不(bu)銹鋼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、不銹鋼發展史
1、 1821:法(fa)國人Berthier 進(jin)行在鋼中加鉻的試驗;
2、 1897:德國人Goldschmidt開發了(le)生產(chan)低碳含鉻合金鋼的技術;
3、 1904~1909:在法(fa)國(guo)和德國(guo)生產(chan)了w(Cr)=13%和17%的合金鋼;
4、 1913:英國人(ren)Brearly在Thomas Firth and Sons公司澆(jiao)鑄了第一(yi)塊商(shang)業(ye)鑄錠(ding),鑄件號No.1008,成分(fen)(質(zhi)量分(fen)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%的鋼發(fa)布專(zhuan)(zhuan)利(li):專(zhuan)(zhuan)利(li)號1,197,256。
把鉻加到(dao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中并揭示(shi)其耐腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有利效應要歸(gui)功于法國人Berthier,他(ta)在1821年(nian)開發(fa)(fa)了(le)一(yi)種(zhong)w(Cr)=1.5%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金并建(jian)議用于餐刀。然(ran)(ran)而對這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)早(zao)期實驗發(fa)(fa)現:隨鉻含(han)量(liang)增加其成型性劇烈變壞(huai)(由(you)于早(zao)期合(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳含(han)量(liang)很高),因而直到(dao)20世紀(ji)初期開發(fa)(fa)這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)興(xing)趣仍然(ran)(ran)不大。對于耐蝕(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)興(xing)趣在1900年(nian)到(dao)1915年(nian)期間(jian)又(you)重新興(xing)起(qi),很多冶金學家(jia)為開發(fa)(fa)耐蝕(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)而獲得(de)信貸。這(zhe)各(ge)重新興(xing)起(qi)開發(fa)(fa)耐蝕(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)活(huo)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)催化劑(ji)是1897年(nian)Goldschmidt在德國開發(fa)(fa)了(le)生(sheng)產低碳含(han)鉻合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術。隨后不久Guillet(1904), Portevin(1909) 和(he)Giesen(1909)等發(fa)(fa)表了(le)描述w(Cr)=13%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)w(Cr)=18%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微觀(guan)組織和(he)性能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)論文。1909年(nian)Guillet還發(fa)(fa)表了(le)一(yi)篇關于鉻-鎳(nie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)研究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)論文,這(zhe)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)類(lei)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前驅。
英國人(ren)Brearly被(bei)認為是(shi)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)發明者,當時是(shi)為了研(yan)究由w(Cr)=5%鋼制作的(de)(de)(de)來(lai)復槍(qiang)(qiang)(qiang)槍(qiang)(qiang)(qiang)膛(tang)因(yin)內部腐蝕而(er)失效的(de)(de)(de)問(wen)題(ti),通過研(yan)究在1913年8月(yue)他鑄成了成份(質量分數)為12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和(he)0.44%Mn的(de)(de)(de)合格(ge)鑄錠(ding)。這種鋼被(bei)用(yong)來(lai)制造了12個實驗槍(qiang)(qiang)(qiang)管,雖然并沒有(you)像所(suo)期望的(de)(de)(de)那樣改進槍(qiang)(qiang)(qiang)管的(de)(de)(de)腐蝕問(wen)題(ti),但其(qi)中某些(xie)材料被(bei)用(yong)來(lai)制造餐刀刀片而(er)開(kai)始了應(ying)用(yong)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)紀元。
二、不銹(xiu)鋼的種類、化學(xue)成分(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(ti)不(bu)銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。
