不銹(xiu)鋼(gang)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(yi)、不(bu)銹鋼發(fa)展(zhan)史
1、 1821:法(fa)國人Berthier 進行在鋼中加鉻的(de)試(shi)驗;
2、 1897:德國人Goldschmidt開(kai)發了生產低碳(tan)含鉻合金鋼的技術;
3、 1904~1909:在法國和德國生產了w(Cr)=13%和17%的合金鋼;
4、 1913:英國人Brearly在(zai)Thomas Firth and Sons公司澆(jiao)鑄了第(di)一(yi)塊商業鑄錠,鑄件號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(mei)國w(Cr)=9%~16%,w(Cr)<0.7%的鋼發布專(zhuan)利:專(zhuan)利號1,197,256。
把(ba)鉻加到鋼(gang)中并揭示其耐(nai)(nai)腐蝕的(de)有利效(xiao)應要歸(gui)功于(yu)法國人Berthier,他(ta)在(zai)1821年(nian)(nian)開(kai)發(fa)(fa)了一種(zhong)(zhong)w(Cr)=1.5%的(de)合金并建議用于(yu)餐刀。然(ran)(ran)而對(dui)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)早期(qi)實驗發(fa)(fa)現:隨鉻含(han)量增(zeng)加其成型性劇(ju)烈變壞(huai)(由于(yu)早期(qi)合金的(de)碳(tan)含(han)量很高),因而直到20世紀初期(qi)開(kai)發(fa)(fa)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)興趣(qu)仍然(ran)(ran)不大。對(dui)于(yu)耐(nai)(nai)蝕鋼(gang)的(de)興趣(qu)在(zai)1900年(nian)(nian)到1915年(nian)(nian)期(qi)間又重(zhong)新興起(qi),很多冶金學家(jia)為開(kai)發(fa)(fa)耐(nai)(nai)蝕鋼(gang)而獲(huo)得信貸。這(zhe)(zhe)各(ge)重(zhong)新興起(qi)開(kai)發(fa)(fa)耐(nai)(nai)蝕鋼(gang)活動的(de)催(cui)化劑(ji)是1897年(nian)(nian)Goldschmidt在(zai)德國開(kai)發(fa)(fa)了生產低碳(tan)含(han)鉻合金鋼(gang)的(de)技術(shu)。隨后(hou)不久Guillet(1904), Portevin(1909) 和Giesen(1909)等(deng)發(fa)(fa)表了描述w(Cr)=13%的(de)馬氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)和w(Cr)=18%的(de)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)微觀組(zu)織和性能的(de)論(lun)文。1909年(nian)(nian)Guillet還發(fa)(fa)表了一篇關(guan)于(yu)鉻-鎳(nie)鋼(gang)研究的(de)論(lun)文,這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)奧氏(shi)(shi)體類(lei)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)前驅。
英國(guo)人Brearly被認為(wei)(wei)是(shi)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)發明者,當時是(shi)為(wei)(wei)了(le)研(yan)究(jiu)由w(Cr)=5%鋼(gang)(gang)制(zhi)作的(de)來復槍(qiang)槍(qiang)膛因(yin)內部腐蝕(shi)而(er)失效的(de)問(wen)(wen)題,通過(guo)研(yan)究(jiu)在1913年(nian)8月他(ta)鑄成(cheng)了(le)成(cheng)份(fen)(質量(liang)分數)為(wei)(wei)12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和(he)0.44%Mn的(de)合格(ge)鑄錠。這(zhe)種鋼(gang)(gang)被用(yong)來制(zhi)造了(le)12個實驗槍(qiang)管,雖然并(bing)沒有(you)像所期望的(de)那樣改進槍(qiang)管的(de)腐蝕(shi)問(wen)(wen)題,但其(qi)中某些材料被用(yong)來制(zhi)造餐刀(dao)刀(dao)片而(er)開(kai)始了(le)應用(yong)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)紀(ji)元。
二、不銹鋼的種(zhong)類、化學成(cheng)分(fen)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(xiu)鋼的(de)(de)(de)重要(yao)特性(xing)(xing)之(zhi)一(yi)是耐蝕性(xing)(xing),然而不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)性(xing)(xing)和耐蝕性(xing)(xing)都是相對的(de)(de)(de),有條件(jian)的(de)(de)(de),受到諸多(duo)因素的(de)(de)(de)影(ying)響,包括介(jie)質種類(lei)、濃(nong)度、純凈度、流動狀態、使(shi)用(yong)環境(jing)的(de)(de)(de)溫(wen)度、壓力等,目前還沒有對任(ren)何腐蝕環境(jing)都具有耐蝕性(xing)(xing)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼。因此(ci),不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)選用(yong)應根據(ju)具體的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)條件(jian)加以合理選擇,才能(neng)獲得良好的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)效(xiao)果。
奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼在各種類(lei)型(xing)不(bu)銹鋼中(zhong)(zhong)應用最(zui)廣泛(fan),品種也最(zui)多。由于奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼的(de)鉻(ge)、鎳含量(liang)較高,因此在氧化性(xing)(xing)、中(zhong)(zhong)性(xing)(xing)以及弱還原(yuan)(yuan)性(xing)(xing)介質(zhi)中(zhong)(zhong)均具有(you)良(liang)好的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)。奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼的(de)塑韌性(xing)(xing)優良(liang),冷熱加工性(xing)(xing)能俱佳,焊接性(xing)(xing)優于其(qi)它(ta)類(lei)型(xing)不(bu)銹鋼,因而(er)廣泛(fan)應用于建筑裝飾、食品工業、醫療器械、紡織印染設備以及石油、化工 、原(yuan)(yuan)子(zi)能等工業領(ling)域(yu)。
鐵(tie)(tie)素體不銹鋼(gang)(gang)的應用(yong)比(bi)較廣泛(fan),其中Cr13和(he)Cr17型鐵(tie)(tie)素體不銹鋼(gang)(gang)主(zhu)要用(yong)于腐(fu)蝕環(huan)境不十分苛刻(ke)的場(chang)合,例(li)如室(shi)內裝飾、廚房設備(bei)、家電產品、家用(yong)器具(ju)等。超低碳高(gao)鉻含鉬鐵(tie)(tie)素體不銹鋼(gang)(gang)因(yin)對氯化物應力腐(fu)蝕不敏感,同時具(ju)有良好的耐(nai)點蝕、縫(feng)隙腐(fu)蝕性能,因(yin)而廣泛(fan)用(yong)于熱交換設備(bei)、耐(nai)海水(shui)設備(bei)、有機酸(suan)及制堿設備(bei)等。
馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)應(ying)用(yong)較(jiao)為普(pu)遍的(de)(de)是Cr13型(xing)馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)。為獲得或(huo)改(gai)善某(mou)些性能,添加鎳(nie)、鉬等(deng)(deng)合(he)金元素,形成(cheng)一些新的(de)(de)馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)。馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)主要(yao)用(yong)于硬度、強度要(yao)求較(jiao)高(gao),耐腐蝕(shi)要(yao)求不(bu)太高(gao)的(de)(de)場(chang)合(he),如量(liang)具、刀具、餐具、彈簧、軸承、氣(qi)輪機(ji)葉片、水輪機(ji)轉輪、泵、閥等(deng)(deng)。
雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)是金相(xiang)組織由奧氏體和(he)鐵(tie)(tie)素(su)體兩相(xiang)組成(cheng)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang),而且各相(xiang)占有較大的(de)比例。雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)鐵(tie)(tie)素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)一(yi)些特點(dian),韌性良好 、強度(du)較高,耐氯化(hua)物應(ying)(ying)力腐蝕。適于制作(zuo)海水處理設(she)備、冷凝器,熱(re)交換器等,在(zai)石油、化(hua)工(gong)領域應(ying)(ying)用廣泛。
沉淀硬(ying)(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼是在(zai)不銹(xiu)鋼中單獨(du)或(huo)復(fu)合(he)添(tian)加硬(ying)(ying)化(hua)元素,通過適當(dang)熱(re)處(chu)理獲(huo)得高強(qiang)度、高韌(ren)性并具有良好(hao)腐蝕性的一類不銹(xiu)鋼。通常作為耐磨、耐蝕、高強(qiang)度結構件,如軸、齒輪、葉(xie)片等轉動部件和(he)螺栓、銷(xiao)子、墊圈、彈(dan)簧、閥(fa)、泵(beng)等零部件以及高強(qiang)度壓力容器、化(hua)工處(chu)理設備(bei)等。
三、不銹鋼的組織特點(dian)
因化(hua)學元素(su)(su)含量的上下限和(he)(he)熱(re)處理狀態的差異,從各元素(su)(su)對不(bu)銹(xiu)鋼組織的影響和(he)(he)作(zuo)用程(cheng)度來(lai)看,基(ji)本(ben)上有兩類元素(su)(su)。一類是(shi)形(xing)成或穩定奧氏體的元素(su)(su):碳(tan)、鎳、錳、氮和(he)(he)銅等,其中(zhong)碳(tan)和(he)(he)氮作(zuo)用程(cheng)度最大。另一類是(shi)縮(suo)小甚至封閉γ相(xiang)區(qu)即(ji)形(xing)成鐵素(su)(su)體的元素(su)(su):鉻、硅(gui)、鉬、鈦、鈮、鉭(tan)、釩、鎢和(he)(he)鋁等,其中(zhong)鈮的作(zuo)用程(cheng)度最小。
不銹鋼(gang)的(de)組織有以下幾種組織類型:
1. 奧氏體不銹鋼
奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼有(you)Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等系(xi)列。為(wei)改善某(mou)些(xie)性能(neng),滿足特殊用途要求,在(zai)一些(xie)鋼中單獨(du)或復合(he)添(tian)加(jia)了氮、鈮、銅、硅等合(he)金元(yuan)素。奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼通常在(zai)室溫下為(wei)純奧氏(shi)體組(zu)織(zhi),也有(you)一些(xie)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼室溫下的組(zu)織(zhi)為(wei)奧氏(shi)體加(jia)少(shao)量鐵(tie)素體,這(zhe)種(zhong)少(shao)量鐵(tie)素體有(you)助于防止熱(re)裂(lie)紋的產生(sheng)。奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼不能(neng)用熱(re)處(chu)理方法強化(hua),但由于這(zhe)類鋼具有(you)明顯的冷(leng)加(jia)工(gong)硬化(hua)性,可通過(guo)冷(leng)變形方法提高強度(du)。經冷(leng)變形產生(sheng)的加(jia)工(gong)硬化(hua),可采用固溶(rong)處(chu)理使(shi)之軟化(hua)。
2. 鐵素體不銹鋼
今年來鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)逐(zhu)漸(jian)向(xiang)低(di)碳(tan)高純度(du)發展(zhan),使(shi)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)傾(qing)向(xiang)和焊接性(xing)得到明顯改善。該類鋼(gang)(gang)(gang)在固溶狀態下為鐵素(su)體(ti)組織(zhi)。當鋼(gang)(gang)(gang)中w(Cr)超(chao)過16%時,仍存(cun)在加(jia)熱(re)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)傾(qing)向(xiang)。在400~600℃溫(wen)度(du)區間停留(liu)易出現(xian)475℃脆(cui)(cui)(cui)化(hua),在650~850℃溫(wen)度(du)區間易引(yin)起(qi)σ相析出而導致的(de)(de)脆(cui)(cui)(cui)化(hua),加(jia)熱(re)至900℃以(yi)上(shang)易造成晶(jing)粒粗化(hua),使(shi)韌性(xing)降低(di)。這類鋼(gang)(gang)(gang)還有(you)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)轉變(bian)特性(xing),其脆(cui)(cui)(cui)性(xing)轉變(bian)溫(wen)度(du)與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)中碳(tan)、氮含(han)量(liang),熱(re)處理時的(de)(de)冷卻速(su)度(du)以(yi)及截面尺(chi)寸有(you)關,碳(tan)、氮含(han)量(liang)越低(di),截面尺(chi)寸越小(xiao),脆(cui)(cui)(cui)性(xing)轉變(bian)溫(wen)度(du)越低(di)。475℃脆(cui)(cui)(cui)化(hua)和σ相析出引(yin)起(qi)的(de)(de)脆(cui)(cui)(cui)化(hua),可通過熱(re)處理方法予以(yi)消(xiao)(xiao)除。采(cai)用516℃以(yi)上(shang)短時加(jia)熱(re)后空冷,可消(xiao)(xiao)除475℃脆(cui)(cui)(cui)化(hua),加(jia)熱(re)到900℃以(yi)上(shang)急冷可消(xiao)(xiao)除σ相脆(cui)(cui)(cui)化(hua)。
3. 馬氏體不銹鋼
馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)w(Cr)范(fan)圍在12%~18%,w(C)范(fan)圍在0.1%~1.0%,也有一些含(han)碳(tan)量更低的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),如0Cr13Ni5Mo等(deng)。馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)加(jia)熱(re)時可形成奧氏(shi)(shi)體(ti),一般在油或空氣中冷卻即(ji)可得到馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi),含(han)碳(tan)量較低的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)淬(cui)火(huo)狀態的(de)組(zu)織(zhi)為板(ban)條馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)加(jia)少量鐵素體(ti),如1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等(deng)。當(dang)w(C)超(chao)過0.3%時,正常淬(cui)火(huo)溫度(du)加(jia)熱(re)時碳(tan)化物不(bu)能完全(quan)固溶,淬(cui)火(huo)后的(de)組(zu)織(zhi)為馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)加(jia)碳(tan)化物。
馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼可(ke)以達到(dao)很寬的強度范圍,屈(qu)服強度可(ke)以從退火(huo)(huo)狀態下(xia)的275MPa到(dao)淬(cui)火(huo)(huo)+回火(huo)(huo)狀態下(xia)的1900MPa。對于(yu)大(da)多數的工(gong)程(cheng)應用,淬(cui)火(huo)(huo)后的鋼一般要進行回火(huo)(huo),以得到(dao)所需(xu)的韌性(xing)和塑性(xing)。
