,鑄坯內部純凈度也降低。不僅增加鑄坯的修磨量和金屬的消耗,而且使鋼材成品質量下降。


   不銹鋼(gang)中的非金(jin)屬夾雜(za)(za)物常常是各類夾雜(za)(za)物共存。因此,對(dui)鋼(gang)的有害作(zuo)用也經常是各類夾雜(za)(za)物綜合作(zuo)用的結果。圖9.7便是非金(jin)屬夾雜(za)(za)物對(dui)一(yi)種超低碳、含(han)氮的鉻鎳奧氏體不銹鋼(gang)的沖擊韌性(xing)的影響(xiang)。顯然,夾雜(za)(za)物增加(jia),鋼(gang)的沖擊韌性(xing)顯著下降。




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