不銹鋼(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)、不銹鋼發(fa)展史
1、 1821:法國(guo)人(ren)Berthier 進行在(zai)鋼(gang)中加鉻的試(shi)驗(yan);
2、 1897:德國(guo)人Goldschmidt開發了生產低碳含鉻合(he)金鋼的技術;
3、 1904~1909:在法國和(he)德國生產了w(Cr)=13%和(he)17%的(de)合(he)金鋼;
4、 1913:英國人Brearly在(zai)Thomas Firth and Sons公司(si)澆鑄了第一塊商(shang)業(ye)鑄錠,鑄件號No.1008,成分(質(zhi)量分數):0.24%C、0.2%Si、0.44%Mn、12.86%Cr。
5、 1916:9月5日美國w(Cr)=9%~16%,w(Cr)<0.7%的(de)鋼發布專利(li):專利(li)號1,197,256。
把(ba)鉻(ge)加到(dao)鋼(gang)中并揭示其耐腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)有利效應要(yao)歸功于法國(guo)人Berthier,他在(zai)(zai)1821年(nian)(nian)開(kai)(kai)(kai)發了一種(zhong)(zhong)w(Cr)=1.5%的(de)(de)合金(jin)(jin)(jin)并建(jian)議用于餐刀。然而對這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)(de)早期(qi)(qi)實驗發現:隨(sui)鉻(ge)含(han)量增(zeng)加其成型(xing)性劇烈變壞(huai)(由于早期(qi)(qi)合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)碳(tan)含(han)量很高),因而直到(dao)20世紀初期(qi)(qi)開(kai)(kai)(kai)發這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)(de)興(xing)趣(qu)(qu)仍然不大。對于耐蝕(shi)鋼(gang)的(de)(de)興(xing)趣(qu)(qu)在(zai)(zai)1900年(nian)(nian)到(dao)1915年(nian)(nian)期(qi)(qi)間又重新興(xing)起(qi),很多冶金(jin)(jin)(jin)學家(jia)為開(kai)(kai)(kai)發耐蝕(shi)鋼(gang)而獲得信貸。這(zhe)各重新興(xing)起(qi)開(kai)(kai)(kai)發耐蝕(shi)鋼(gang)活(huo)動的(de)(de)催(cui)化劑是1897年(nian)(nian)Goldschmidt在(zai)(zai)德國(guo)開(kai)(kai)(kai)發了生(sheng)產低碳(tan)含(han)鉻(ge)合金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)的(de)(de)技術(shu)。隨(sui)后不久Guillet(1904), Portevin(1909) 和Giesen(1909)等發表了描述(shu)w(Cr)=13%的(de)(de)馬氏體(ti)不銹鋼(gang)和w(Cr)=18%的(de)(de)鐵素體(ti)不銹鋼(gang)的(de)(de)微觀(guan)組(zu)織(zhi)和性能的(de)(de)論文(wen)。1909年(nian)(nian)Guillet還發表了一篇關于鉻(ge)-鎳鋼(gang)研究的(de)(de)論文(wen),這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)(de)奧氏體(ti)類不銹鋼(gang)的(de)(de)前驅。
英國人Brearly被(bei)(bei)認為(wei)是不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)發明者,當時是為(wei)了(le)研(yan)究由w(Cr)=5%鋼(gang)制作的(de)(de)(de)來(lai)復槍(qiang)(qiang)槍(qiang)(qiang)膛因(yin)內(nei)部(bu)腐蝕而失效(xiao)的(de)(de)(de)問(wen)題(ti),通過(guo)研(yan)究在1913年8月他鑄成(cheng)了(le)成(cheng)份(質(zhi)量分數)為(wei)12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和(he)0.44%Mn的(de)(de)(de)合格鑄錠(ding)。這種鋼(gang)被(bei)(bei)用來(lai)制造了(le)12個實驗(yan)槍(qiang)(qiang)管,雖然并沒有像所期望的(de)(de)(de)那樣改(gai)進槍(qiang)(qiang)管的(de)(de)(de)腐蝕問(wen)題(ti),但其中某些材料被(bei)(bei)用來(lai)制造餐刀(dao)刀(dao)片而開始了(le)應(ying)用不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)紀元。
二、不銹鋼的(de)種類、化學成分及(ji)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(shi)體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。
不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)重要特性(xing)之一是耐蝕(shi)性(xing),然而不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)不銹(xiu)性(xing)和耐蝕(shi)性(xing)都是相對(dui)的(de)(de)(de),有(you)(you)條(tiao)件(jian)的(de)(de)(de),受到諸多因素的(de)(de)(de)影響,包括介質種類、濃度、純凈度、流動狀(zhuang)態、使用環境(jing)的(de)(de)(de)溫(wen)度、壓力等,目前還沒有(you)(you)對(dui)任何(he)腐蝕(shi)環境(jing)都具有(you)(you)耐蝕(shi)性(xing)的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼。因此,不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)選用應根據(ju)具體的(de)(de)(de)使用條(tiao)件(jian)加以(yi)合理選擇,才能獲得良(liang)好的(de)(de)(de)使用效果(guo)。
奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在各種類(lei)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中應用最(zui)廣(guang)泛(fan),品(pin)種也(ye)最(zui)多。由于奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的鉻、鎳含量較高,因此(ci)在氧化性、中性以及弱還原(yuan)性介質中均具有良(liang)(liang)好的耐蝕性。奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的塑韌性優(you)良(liang)(liang),冷熱(re)加工性能(neng)俱佳(jia),焊接性優(you)于其它類(lei)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang),因而(er)廣(guang)泛(fan)應用于建(jian)筑裝飾、食(shi)品(pin)工業、醫療器械、紡(fang)織印染設備(bei)以及石油、化工 、原(yuan)子能(neng)等(deng)工業領域。
鐵素體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼的(de)應用比較(jiao)廣泛,其中Cr13和(he)Cr17型鐵素體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼主要用于腐蝕(shi)(shi)環境不十(shi)分苛刻(ke)的(de)場(chang)合,例如(ru)室內裝飾、廚房設(she)備(bei)(bei)、家電產(chan)品、家用器具等(deng)。超低碳高鉻含鉬鐵素體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼因(yin)(yin)對氯化物應力腐蝕(shi)(shi)不敏感(gan),同(tong)時具有良好的(de)耐點蝕(shi)(shi)、縫隙腐蝕(shi)(shi)性能,因(yin)(yin)而廣泛用于熱交換設(she)備(bei)(bei)、耐海水設(she)備(bei)(bei)、有機酸及制(zhi)堿設(she)備(bei)(bei)等(deng)。
馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼應用較為普(pu)遍(bian)的(de)是Cr13型馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼。為獲得或改善(shan)某些性能,添加鎳、鉬等合(he)金(jin)元素,形成一些新的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼。馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼主要(yao)用于硬度、強度要(yao)求(qiu)較高,耐腐蝕(shi)要(yao)求(qiu)不(bu)(bu)太高的(de)場合(he),如量具、刀具、餐(can)具、彈簧、軸承、氣輪機(ji)(ji)葉片、水(shui)輪機(ji)(ji)轉輪、泵、閥等。
雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼是金相(xiang)(xiang)組織(zhi)由奧氏(shi)體和(he)鐵素體兩相(xiang)(xiang)組成的不(bu)銹(xiu)鋼,而且各相(xiang)(xiang)占(zhan)有(you)較(jiao)大的比例(li)。雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼具有(you)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼和(he)鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼的一些特(te)點(dian),韌性良好 、強度較(jiao)高,耐氯化物應力(li)腐(fu)蝕。適于制作海水處(chu)理設備(bei)、冷凝(ning)器(qi),熱交換(huan)器(qi)等,在石油、化工領域(yu)應用廣(guang)泛(fan)。
沉(chen)淀硬化不(bu)銹鋼(gang)是在不(bu)銹鋼(gang)中單獨(du)或復合添加(jia)硬化元(yuan)素,通(tong)過適當熱處(chu)理(li)獲(huo)得(de)高(gao)強(qiang)(qiang)度、高(gao)韌性(xing)(xing)并(bing)具有(you)良好腐蝕性(xing)(xing)的一類不(bu)銹鋼(gang)。通(tong)常作為耐磨、耐蝕、高(gao)強(qiang)(qiang)度結(jie)構(gou)件(jian),如軸、齒輪、葉(xie)片等(deng)轉動部件(jian)和螺栓、銷子(zi)、墊圈、彈簧、閥、泵等(deng)零部件(jian)以及高(gao)強(qiang)(qiang)度壓力容器、化工處(chu)理(li)設備等(deng)。
三、不銹鋼的組織特(te)點
因化學元(yuan)素含量的(de)(de)上(shang)下(xia)限(xian)和(he)熱處理狀態的(de)(de)差異,從各元(yuan)素對不(bu)銹鋼組織(zhi)的(de)(de)影響和(he)作(zuo)用(yong)(yong)程度(du)來(lai)看(kan),基(ji)本上(shang)有兩類(lei)元(yuan)素。一(yi)類(lei)是形(xing)成(cheng)(cheng)或穩定奧(ao)氏體的(de)(de)元(yuan)素:碳(tan)、鎳(nie)、錳、氮和(he)銅等,其(qi)中(zhong)碳(tan)和(he)氮作(zuo)用(yong)(yong)程度(du)最大。另一(yi)類(lei)是縮(suo)小(xiao)甚至封閉γ相(xiang)區即形(xing)成(cheng)(cheng)鐵素體的(de)(de)元(yuan)素:鉻、硅(gui)、鉬、鈦、鈮(ni)、鉭、釩、鎢(wu)和(he)鋁等,其(qi)中(zhong)鈮(ni)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)程度(du)最小(xiao)。
不銹鋼的組(zu)織有以(yi)下幾種(zhong)組(zu)織類型:
1. 奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼
奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)有Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等(deng)系列(lie)。為(wei)改(gai)善某些性能(neng),滿足特殊(shu)用途要求(qiu),在一(yi)些鋼(gang)中單獨或復合添加了氮、鈮、銅、硅等(deng)合金元素。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)通常在室溫(wen)下(xia)為(wei)純奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)組(zu)織,也有一(yi)些奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)室溫(wen)下(xia)的(de)組(zu)織為(wei)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)加少量鐵素體(ti),這(zhe)種少量鐵素體(ti)有助于防止熱裂紋的(de)產生。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)不能(neng)用熱處(chu)理方法強化(hua),但由于這(zhe)類鋼(gang)具有明顯的(de)冷(leng)加工硬化(hua)性,可通過冷(leng)變(bian)形方法提高強度。經(jing)冷(leng)變(bian)形產生的(de)加工硬化(hua),可采用固溶處(chu)理使(shi)之軟化(hua)。
2. 鐵素體不銹鋼(gang)
今年來鐵(tie)素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)逐(zhu)漸向低碳高純(chun)度發(fa)展(zhan),使鐵(tie)素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)傾向和焊(han)接性(xing)得(de)到明顯改善。該類鋼(gang)在(zai)固溶狀(zhuang)態下為鐵(tie)素(su)體組織。當鋼(gang)中(zhong)w(Cr)超過16%時(shi),仍存在(zai)加熱(re)(re)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)傾向。在(zai)400~600℃溫(wen)(wen)度區間(jian)停留易(yi)出現(xian)475℃脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua),在(zai)650~850℃溫(wen)(wen)度區間(jian)易(yi)引起(qi)σ相析(xi)出而導致的(de)(de)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua),加熱(re)(re)至900℃以上易(yi)造成晶粒粗化(hua),使韌性(xing)降低。這(zhe)類鋼(gang)還有脆(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)特(te)性(xing),其脆(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)溫(wen)(wen)度與鋼(gang)中(zhong)碳、氮(dan)含(han)量,熱(re)(re)處理(li)時(shi)的(de)(de)冷(leng)卻速(su)度以及截面(mian)尺寸有關,碳、氮(dan)含(han)量越(yue)(yue)低,截面(mian)尺寸越(yue)(yue)小(xiao),脆(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)溫(wen)(wen)度越(yue)(yue)低。475℃脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)和σ相析(xi)出引起(qi)的(de)(de)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua),可(ke)通過熱(re)(re)處理(li)方(fang)法予以消(xiao)除(chu)(chu)。采用516℃以上短時(shi)加熱(re)(re)后(hou)空冷(leng),可(ke)消(xiao)除(chu)(chu)475℃脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua),加熱(re)(re)到900℃以上急冷(leng)可(ke)消(xiao)除(chu)(chu)σ相脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)。
3. 馬氏體(ti)不銹鋼(gang)
馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)w(Cr)范圍在(zai)12%~18%,w(C)范圍在(zai)0.1%~1.0%,也有一些含碳(tan)(tan)(tan)量(liang)更低(di)的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang),如(ru)0Cr13Ni5Mo等(deng)。馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)加(jia)(jia)熱(re)時可(ke)形(xing)成奧氏(shi)體(ti),一般在(zai)油或空氣(qi)中冷卻(que)即可(ke)得到馬(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)織,含碳(tan)(tan)(tan)量(liang)較低(di)的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)淬(cui)火(huo)(huo)狀態的(de)組(zu)織為(wei)板條(tiao)馬(ma)氏(shi)體(ti)加(jia)(jia)少量(liang)鐵素體(ti),如(ru)1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等(deng)。當w(C)超過0.3%時,正常淬(cui)火(huo)(huo)溫度加(jia)(jia)熱(re)時碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)不能完(wan)全(quan)固溶,淬(cui)火(huo)(huo)后的(de)組(zu)織為(wei)馬(ma)氏(shi)體(ti)加(jia)(jia)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)。