4. 鐵(tie)素(su)體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相不銹鋼
鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)-奧氏體(ti)(ti)(ti)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)室溫下的(de)組織(zhi)為鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)加奧氏體(ti)(ti)(ti),通常鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)體(ti)(ti)(ti)積(ji)分數不(bu)低于50%。雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與奧氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)比,具(ju)有(you)較低的(de)熱(re)(re)裂傾向(xiang),而與鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)比,則具(ju)有(you)較低的(de)加熱(re)(re)脆化(hua)傾向(xiang),其焊接熱(re)(re)影響區鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)粗(cu)化(hua)程度也較低。但(dan)這類(lei)鋼(gang)仍然存在鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)各種(zhong)加熱(re)(re)脆性傾向(xiang)。
5. 沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)銹鋼
沉淀(dian)(dian)硬化(hua)不銹鋼包括馬氏(shi)體(ti)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)不銹鋼、半奧氏(shi)體(ti)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)不銹鋼和奧氏(shi)體(ti)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)不銹鋼。由于這類(lei)鋼中含有較(jiao)多硬化(hua)元(yuan)素,比普通奧氏(shi)體(ti)不銹鋼的焊接性差。
四、不(bu)銹(xiu)鋼的物(wu)理性能和力學性能
1. 不銹(xiu)鋼物理性能
奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)比電(dian)阻(zu)可達(da)碳(tan)鋼(gang)的(de)(de)5倍(bei),線膨(peng)(peng)脹系數比碳(tan)鋼(gang)的(de)(de)約大50%,而(er)馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)和(he)鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)線膨(peng)(peng)脹系數大體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)上和(he)碳(tan)鋼(gang)的(de)(de)相等。奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)熱導(dao)率為(wei)碳(tan)鋼(gang)的(de)(de)1/2左右。奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)通常是非磁性(xing)的(de)(de)。鉻當量(liang)和(he)鎳當量(liang)較低的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)冷(leng)加工變(bian)形(xing)較大的(de)(de)情況(kuang)下(xia),會產(chan)生形(xing)變(bian)誘(you)導(dao)馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti),從(cong)而(er)產(chan)生磁性(xing)。用熱處理方法可消除這種馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)磁性(xing)。
2. 不銹(xiu)鋼的力(li)學性能(neng)
馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在退(tui)火狀態下(xia),硬(ying)度最低(di),可(ke)(ke)淬(cui)火硬(ying)化(hua),正常(chang)使用時的(de)回火狀態的(de)硬(ying)度又稍有下(xia)降。鐵素(su)(su)體(ti)(ti)鋼(gang)的(de)特點是常(chang)溫沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)低(di)。當高(gao)溫長時間加熱時,力學性(xing)(xing)能將進(jin)一步(bu)惡化(hua),可(ke)(ke)能導致475℃脆(cui)化(hua)、σ脆(cui)性(xing)(xing)或晶粒粗大等。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)常(chang)溫具(ju)有低(di)的(de)屈強比(40%~50%),伸長率、斷面收縮率和沖(chong)擊(ji)吸收功均很高(gao)并具(ju)有高(gao)的(de)冷加工硬(ying)化(hua)性(xing)(xing)。某些奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)經高(gao)溫加熱后(hou),會(hui)產(chan)生σ相和晶界析出碳化(hua)鉻(ge)引起的(de)脆(cui)化(hua)現象。在低(di)溫下(xia),鐵素(su)(su)體(ti)(ti)和馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)夏比沖(chong)擊(ji)吸收功均很低(di),而奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)則(ze)有良好的(de)低(di)溫韌(ren)(ren)性(xing)(xing)。對(dui)含有百分之幾鐵素(su)(su)體(ti)(ti)的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),則(ze)應注意低(di)溫下(xia)塑(su)性(xing)(xing)和韌(ren)(ren)性(xing)(xing)降低(di)的(de)問題。
