一(yi)、硫化(hua)物的有(you)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(yi)表明,低錳(meng)量的(de)0Cr18Ni9其耐點蝕性(xing)能與含約2%Mo的(de)正常錳(meng)量的(de)0Cr17Ni14Mo2相(xiang)當。國(guo)內在(zai)生(sheng)產中已(yi)采(cai)取措施,在(zai)盡量降低18-8鉻(ge)鎳鋼中硫量的(de)同(tong)時,也在(zai)降低鋼中錳(meng)量,一般控制在(zai)1%以下(大多約0.5%)。


   由(you)于硫化(hua)(hua)物和(he)氧(yang)化(hua)(hua)物復合夾(jia)雜的(de)(de)存在,破壞了不(bu)銹鋼(gang)基體的(de)(de)連(lian)續性(xing),經熱加(jia)工后,硫化(hua)(hua)物延(yan)伸(shen)變(bian)形(xing),而(er)氧(yang)化(hua)(hua)物夾(jia)雜不(bu)變(bian)形(xing),夾(jia)雜兩端(duan)形(xing)成微裂,導(dao)致了應力集(ji)中,同時還(huan)強化(hua)(hua)了鋼(gang)的(de)(de)力學性(xing)能的(de)(de)方向性(xing)。所以鋼(gang)中硫化(hua)(hua)物的(de)(de)另(ling)一有害(hai)作用是(shi)降低(di)鋼(gang)的(de)(de)塑(su)、韌性(xing)和(he)抗疲(pi)勞性(xing)能,特(te)別是(shi)橫向性(xing)能。



二、氧化物和硅酸鹽(yan)的(de)有害(hai)作(zuo)用


   鋼(gang)(gang)中夾(jia)雜(za)物的(de)存在,破壞了(le)不(bu)銹鋼(gang)(gang)基體的(de)連續(xu)性(xing)并導(dao)致(zhi)應力集中,從而(er)降低(di)鋼(gang)(gang)的(de)塑(su)、韌性(xing)和抗疲勞性(xing)能(neng),鋼(gang)(gang)中氧化(hua)物和硅(gui)酸鹽(yan)也不(bu)例外,由于  等夾(jia)雜(za)硬度高,難(nan)變形,多呈鏈狀(zhuang)、串狀(zhuang),一方面增強鋼(gang)(gang)的(de)力學性(xing)能(neng)的(de)方向(xiang)性(xing),使橫向(xiang)性(xing)能(neng)惡化(hua),另一方面使鋼(gang)(gang)的(de)切削加(jia)工性(xing)下(xia)降,而(er)且很難(nan)拋光。


   1Cr18Ni9Ti連鑄坯(pi)表面的翻皮、結(jie)疤、凹凸不平以及裂(lie)紋等缺陷均與鋼中非金(jin)屬夾雜物(wu)有關,其中主要是 和鈦的氧化物(wu)與氮(dan)化物(wu)。


   一些鋼廠1Cr18Ni9Ti不(bu)銹鋼管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)。


   不銹鋼(gang)(gang)中常常觀察到有以(yi)氧化物(wu)(wu)(wu)和(he)硅酸鹽(yan)為(wei)“核心”,以(yi)各種硫(liu)化物(wu)(wu)(wu),如MnS,(Fe,Mn)S為(wei)“外殼”的(de)復(fu)雜夾雜物(wu)(wu)(wu)。這種夾雜物(wu)(wu)(wu)對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)耐點蝕、耐縫隙腐蝕性能最為(wei)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(guo)內(nei)生(sheng)產(chan)(chan)并大量(liang)出口的(de)2Cr13餐具,有的(de)由(you)于使用(yong)(yong)前在運(yun)輸過程中便嚴重銹蝕(shi)(shi)而導致全(quan)部退貨。國(guo)產(chan)(chan)2Cr13和進(jin)口2Cr13板材(cai)耐(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)性的(de)對比結(jie)果(表(biao)9.3)表(biao)明(ming)(ming):國(guo)產(chan)(chan)板材(cai)擊穿電(dian)位很低,有的(de)板材(cai)根(gen)本不能鈍化。這(zhe)說明(ming)(ming)國(guo)產(chan)(chan)材(cai)耐(nai)銹蝕(shi)(shi)性能較(jiao)差(cha)。采取用(yong)(yong)硅鐵(tie)粉代替原用(yong)(yong)的(de)全(quan)鋁粉脫氧等措(cuo)施,最(zui)終2Cr13板材(cai)耐(nai)銹蝕(shi)(shi)不良問題獲得了圓(yuan)滿解決(jue)。


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三、氮化物的有(you)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。


   氮化(hua)(hua)物對(dui)(dui)鋼(gang)的力學性能的有害作用,在中、高鉻鐵素體不銹鋼(gang)中最為(wei)明顯(xian)。圖9.6系(xi)氮化(hua)(hua)物對(dui)(dui)高純00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不銹鋼(gang)脆性轉(zhuan)變溫(wen)(wen)度的影(ying)響。可以看出(chu),隨鋼(gang)中氮化(hua)(hua)物(TiN,NbN,AIN等(deng))的增加,鋼(gang)的脆性轉(zhuan)變溫(wen)(wen)度明顯(xian)上升。研究表明,呈幾(ji)何(he)形狀存在的氮化(hua)(hua)物是導(dao)致00Cr18Mo2鋼(gang)脆性穿(chuan)晶斷裂(lie)的裂(lie)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(xiu)(xiu)鋼中的(de)(de)非金(jin)(jin)屬夾雜物(wu)常常是各類(lei)夾雜物(wu)共存。因此(ci),對鋼的(de)(de)有(you)害(hai)作(zuo)用也經常是各類(lei)夾雜物(wu)綜合作(zuo)用的(de)(de)結果(guo)。圖(tu)9.7便是非金(jin)(jin)屬夾雜物(wu)對一種超低碳、含氮的(de)(de)鉻(ge)鎳(nie)奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)沖(chong)擊韌性(xing)的(de)(de)影響。顯(xian)然,夾雜物(wu)增加,鋼的(de)(de)沖(chong)擊韌性(xing)顯(xian)著(zhu)下降。




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