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一般來說,簡單的鉻鎳(及鉻錳氮)奧氏體不銹鋼僅用于要求不銹性和耐氧化性介質(比如硝酸等)的使用條件下,鉬作為奧氏體不銹鋼中的重要合金元素加入到鋼中使其使用范圍進一步擴大,鉬的作用主要是提高鋼在還原性介質(比H2SO4,H3PO4,以及一些有機酸和尿素環境)的耐蝕性,并提高鋼的耐點腐蝕及縫隙腐蝕等性能.
1鉬對組織的影響
鉬和鉻都是形成和穩定鐵素體并擴大鐵素體相區的元素,鉬形成鐵素體的能力與鉻相當.鉬還促進奧氏體不銹鋼中金屬間相,比如σ相,,κ相,和Laves相等的沉淀,對鋼的耐蝕性和力學性能都會產生不利影響,告別是導致塑性,韌性下降,為使奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織,隨著鋼中鉬含量的增加,奧氏體形成元素(鎳,氮及錳等)的含量也要相應提高,以保持鋼中鐵素體與奧氏體形成元素之間的平衡.
2鉬對性能的影響
鉬對奧氏體不銹鋼的氧化作用不顯著,因此當鉻鎳奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織且無金屬間析出時,鉬的加入對其室溫力學性能影響不大,但是,隨著鉬含量的增加,鋼的高溫強度提高,比如持久,蠕變等性能均獲較大改善,因此含鉬不銹鋼也常在高溫下應用,然而,鉬的加入使鋼的高溫變形抗力增大,加之鋼中常常存在少量δ鐵素體因而含鉬不銹鋼的熱衷加工性比不含鉬鋼為差,而且鉬含量越高,熱加工性能越壞,另外,含鉬奧氏體不銹鋼中容易一百萬κ(σ)相沉淀,這將顯著惡化鋼的塑性和韌性,因此在含鉬奧氏體不銹鋼的生產,設備制造和應用過程中,要注意防止鋼中金屬間相的形成.
鉬在奧氏體不銹鋼中的主要作用是提高鋼的耐還原性介質的腐蝕性能和耐點腐蝕,耐縫隙腐蝕等的性能.分別為鉬對鉻鎳奧氏體不銹鋼在硝酸,硫酸,醋酸,磷酸和尿素等介質中耐蝕性的影響,可以看出,除在氧化性介質HNO3中處,鉬的作用都是有益的,因此含鉬的奧氏體不銹鋼一般不用天耐硝酸的腐蝕,除非硝酸中含F-,Cl-等離子,
雖然鉬作用為合金元素對奧氏體不銹鋼耐還原性介質,面點腐蝕及縫隙腐蝕的原因尚不完全清楚,但大量實驗已指出,鉬的耐蝕作用僅相當鋼中含有較高量的鉻時才有效,鉬主要是強化鋼中鉻的耐蝕作用,與此同時,鉬形成酸鹽后的緩蝕作用也已為實驗所證實.
2鎳對性能的影響
鎳對奧氏體不銹鋼特別是對鉻鎳負數氏體不銹鋼力學性能的影響主要是由鎳對奧氏體穩定性的影響來決定,在鋼中可能發生馬氏體轉變的鎳含量范圍內,隨著鎳含量的增加,鋼的強度降低頁塑性提高,具有穩定奧氏體組織的鉻鎳奧氏體不銹鋼韌性(包括極低溫韌性)非常優良,因而可作為低溫鋼使用,這是眾所周知的,對于具有穩定奧氏體組織的鉻錳奧氏體不銹鋼,鎳的加入可進一步改善其韌性.鎳還可顯著降低奧氏體不銹鋼的冷加工硬化傾向,這主要是由于奧氏體穩定性增大,減少以至了冷加工過程中的馬氏體轉變,同時對奧氏體本身的冷加工硬化作用不太明顯,不銹鋼冷加工硬化傾向的影響,鎳降低奧氏體不銹鋼冷加工硬化速率,與降低鋼的室溫及低溫強度,提高塑性的作用,決定了鎳含量的提高有利于奧氏體不銹的冷加工成形性能,提高鎳含量還可減少以至18-8和17-14-2型鉻鎳9鉗)奧氏體不銹鋼中的δ鐵素體,從而提高其熱加工性能,但是,δ鐵素體的減少對這些鋼種的可焊接性不利會增大焊接熱裂紋絲傾向,此外,鎳還可顯著提高鉻錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體不銹鋼的熱加工性能,從而顯著提高鋼的成材率
在奧氏體不銹鋼中,鎳的加入以及隨著鎳含量的提高,導致鋼的熱力學穩定性增加,因此奧氏體不銹鋼具有更好的不銹性和耐氧化性介質的性能,且隨著鎳含量增加,耐還原性介質的性能進一步得到改善.值得指出,鎳還是提高奧氏體不銹耐許多介質穿晶型應力腐蝕的 重要元素.
在各種酸介質中鎳對奧氏體不銹鋼耐蝕性能的影響,需要指出,在高溫高壓水中的一些條件下,鎳含量的提高導致鋼和合金的晶間型應力腐蝕敏感性增加,但是這種不利作用會由于鋼及合金中鉻含量的提高而獲得減輕或受到抑制.隨磁卡奧氏體不銹鋼中鎳含量的提高,其產生晶間腐蝕的臨界碳含量降低,即鋼的晶間腐蝕敏感性增加,至于對奧氏體不銹鋼耐點腐蝕及縫隙腐蝕的性能,鎳的作用并不顯著,此外,鎳還提高奧氏體不銹鋼的高溫抗氧化性能,這主要與鎳改善了鉻的氧化膜的成分,結構和性能降低,并且鎳含量越高越有害,這主要是由于鋼中晶界處一百萬低熔點硫化鎳所致.
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