鉻是奧氏體不銹鋼中最主要的合金元素,在介質的作用下,鉻能促進鋼的鈍化使之具有不銹性和耐蝕性。


  早期的(de)研究工作表明,在(zai)鉻(ge)鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼中,碳含(han)(han)量為(wei)0.1%,鉻(ge)含(han)(han)量為(wei)18%時,自1100℃速(su)冷,能在(zai)室溫獲得(de)單一亞穩定奧(ao)氏(shi)體組織所需的(de)鎳(nie)含(han)(han)量最(zui)低值約為(wei)8%。因此,常用的(de)18Cr-8Ni奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼是鉻(ge)、鎳(nie)配(pei)比最(zui)為(wei)適宜的(de)一種鋼。


  在奧氏體不銹鋼中,隨(sui)著鉻含(han)量(liang)的(de)(de)增加(jia),σ相形成的(de)(de)傾(qing)向(xiang)加(jia)大,當(dang)鋼中含(han)有鉬時,鉻含(han)量(liang)的(de)(de)增加(jia)還(huan)會促進(jin)x相的(de)(de)形成。這些金屬間化(hua)合物的(de)(de)析出顯著降低鋼的(de)(de)塑(su)性和(he)韌(ren)性,而且(qie)在一些條件下還(huan)降低鋼的(de)(de)耐(nai)蝕性。


  奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼中(zhong)鉻含量的(de)提高(gao)將(jiang)降低馬氏(shi)體(ti)(ti)轉變溫(wen)度Ms(式(9.9)),從而提高(gao)奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)穩定性。因此,鉻含量超(chao)過20%的(de)高(gao)鉻奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼即使經過冷加工和(he)低溫(wen)處理也很難出現馬氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織。


  一般而(er)言,只要(yao)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)保持(chi)完全奧氏體(ti)組(zu)織(zhi)而(er)沒有鐵素體(ti)的(de)生成,僅提高鉻含量(liang)不會對鋼(gang)的(de)力學性能(neng)有明顯的(de)影響。


  鉻對奧氏體不銹鋼性能影響最大的是其耐蝕性:提高鋼的抗氧化性介質和耐酸性氯化物介質的性能;在鎳、鉬、銅的復合作用下,鉻提高耐一些還原性介質、有機酸、尿素和堿介質的性能;鉻還提高鋼耐晶間腐蝕、耐點蝕、耐縫隙腐蝕(shi)及耐某些條件下應力腐(fu)蝕的性能。


  圖9.57為鉻對(dui)Fe-Cr-10Ni奧氏體不(bu)銹鋼在氧化性(xing)介質(zhi)中(zhong)耐(nai)蝕性(xing)的(de)影響。在65%沸騰的(de)硝(xiao)酸中(zhong),隨鉻含量(liang)的(de)提高,Cr-Ni鋼的(de)耐(nai)蝕性(xing)急劇增加的(de)臨界(jie)鉻含量(liang)約(yue)為12%,而具有最(zui)低穩定的(de)腐蝕速率的(de)最(zui)佳鉻含量(liang)應為18%。


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  對于含Mo、Cu的Cr-Ni奧氏體不銹鋼在一些含Cl-和F-的酸性氯化物中,鉻含量必須大于25%才更有效(圖9.58)。


  在奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)中,鉻(ge)(ge)能(neng)增大碳的溶解度(du)而降低鉻(ge)(ge)的貧(pin)化度(du),因而提高鉻(ge)(ge)含量對(dui)奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)的耐晶間腐(fu)蝕是(shi)有益的。


  鉻非常有(you)效(xiao)地改(gai)善奧氏(shi)體不銹鋼(gang)的(de)(de)耐點蝕和縫隙(xi)腐蝕性(xing)能。當鋼(gang)中同時有(you)鉬(mu)和氮的(de)(de)存在(zai)時,鉻的(de)(de)這種作用大大加強。雖然根據研究,鉬(mu)的(de)(de)耐點蝕及耐縫隙(xi)腐蝕的(de)(de)能力為鉻的(de)(de)3倍左右,氮為鉻的(de)(de)30倍,但當鋼(gang)中鉻含(han)量不足時將難以(yi)發揮鉬(mu)、氮的(de)(de)有(you)效(xiao)性(xing)。


  鉻對奧氏體不銹鋼耐應力腐蝕的影響視介質條件和使用環境而異。在MgCl2沸騰溶液中,鉻的作用通常是有害的,但是在含Cl-和氧的水介質、高溫高壓水及以點蝕為起源的應力腐蝕環境中,提高鋼中鉻含量對其耐應力腐蝕性能是有益的。鉻和鎳對奧氏體不銹鋼耐苛性(NaOH)應力腐蝕也是有益的。