不(bu)銹鋼(gang)的(de)重要特性之一是耐(nai)蝕(shi)性,然而不(bu)銹鋼(gang)的(de)不(bu)銹性和(he)耐(nai)蝕(shi)性都(dou)是相對的(de),有(you)條件的(de),受到諸(zhu)多因素的(de)影響(xiang),包括(kuo)介質種類、濃(nong)度(du)、純凈(jing)度(du)、流(liu)動狀態、使(shi)(shi)用(yong)環境(jing)的(de)溫度(du)、壓力等,目前(qian)還沒有(you)對任何腐蝕(shi)環境(jing)都(dou)具有(you)耐(nai)蝕(shi)性的(de)不(bu)銹鋼(gang)。因此,不(bu)銹鋼(gang)的(de)選(xuan)(xuan)用(yong)應(ying)根據具體的(de)使(shi)(shi)用(yong)條件加以合理選(xuan)(xuan)擇(ze),才能獲得(de)良好的(de)使(shi)(shi)用(yong)效(xiao)果。
奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)各種(zhong)類(lei)型不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)應(ying)用最廣泛(fan),品種(zhong)也最多。由于奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)鉻、鎳(nie)含量較高,因(yin)此在(zai)氧化性(xing)(xing)、中(zhong)性(xing)(xing)以及弱還(huan)原性(xing)(xing)介質(zhi)中(zhong)均具(ju)有良好(hao)的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)。奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)塑韌性(xing)(xing)優良,冷熱加工性(xing)(xing)能(neng)俱佳(jia),焊(han)接(jie)性(xing)(xing)優于其它類(lei)型不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),因(yin)而(er)廣泛(fan)應(ying)用于建筑裝(zhuang)飾(shi)、食品工業(ye)、醫療器械、紡(fang)織(zhi)印(yin)染(ran)設備以及石油、化工 、原子能(neng)等工業(ye)領域。
鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)應用(yong)比較廣泛,其中Cr13和(he)Cr17型鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)主要用(yong)于腐(fu)蝕環(huan)境不(bu)十分(fen)苛刻的(de)(de)場合,例如室內(nei)裝飾、廚房(fang)設(she)備、家(jia)電(dian)產品、家(jia)用(yong)器具等。超低(di)碳高(gao)鉻(ge)含鉬鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)因(yin)對氯化物應力腐(fu)蝕不(bu)敏感,同時具有(you)良好的(de)(de)耐點蝕、縫(feng)隙腐(fu)蝕性能,因(yin)而廣泛用(yong)于熱交換設(she)備、耐海水(shui)設(she)備、有(you)機酸及制堿設(she)備等。
馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)應(ying)用較(jiao)為(wei)普遍的(de)是Cr13型馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。為(wei)獲得或改善某些(xie)性能,添加鎳、鉬等合金元素,形(xing)成一些(xie)新的(de)馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)主要(yao)用于硬度、強度要(yao)求較(jiao)高(gao),耐(nai)腐蝕要(yao)求不太高(gao)的(de)場合,如量具、刀具、餐(can)具、彈簧、軸承、氣輪機葉片、水輪機轉輪、泵、閥等。
雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是金相(xiang)組織(zhi)由奧(ao)氏體和鐵(tie)素(su)(su)體兩相(xiang)組成的(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),而且各相(xiang)占有較(jiao)大(da)的(de)比例(li)。雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)一些(xie)特點,韌性(xing)良好 、強度較(jiao)高,耐氯化物應力(li)腐蝕。適于制(zhi)作(zuo)海水處理(li)設備、冷(leng)凝(ning)器,熱交換器等,在石油、化工領域應用廣泛。
沉(chen)淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼是(shi)在不(bu)銹(xiu)鋼中單獨(du)或復合添加(jia)硬化元素,通過適當熱處理(li)獲得高(gao)(gao)強度、高(gao)(gao)韌性(xing)并具有良好腐蝕(shi)性(xing)的一(yi)類不(bu)銹(xiu)鋼。通常(chang)作為(wei)耐磨(mo)、耐蝕(shi)、高(gao)(gao)強度結構件(jian),如軸(zhou)、齒輪、葉片等(deng)(deng)轉動(dong)部件(jian)和螺(luo)栓、銷子、墊(dian)圈、彈簧、閥(fa)、泵等(deng)(deng)零部件(jian)以及高(gao)(gao)強度壓力容(rong)器、化工處理(li)設備(bei)等(deng)(deng)。
三(san)、不銹鋼(gang)的組(zu)織特點
因化學元(yuan)素(su)(su)含量的(de)(de)上下(xia)限和(he)(he)熱處理狀態(tai)的(de)(de)差異,從各(ge)元(yuan)素(su)(su)對不銹鋼(gang)組織的(de)(de)影響和(he)(he)作(zuo)用(yong)(yong)程度(du)來看,基本上有兩類(lei)元(yuan)素(su)(su)。一類(lei)是形(xing)成(cheng)或穩定奧氏(shi)體的(de)(de)元(yuan)素(su)(su):碳、鎳(nie)、錳、氮和(he)(he)銅等,其中碳和(he)(he)氮作(zuo)用(yong)(yong)程度(du)最大(da)。另(ling)一類(lei)是縮(suo)小(xiao)甚至封閉γ相區即(ji)形(xing)成(cheng)鐵(tie)素(su)(su)體的(de)(de)元(yuan)素(su)(su):鉻、硅、鉬、鈦、鈮、鉭、釩、鎢和(he)(he)鋁等,其中鈮的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)程度(du)最小(xiao)。
