長期以來,鋼中氫、氧、氮被人們認為是有害的氣體。但是,就目前所知,在不(bu)銹鋼中氫、氧有害,但氮在一些不銹鋼中的有益作用則遠遠大于它的不利影響(見合金元素對不銹鋼組織和性能的影響)。


一、氫


   氫在不銹鋼中有幾個和十幾個ppm(10-6)的固溶度,而且在奧氏體鋼中的固溶度要大于在鐵素體鋼中的。


   當氫超過(guo)鋼(gang)中固溶(rong)度時,鋼(gang)在(zai)凝固過(guo)程中會有氣泡(pao)形(xing)成。嚴(yan)重(zhong)時,會引起鋼(gang)錠上漲或連鑄坯(pi)中產生(sheng)氣泡(pao),較輕時氫致細小(xiao)氣泡(pao)會在(zai)熱加工過(guo)程中延伸而形(xing)成裂紋。此時進(jin)行塔(ta)形(xing)發(fa)紋檢查,常常會因發(fa)紋不合格而判廢。圖9.4系鋼(gang)中氫量對不銹鋼(gang)連鑄坯(pi)氣泡(pao)的影響。


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   即使(shi)鋼中僅(jin)殘留少量、微細的(de)(de)發紋(wen),也會引起不銹鋼的(de)(de)塑、韌性(xing)下降(jiang),而鋼的(de)(de)耐疲(pi)勞性(xing)能降(jiang)低尤(you)為明顯。這與(yu)發紋(wen)在交變(bian)應力作用下成為了疲(pi)勞源有關。


   為使連鑄板坯不產生氫致氣泡,有的生產廠提出鐵素體鉻不銹鋼[H]≤6×10-6,鉻鎳奧氏體鋼。但有的廠家提出,在不銹鋼小方坯連鑄中,希望鋼中[H]≤2×10-6 或 ≤3×10-6


   研究氫在(zai)1Cr18Ni9Ti不銹鋼中的分布(bu)表明,氫在(zai)晶(jing)(jing)界(jie)處(chu)的濃度要(yao)比(bi)晶(jing)(jing)內(nei)高3~4cm3/100g。氫在(zai)鋼內(nei)的不均勻分布(bu),使鋼晶(jing)(jing)界(jie)的塑性特征值(δ、φ和Ak)比(bi)晶(jing)(jing)內(nei)相應的特征值低(di)20%~25%。


   氫對Fe-Cr 合金電位影響的研究表明(圖9.5),鋼中含氫后,Fe-Cr合金的電位下降,說明合金的耐腐蝕能力降低。實驗和曲線表明:在介質中有微量H2S存在的條件下,傳統馬氏體不銹鋼易產生氫脆(SCC);而超級馬氏體不銹鋼只能在含有極低量H2S的油氣井條件下使用。


   氫還可引起奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼的組織結構產生變化。


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二(er)、氧


   目前不銹鋼(gang)的(de)(de)冶煉與氧(yang)(yang)(yang)(yang)密切(qie)相關。氧(yang)(yang)(yang)(yang)化期是(shi)通(tong)過(guo)氧(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)作用把爐料中殘存的(de)(de)和過(guo)多的(de)(de)元(yuan)素(例如(ru)(ru)碳(tan))去掉;還原和精煉過(guo)程則(ze)是(shi)將前一階段氧(yang)(yang)(yang)(yang)化了(le)的(de)(de)有用的(de)(de)金(jin)屬元(yuan)素(例如(ru)(ru)鐵、鉻等)還原回到(dao)鋼(gang)中,最后(hou)再將鋼(gang)中氧(yang)(yang)(yang)(yang)盡量去除;殘余氧(yang)(yang)(yang)(yang)在鋼(gang)中是(shi)有害的(de)(de),而且主要是(shi)通(tong)過(guo)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化物夾雜(za)的(de)(de)形式(shi)而表現(xian)出來(lai)。


   在正(zheng)確的(de)脫氧條件下,不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)氧含量應≤0.03%;對鋼(gang)(gang)的(de)純凈度(du)要(yao)求高的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang),鋼(gang)(gang)中(zhong)氧量越低(di)越好。



三、氮


  氮在不(bu)銹鋼(gang)中對組(zu)織和(he)性(xing)能(neng)的影響(xiang)已如(ru)前述(見(jian)本(ben)書中合(he)金元素對不(bu)銹鋼(gang)組(zu)織和(he)性(xing)能(neng)的影響(xiang))。




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