馬氏體不銹鋼(gang)可以(yi)達到(dao)(dao)很(hen)寬的(de)(de)強度范圍,屈服(fu)強度可以(yi)從退火(huo)狀(zhuang)態下的(de)(de)275MPa到(dao)(dao)淬(cui)火(huo)+回火(huo)狀(zhuang)態下的(de)(de)1900MPa。對于大多數的(de)(de)工程(cheng)應用,淬(cui)火(huo)后的(de)(de)鋼(gang)一般(ban)要(yao)進行回火(huo),以(yi)得到(dao)(dao)所(suo)需的(de)(de)韌性和(he)塑性。
4. 鐵(tie)素體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相不銹鋼
鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)-奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)室溫下(xia)的(de)組織為(wei)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)加奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti),通(tong)常鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)體(ti)(ti)(ti)積分數(shu)不低于50%。雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)與奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)相(xiang)比(bi),具有(you)(you)較(jiao)低的(de)熱(re)(re)裂傾(qing)向,而與鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)相(xiang)比(bi),則具有(you)(you)較(jiao)低的(de)加熱(re)(re)脆化傾(qing)向,其(qi)焊接熱(re)(re)影響區鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)粗化程度也較(jiao)低。但這類鋼(gang)(gang)仍(reng)然(ran)存在鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)各種加熱(re)(re)脆性(xing)傾(qing)向。
5. 沉淀(dian)硬化不銹鋼
沉淀(dian)(dian)硬化(hua)(hua)不銹鋼(gang)包括馬氏體(ti)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)(hua)不銹鋼(gang)、半奧氏體(ti)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)(hua)不銹鋼(gang)和奧氏體(ti)沉淀(dian)(dian)硬化(hua)(hua)不銹鋼(gang)。由于(yu)這類鋼(gang)中含有較多硬化(hua)(hua)元素,比普通奧氏體(ti)不銹鋼(gang)的焊接性差。
四(si)、不銹鋼的物理性(xing)(xing)能(neng)和(he)力學性(xing)(xing)能(neng)
1. 不銹(xiu)鋼(gang)物理性能(neng)
奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)比電阻(zu)可達碳鋼(gang)(gang)(gang)的5倍,線(xian)膨脹系(xi)數比碳鋼(gang)(gang)(gang)的約(yue)大50%,而馬(ma)(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的線(xian)膨脹系(xi)數大體(ti)上和(he)碳鋼(gang)(gang)(gang)的相等。奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的熱導率為碳鋼(gang)(gang)(gang)的1/2左右。奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)通常是(shi)非磁(ci)(ci)性的。鉻當量(liang)和(he)鎳(nie)當量(liang)較(jiao)低的奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)冷加(jia)工變(bian)形(xing)較(jiao)大的情況下,會產生形(xing)變(bian)誘導馬(ma)(ma)氏體(ti),從而產生磁(ci)(ci)性。用(yong)熱處(chu)理方法可消除這種馬(ma)(ma)氏體(ti)和(he)磁(ci)(ci)性。
2. 不銹鋼(gang)的力學性(xing)能
馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在退火狀態下,硬(ying)度(du)(du)最低(di)(di)(di),可(ke)淬(cui)火硬(ying)化(hua)(hua),正常使用時(shi)的(de)(de)(de)回(hui)火狀態的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)又稍有(you)(you)下降。鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)特點是常溫(wen)沖擊(ji)韌(ren)性(xing)(xing)低(di)(di)(di)。當高(gao)溫(wen)長時(shi)間加熱時(shi),力學性(xing)(xing)能(neng)將(jiang)進一(yi)步惡化(hua)(hua),可(ke)能(neng)導致475℃脆(cui)化(hua)(hua)、σ脆(cui)性(xing)(xing)或(huo)晶粒粗大等。奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)常溫(wen)具有(you)(you)低(di)(di)(di)的(de)(de)(de)屈(qu)強比(40%~50%),伸長率、斷面收縮(suo)率和(he)(he)(he)沖擊(ji)吸收功均很(hen)高(gao)并(bing)具有(you)(you)高(gao)的(de)(de)(de)冷加工硬(ying)化(hua)(hua)性(xing)(xing)。某些奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)經高(gao)溫(wen)加熱后,會(hui)產(chan)生σ相和(he)(he)(he)晶界(jie)析出(chu)碳化(hua)(hua)鉻引起的(de)(de)(de)脆(cui)化(hua)(hua)現象。