1. 雙相不銹鋼(gang)的化學成分與(yu)相比例(li)


   雙相不銹鋼按鉻的含量不同,可分成Cr18型、Cr21型和Cr25型三類,幾種常用的國內外雙相不銹鋼牌號和化學成分見表4-20。這三類雙相不銹鋼的相比例(體積分數,%)大致為:鐵素體相為40~60,奧氏體相為60~40。這個相比例為雙相不銹鋼的理想比例,對提高耐應力腐蝕能力極為有利。




2. 固溶處理的(de)溫度對(dui)雙相不(bu)銹鋼相比例的(de)影(ying)響


   雙相不銹鋼相比例一方面取決于鋼材的化學成分,同時也與鋼材供貨狀態的固溶處理溫度有關。同一牌號的雙相不銹鋼,其固溶處理溫度不同,所獲得相比例差異很大,它直接影響到鋼材的耐應力腐蝕(shi)性能。例如,雙相不銹鋼022Cr19Ni5Mo3Si2N鋼板,取其試樣分別在850、900、980、1100、1200及1250℃進行固溶處理,采用磁性法測量出不同溫度處理后的鐵素體含量,然后分別放在100℃質量分數為40%的CaCl2溶液中進行U形彎曲試樣的應力腐蝕對比試驗。試驗結果表明該鋼以980℃固溶處理的溫度為最佳。在此溫度下固溶處理后鐵素體的體積分數為57%,試驗時間超過5000h后才產生應力腐蝕;1250℃的固溶處理后的試樣,只經過10多個小時就發生了應力腐蝕,試樣鐵素體的體積分數高達97%。可見同一化學成分的同一牌號鋼材經過不同溫度的固溶處理,可獲得相比例差異極大的組織。鋼材中鐵素體含量過高,造成粗大鐵素體的數量多,鋼材耐應力腐蝕的能力將大大降低。



3. σ相及其不良影響(xiang)


   雙相不(bu)銹鋼中的(de)σ相是從(cong)鐵(tie)素體(ti)相中形(xing)成的(de)。它使(shi)鋼變脆,降(jiang)低(di)了鋼的(de)延展(zhan)性和耐沖擊韌度,使(shi)鋼材(cai)加(jia)工過程易產生各種缺陷。不(bu)同的(de)鋼材(cai),形(xing)成σ相的(de)溫度也有差(cha)異。隨著σ相數量的(de)增加(jia),鋼材(cai)耐蝕性將明(ming)顯下降(jiang)。



4. 475℃脆性


   雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是由奧(ao)氏體(ti)和(he)鐵素(su)(su)體(ti)兩相(xiang)組成的,其中鐵素(su)(su)體(ti)所(suo)占體(ti)積比例很(hen)大(da),鐵素(su)(su)體(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)所(suo)具有的特征在(zai)(zai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中也(ye)能(neng)表現出來(lai)(lai)。475℃脆(cui)性(xing)同樣也(ye)發生在(zai)(zai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的鐵素(su)(su)體(ti)相(xiang)內。475℃脆(cui)性(xing)提高(gao)了鋼(gang)材硬度,但卻大(da)大(da)降低了其沖擊韌度值。有時(shi)(shi)為了使雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)兼有耐磨性(xing)時(shi)(shi),也(ye)可利用475℃時(shi)(shi)效來(lai)(lai)達(da)到提高(gao)其耐磨性(xing)的目的。除此,在(zai)(zai)使用雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)結構中應盡量避免在(zai)(zai)此溫度長(chang)期工作。當然可以(yi)通過(guo)重新固溶處理來(lai)(lai)消除475℃脆(cui)性(xing)。



5. 合金元素(su)氮、碳對雙相(xiang)不銹鋼耐(nai)應力


   在奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)碳和氮(dan)(dan)(dan)是強烈的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)形成元素,它(ta)們對鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕是不(bu)(bu)(bu)利的(de)(de)(de)(de),所(suo)以(yi)在雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)要控制w(C)≤0.03%。而氮(dan)(dan)(dan)卻有(you)獨特之處:在焊(han)接接頭熱影響(xiang)區(qu)快速冷卻時,氮(dan)(dan)(dan)能促進高(gao)(gao)溫下形成的(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)(ti)(ti)逆轉得(de)到(dao)足夠的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)數(shu)(shu)量,以(yi)維持必要的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)平衡(heng)來提高(gao)(gao)焊(han)接接頭耐蝕性(xing),這是其他合金(jin)元素無法(fa)替代的(de)(de)(de)(de),所(suo)以(yi)說(shuo)利用和控制雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)氮(dan)(dan)(dan)含量是一個極為(wei)重要的(de)(de)(de)(de)因素。含有(you)φ(N)0.11%的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)蝕破(po)裂(lie)敏感(gan)性(xing)指數(shu)(shu)為(wei)最(zui)小(見(jian)圖4-3);氮(dan)(dan)(dan)含量對022Cr19Ni5Mo3Si2N雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)鋼(gang)應(ying)力腐(fu)蝕破(po)裂(lie)時間的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)規律如(ru)圖4-4所(suo)示(shi),從圖中(zhong)可以(yi)看到(dao),氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積(ji)(ji)分(fen)數(shu)(shu)接近0.11%的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)應(ying)力腐(fu)蝕破(po)裂(lie)時間最(zui)長。當(dang)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積(ji)(ji)分(fen)數(shu)(shu)為(wei)0.11%時,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)體(ti)(ti)(ti)積(ji)(ji)分(fen)數(shu)(shu)為(wei)71%(見(jian)圖4-5),而一般認(ren)為(wei)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)耐應(ying)力腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)最(zui)適宜的(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積(ji)(ji)分(fen)數(shu)(shu)為(wei)50%~60%。


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   其他合金元素對鋼在不同介質中耐應力腐蝕能力的影響較為復雜,如鉬和銅對鋼在MgCl2溶液中抗應力腐蝕不利,而對其在高溫水中的耐應力腐蝕能力則有利;硅使鋼材在MgCl2、CaCl2溶液中有較好的耐應力腐蝕性能,而在高溫水中則不耐應力腐蝕。




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