不銹鋼的組織(zhi)有以(yi)下(xia)幾種組織(zhi)類型:
1. 奧氏體(ti)不銹鋼
奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼有(you)Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等(deng)系(xi)列。為改善某些性能,滿足(zu)特(te)殊用途(tu)要求,在(zai)一些鋼中單獨或(huo)復合添加了(le)氮、鈮、銅、硅(gui)等(deng)合金(jin)元素(su)(su)。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼通常在(zai)室溫下(xia)為純奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)織,也有(you)一些奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼室溫下(xia)的組(zu)織為奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)加少量鐵素(su)(su)體(ti)(ti),這(zhe)(zhe)種(zhong)少量鐵素(su)(su)體(ti)(ti)有(you)助于(yu)防(fang)止熱裂紋(wen)的產生(sheng)(sheng)。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼不能用熱處理方法強化,但由于(yu)這(zhe)(zhe)類鋼具有(you)明顯的冷(leng)加工(gong)硬化性,可通過冷(leng)變形(xing)方法提高強度。經冷(leng)變形(xing)產生(sheng)(sheng)的加工(gong)硬化,可采用固溶(rong)處理使之軟化。
2. 鐵素體不銹鋼
今年來鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)逐漸向(xiang)低碳(tan)(tan)高純度(du)發展(zhan),使(shi)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)傾(qing)向(xiang)和(he)焊接性(xing)(xing)得到(dao)(dao)明顯改善。該(gai)類鋼(gang)(gang)在固溶狀態下(xia)為鐵素體組織。當鋼(gang)(gang)中w(Cr)超過(guo)(guo)16%時,仍存在加熱(re)(re)(re)脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)傾(qing)向(xiang)。在400~600℃溫度(du)區間(jian)停(ting)留易出現475℃脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),在650~850℃溫度(du)區間(jian)易引起σ相析出而導(dao)致的脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),加熱(re)(re)(re)至900℃以上易造成晶(jing)粒粗化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),使(shi)韌(ren)性(xing)(xing)降低。這類鋼(gang)(gang)還有脆(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)變特性(xing)(xing),其脆(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)變溫度(du)與鋼(gang)(gang)中碳(tan)(tan)、氮含量,熱(re)(re)(re)處(chu)理時的冷卻速度(du)以及截(jie)面尺寸有關(guan),碳(tan)(tan)、氮含量越低,截(jie)面尺寸越小,脆(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)變溫度(du)越低。475℃脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)σ相析出引起的脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),可(ke)通(tong)過(guo)(guo)熱(re)(re)(re)處(chu)理方法予以消(xiao)除。采(cai)用(yong)516℃以上短時加熱(re)(re)(re)后空冷,可(ke)消(xiao)除475℃脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),加熱(re)(re)(re)到(dao)(dao)900℃以上急冷可(ke)消(xiao)除σ相脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。
3. 馬氏體(ti)不銹鋼(gang)
馬氏體不銹(xiu)(xiu)鋼w(Cr)范圍在(zai)12%~18%,w(C)范圍在(zai)0.1%~1.0%,也(ye)有一些(xie)含碳量更低的(de)馬氏體不銹(xiu)(xiu)鋼,如(ru)(ru)0Cr13Ni5Mo等。馬氏體不銹(xiu)(xiu)鋼加熱時(shi)可形成奧氏體,一般在(zai)油(you)或空氣中冷卻即可得到(dao)馬氏體組織,含碳量較低的(de)馬氏體不銹(xiu)(xiu)鋼淬(cui)火(huo)狀態的(de)組織為板條馬氏體加少(shao)量鐵素體,如(ru)(ru)1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等。當w(C)超(chao)過0.3%時(shi),正常淬(cui)火(huo)溫度加熱時(shi)碳化物(wu)不能完全固溶,淬(cui)火(huo)后的(de)組織為馬氏體加碳化物(wu)。
馬氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)可以達(da)到很寬的(de)強度范圍,屈服(fu)強度可以從(cong)退(tui)火(huo)狀(zhuang)態下(xia)的(de)275MPa到淬火(huo)+回(hui)火(huo)狀(zhuang)態下(xia)的(de)1900MPa。對于大多數的(de)工程(cheng)應(ying)用,淬火(huo)后(hou)的(de)鋼(gang)(gang)一般(ban)要(yao)進行(xing)回(hui)火(huo),以得到所(suo)需的(de)韌性和塑(su)性。