五、不銹(xiu)鋼的耐腐蝕性能
金屬受介質的(de)化(hua)學(xue)及電化(hua)學(xue)作用而(er)破壞的(de)現象稱(cheng)為腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),不銹(xiu)鋼的(de)主要腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)形式有均勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(表面腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi))和局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)包(bao)括晶間(jian)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)和應力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)等。據統計,在不銹(xiu)鋼腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破壞事故中,由均勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)引起(qi)的(de)僅占約10%,而(er)由局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)引起(qi)的(de)則(ze)高達90%以上,由此可見,局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)相當嚴重的(de)。
1. 均(jun)勻腐蝕
均勻(yun)腐(fu)(fu)蝕是指接觸的(de)金屬表面(mian)全(quan)部產生腐(fu)(fu)蝕的(de)現象。檢查(cha)方法(fa)多半使用失(shi)重法(fa)。
2. 局(ju)部腐蝕(shi)
①. 晶間腐蝕
在腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質作用下,起源于(yu)金屬(shu)表面沿晶界深入金屬(shu)內部(bu)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)稱(cheng)為(wei)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。它是一種(zhong)局部(bu)性腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)導致晶粒間的(de)(de)結(jie)合力喪失,材料強度幾乎消失,是一種(zhong)很(hen)值得重視(shi)的(de)(de)危險的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)現象。導致奧(ao)氏體不銹鋼晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)原因(yin)很(hen)多(duo),概括有以下幾種(zhong):
a.碳(tan)化鉻(ge)析(xi)出引起的晶(jing)間腐(fu)蝕
b.σ相析出引起的晶間腐蝕(shi)
c.晶(jing)界吸附引起的晶(jing)間腐蝕
d.穩定元素高溫溶解引起(qi)的晶間腐蝕
②. 點蝕及縫隙(xi)腐蝕
點蝕(shi)及縫隙腐蝕(shi)的共(gong)同(tong)機理(li)是腐蝕(shi)區間(jian)產生“閉塞(sai)電(dian)池腐蝕(shi)”作用(yong)所(suo)致(zhi),但各自的具體原因不(bu)相同(tong)。
點蝕(shi)(shi)是(shi)指在(zai)金屬材(cai)(cai)料表面產生的(de)(de)尺(chi)寸約小于1.0mm的(de)(de)穿孔性或蝕(shi)(shi)坑性的(de)(de)宏(hong)觀腐(fu)蝕(shi)(shi)。點蝕(shi)(shi)的(de)(de)形成主要是(shi)由于材(cai)(cai)料表面鈍化(hua)膜的(de)(de)局(ju)部破壞所(suo)引(yin)起的(de)(de)。
縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)是金(jin)屬構件縫(feng)隙(xi)(xi)處發生(sheng)的(de)(de)(de)斑點狀或(huo)潰瘍(yang)形宏(hong)觀蝕(shi)坑。它是以腐蝕(shi)部位的(de)(de)(de)特征命(ming)名的(de)(de)(de)。和點蝕(shi)形成機理有差(cha)異之(zhi)點在于縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)主要是由介質的(de)(de)(de)電化學(xue)不(bu)均勻性引(yin)起的(de)(de)(de)。因此,改善運(yun)行條件、改變介質成分和結(jie)構形式是防止縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)重要措施。
③. 應(ying)力腐蝕斷裂(SCC)
應(ying)力腐蝕是指在靜拉伸應(ying)力與電化學介質共同作(zuo)用(yong)下(xia),因陽(yang)極溶解過程引起(qi)的斷裂(lie)。在應(ying)力與腐蝕介質共同作(zuo)用(yong)下(xia)有(you)三種(zhong)不(bu)同類型的局部腐蝕——應(ying)力腐蝕、氫(qing)脆和腐蝕疲勞。