在低(di)(di)(di)溫(wen)下,鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)(he)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)夏比沖擊(ji)吸收功均很(hen)低(di)(di)(di),而奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)則有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)(de)低(di)(di)(di)溫(wen)韌(ren)性(xing)(xing)。對含有(you)(you)百(bai)分之幾鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),則應(ying)注意(yi)低(di)(di)(di)溫(wen)下塑性(xing)(xing)和(he)(he)(he)韌(ren)性(xing)(xing)降低(di)(di)(di)的(de)(de)(de)問題。
五、不銹鋼的耐腐蝕性(xing)能
金(jin)屬受介質的化(hua)學及電(dian)化(hua)學作用而(er)破壞(huai)的現象稱為腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),不(bu)銹鋼的主要腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)形式有(you)均(jun)勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(表面腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi))和局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)包括(kuo)晶間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、點腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、縫隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和應力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)等(deng)。據統計,在(zai)不(bu)銹鋼腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破壞(huai)事故中(zhong),由均(jun)勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)引起的僅占約10%,而(er)由局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)引起的則高(gao)達90%以(yi)上,由此可(ke)見,局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是相當嚴重的。
1. 均勻腐(fu)蝕
均勻腐蝕是指(zhi)接觸的金(jin)屬表面(mian)全(quan)部產(chan)生腐蝕的現象。檢(jian)查方(fang)法多半使用失重法。
2. 局部(bu)腐蝕
①. 晶間腐(fu)蝕(shi)
在腐蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)作用(yong)下,起源于金屬(shu)表面(mian)沿晶(jing)界深入(ru)金屬(shu)內部(bu)的腐蝕(shi)(shi)(shi)稱(cheng)為晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)。它是一種(zhong)(zhong)局部(bu)性腐蝕(shi)(shi)(shi)。晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)導致晶(jing)粒間(jian)(jian)的結合力喪失,材料強度幾乎消失,是一種(zhong)(zhong)很(hen)值(zhi)得重視(shi)的危險的腐蝕(shi)(shi)(shi)現象。導致奧氏體不銹鋼(gang)晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)的原因很(hen)多,概括有(you)以(yi)下幾種(zhong)(zhong):
a.碳化鉻析出引起的晶間腐蝕
b.σ相(xiang)析出引起的晶間(jian)腐(fu)蝕
c.晶界吸附引起的晶間(jian)腐(fu)蝕
d.穩定(ding)元(yuan)素高(gao)溫溶解引起的(de)晶(jing)間腐蝕
②. 點蝕(shi)(shi)及縫隙腐蝕(shi)(shi)
點蝕(shi)(shi)及縫隙腐蝕(shi)(shi)的共(gong)同機理(li)是腐蝕(shi)(shi)區(qu)間(jian)產生(sheng)“閉(bi)塞(sai)電池腐蝕(shi)(shi)”作用(yong)所致,但各自的具(ju)體原因不相(xiang)同。
點蝕(shi)(shi)是(shi)指在金屬(shu)材料(liao)表面(mian)產生的(de)尺(chi)寸約小(xiao)于(yu)1.0mm的(de)穿孔(kong)性(xing)或蝕(shi)(shi)坑性(xing)的(de)宏觀腐蝕(shi)(shi)。點蝕(shi)(shi)的(de)形成主要是(shi)由于(yu)材料(liao)表面(mian)鈍化膜(mo)的(de)局(ju)部破壞所引起的(de)。
縫隙(xi)腐蝕是金屬構件縫隙(xi)處發生的(de)斑點(dian)狀(zhuang)或潰瘍形宏觀蝕坑。它是以腐蝕部位(wei)的(de)特(te)征(zheng)命名的(de)。和點(dian)蝕形成機理有差異(yi)之(zhi)點(dian)在于縫隙(xi)腐蝕主要是由介質(zhi)的(de)電(dian)化學(xue)不均勻性(xing)引起的(de)。因此,改(gai)善運行條件、改(gai)變介質(zhi)成分和結構形式是防止(zhi)縫隙(xi)腐蝕的(de)重(zhong)要措施。
③. 應力腐(fu)蝕斷(duan)裂(SCC)
應力(li)腐(fu)(fu)蝕是指在靜(jing)拉伸應力(li)與電(dian)化學介質共同(tong)作用下,因陽極溶解過程(cheng)引起的斷(duan)裂。在應力(li)與腐(fu)(fu)蝕介質共同(tong)作用下有三種不同(tong)類型(xing)的局部腐(fu)(fu)蝕——應力(li)腐(fu)(fu)蝕、氫脆(cui)和腐(fu)(fu)蝕疲勞。