4. 鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙相不(bu)銹鋼
鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)-奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)雙相不銹(xiu)鋼(gang)室溫下的組織(zhi)為鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)加(jia)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti),通(tong)常(chang)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)的體(ti)(ti)(ti)積分數不低(di)(di)于50%。雙相不銹(xiu)鋼(gang)與(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)相比,具有(you)較(jiao)低(di)(di)的熱(re)裂(lie)傾向(xiang)(xiang),而與(yu)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)相比,則具有(you)較(jiao)低(di)(di)的加(jia)熱(re)脆化傾向(xiang)(xiang),其(qi)焊(han)接熱(re)影響區鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)的粗化程度(du)也較(jiao)低(di)(di)。但這類鋼(gang)仍然(ran)存在鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的各種加(jia)熱(re)脆性傾向(xiang)(xiang)。
5. 沉淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼
沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)包括馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、半(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。由于這類鋼(gang)(gang)中含(han)有較(jiao)多硬(ying)化(hua)元(yuan)素(su),比(bi)普通(tong)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的焊接性差。
四、不(bu)銹鋼(gang)的物理性能和(he)力(li)學性能
1. 不(bu)銹鋼物理(li)性能
奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)比電阻可達(da)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)5倍,線膨脹系(xi)數比碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)約(yue)大50%,而馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)線膨脹系(xi)數大體(ti)上(shang)和(he)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)相(xiang)等。奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)熱導(dao)(dao)率(lv)為碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)1/2左右。奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)通(tong)常是非磁(ci)性的(de)。鉻當(dang)量(liang)和(he)鎳當(dang)量(liang)較低(di)的(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在冷加工變形(xing)較大的(de)情況下,會產(chan)生形(xing)變誘導(dao)(dao)馬氏(shi)(shi)體(ti),從而產(chan)生磁(ci)性。用熱處理(li)方法(fa)可消(xiao)除這種(zhong)馬氏(shi)(shi)體(ti)和(he)磁(ci)性。
2. 不(bu)銹(xiu)鋼的力(li)學性(xing)能
馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)退火(huo)狀態下(xia),硬度最低,可淬(cui)火(huo)硬化,正常使用時的(de)(de)(de)回火(huo)狀態的(de)(de)(de)硬度又稍有(you)下(xia)降。鐵(tie)素體(ti)鋼(gang)的(de)(de)(de)特點是常溫(wen)(wen)沖(chong)(chong)擊韌性(xing)低。當高(gao)溫(wen)(wen)長(chang)時間加熱時,力(li)學性(xing)能將(jiang)進一步(bu)惡化,可能導致475℃脆(cui)化、σ脆(cui)性(xing)或晶粒(li)粗大等(deng)。奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)常溫(wen)(wen)具(ju)(ju)有(you)低的(de)(de)(de)屈強(qiang)比(bi)(40%~50%),伸(shen)長(chang)率(lv)、斷(duan)面收縮率(lv)和(he)沖(chong)(chong)擊吸(xi)收功均很(hen)高(gao)并具(ju)(ju)有(you)高(gao)的(de)(de)(de)冷(leng)加工硬化性(xing)。某些(xie)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)經(jing)高(gao)溫(wen)(wen)加熱后,會產(chan)生σ相和(he)晶界析出碳化鉻引起的(de)(de)(de)脆(cui)化現象。在(zai)低溫(wen)(wen)下(xia),鐵(tie)素體(ti)和(he)馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)夏(xia)比(bi)沖(chong)(chong)擊吸(xi)收功均很(hen)低,而奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)則有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)低溫(wen)(wen)韌性(xing)。對含(han)有(you)百(bai)分之幾鐵(tie)素體(ti)的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang),則應注(zhu)意低溫(wen)(wen)下(xia)塑性(xing)和(he)韌性(xing)降低的(de)(de)(de)問題。
五、不銹鋼(gang)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性能(neng)
金(jin)屬受介質的(de)化學及電(dian)化學作用而破壞(huai)的(de)現象稱(cheng)為腐(fu)(fu)(fu)蝕,不(bu)銹鋼(gang)的(de)主要腐(fu)(fu)(fu)蝕形式有均勻腐(fu)(fu)(fu)蝕(表面(mian)腐(fu)(fu)(fu)蝕)和局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕,局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕包括(kuo)晶間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕、點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕、縫隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕和應力腐(fu)(fu)(fu)蝕等。據統計,在(zai)不(bu)銹鋼(gang)腐(fu)(fu)(fu)蝕破壞(huai)事(shi)故中(zhong),由均勻腐(fu)(fu)(fu)蝕引(yin)起的(de)僅占約10%,而由局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕引(yin)起的(de)則高達90%以上,由此(ci)可見,局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕是相當嚴(yan)重的(de)。
1. 均勻腐(fu)蝕(shi)
均(jun)勻腐(fu)蝕(shi)是指接觸的(de)金(jin)屬表面全部產生(sheng)腐(fu)蝕(shi)的(de)現象。檢查方法多半使用失重法。
2. 局部腐蝕
①. 晶間腐(fu)蝕
在腐(fu)(fu)蝕介(jie)質(zhi)作用下(xia)(xia),起(qi)源于金(jin)屬(shu)表(biao)面沿晶(jing)(jing)界深入金(jin)屬(shu)內部的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕稱為晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕。它是一(yi)種(zhong)(zhong)局部性腐(fu)(fu)蝕。晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕導致晶(jing)(jing)粒間(jian)的(de)(de)(de)結合力喪失(shi),材料強度幾乎消(xiao)失(shi),是一(yi)種(zhong)(zhong)很值得重視的(de)(de)(de)危險的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕現象。導致奧氏(shi)體不銹鋼(gang)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)原因很多,概括有以下(xia)(xia)幾種(zhong)(zhong):
a.碳化鉻析出引(yin)起的晶間腐蝕(shi)
b.σ相析(xi)出(chu)引起(qi)的(de)晶間腐蝕
c.晶(jing)界吸附引(yin)起的晶(jing)間腐蝕
d.穩定元素(su)高溫溶(rong)解(jie)引起的晶間腐蝕
②. 點蝕及(ji)縫隙腐(fu)蝕
點蝕及縫隙腐(fu)蝕的共同(tong)(tong)機理是腐(fu)蝕區間產生“閉塞電池腐(fu)蝕”作用所致(zhi),但各自的具體原因不(bu)相(xiang)同(tong)(tong)。
點(dian)蝕(shi)是指在(zai)金屬材料表(biao)面產生的尺寸約小于1.0mm的穿孔性或蝕(shi)坑性的宏觀腐蝕(shi)。點(dian)蝕(shi)的形成(cheng)主要是由于材料表(biao)面鈍化(hua)膜的局部破壞所引起的。
縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)是(shi)金屬構(gou)件縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)處發生的(de)斑點(dian)狀或潰瘍形(xing)宏觀蝕(shi)坑。它是(shi)以腐蝕(shi)部位的(de)特征命名的(de)。和(he)點(dian)蝕(shi)形(xing)成機理有(you)差異之點(dian)在于縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)主要是(shi)由(you)介質的(de)電(dian)化學不均勻性引(yin)起的(de)。因此,改善運行條件、改變介質成分和(he)結構(gou)形(xing)式是(shi)防止縫(feng)(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)的(de)重要措施(shi)。
③. 應力(li)腐蝕斷裂(SCC)
應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)是指在靜(jing)拉伸應(ying)(ying)(ying)力與(yu)電化(hua)學介(jie)質共(gong)同作用下,因陽極溶解過程引(yin)起的斷裂。在應(ying)(ying)(ying)力與(yu)腐蝕(shi)介(jie)質共(gong)同作用下有(you)三種不同類型(xing)的局部腐蝕(shi)——應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)、氫脆和腐蝕(shi)疲勞。