一、硫化物的有(you)害作用 


   不銹鋼中的硫化物夾雜主要是MnS。由于MnS極易溶于含Cl-的水中,它的有害作用主要是降低不銹鋼(gang)的耐蝕性,特別是降低耐點蝕和耐縫隙腐蝕性能,而且與鋼中錳含量有關。


   國外已開始生產低錳量(≤0.3%)的06Cr17Ni12Mo2(316)和022Cr17Ni12Mo2(316L)。對醫療用00Cr18Ni14Mo2(316L)則要求鋼中硫量從≤0.01%降到≤0.003%或≤0.004%,以滿足ASTM F138標準的要求。


   研究已表明,低(di)錳量(liang)(liang)的(de)0Cr18Ni9其(qi)耐點蝕性能(neng)與含約2%Mo的(de)正常錳量(liang)(liang)的(de)0Cr17Ni14Mo2相當。國內在(zai)(zai)生產中(zhong)(zhong)已采取措施,在(zai)(zai)盡量(liang)(liang)降低(di)18-8鉻鎳鋼中(zhong)(zhong)硫(liu)量(liang)(liang)的(de)同(tong)時,也在(zai)(zai)降低(di)鋼中(zhong)(zhong)錳量(liang)(liang),一般控(kong)制在(zai)(zai)1%以(yi)下(大多約0.5%)。


   由于(yu)硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)和氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)復合夾雜的(de)存在,破壞了(le)不銹鋼基體(ti)的(de)連續性(xing),經熱加(jia)工后,硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)延(yan)伸變(bian)形(xing),而氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)夾雜不變(bian)形(xing),夾雜兩端形(xing)成微裂,導致了(le)應(ying)力集中(zhong),同時還強化(hua)(hua)(hua)了(le)鋼的(de)力學性(xing)能的(de)方向性(xing)。所以鋼中(zhong)硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)的(de)另(ling)一(yi)有害作用是降低鋼的(de)塑、韌性(xing)和抗疲勞(lao)性(xing)能,特別(bie)是橫向性(xing)能。



二(er)、氧化物(wu)和硅(gui)酸鹽的有害作用(yong)


   鋼中夾(jia)雜(za)物的(de)存在,破壞了不(bu)銹鋼基體的(de)連續性(xing)(xing)(xing)并(bing)導致(zhi)應(ying)力(li)集中,從(cong)而(er)降低鋼的(de)塑、韌(ren)性(xing)(xing)(xing)和抗疲勞性(xing)(xing)(xing)能,鋼中氧化物和硅酸(suan)鹽也不(bu)例外,由于  等夾(jia)雜(za)硬度(du)高,難變(bian)形,多呈鏈狀、串狀,一(yi)方面增強鋼的(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能的(de)方向(xiang)性(xing)(xing)(xing),使橫向(xiang)性(xing)(xing)(xing)能惡化,另一(yi)方面使鋼的(de)切(qie)削(xue)加工性(xing)(xing)(xing)下降,而(er)且很難拋光。


   1Cr18Ni9Ti連鑄坯表面的翻皮、結(jie)疤、凹凸不平以(yi)及裂紋等缺(que)陷均與(yu)(yu)鋼中非金屬夾雜物有關,其(qi)中主要(yao)是 和(he)鈦的氧化物與(yu)(yu)氮化物。


   一些鋼廠1Cr18Ni9Ti不銹(xiu)鋼管內表面翹皮和外表面螺旋形裂紋等缺陷也常常與鋼中氧化物、硅酸鹽和氮化物有關(試驗用鋼α相很低,為一級)。


   不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)常常觀(guan)察到有(you)(you)以(yi)氧化(hua)物和硅酸鹽為“核心”,以(yi)各種(zhong)硫化(hua)物,如(ru)MnS,(Fe,Mn)S為“外殼(ke)”的(de)(de)復雜(za)夾(jia)雜(za)物。這種(zhong)夾(jia)雜(za)物對鋼(gang)的(de)(de)耐點蝕、耐縫隙(xi)腐(fu)蝕性能(neng)最為有(you)(you)害(hai)。


  國外對經退火、酸洗和表面精加工的06Cr19Ni10(304)不銹鋼冷軋表面的大量發紋進行了分析,結果表明:這些發紋是由于鋼中CaO和MnO的硅酸鹽經熱軋、冷軋后變形、伸長,再經酸洗,夾雜物脫落,最后經精加工便以發紋形態顯露了出來。


  國(guo)(guo)內生(sheng)產(chan)(chan)并大量出口的(de)2Cr13餐具(ju),有(you)的(de)由于使用前在運(yun)輸過程(cheng)中便嚴重銹(xiu)蝕而導致全(quan)部(bu)退貨。國(guo)(guo)產(chan)(chan)2Cr13和進口2Cr13板(ban)(ban)材耐(nai)點蝕性(xing)的(de)對比(bi)結果(guo)(表9.3)表明(ming):國(guo)(guo)產(chan)(chan)板(ban)(ban)材擊穿電位很低,有(you)的(de)板(ban)(ban)材根(gen)本不(bu)(bu)能(neng)鈍化。這說明(ming)國(guo)(guo)產(chan)(chan)材耐(nai)銹(xiu)蝕性(xing)能(neng)較差(cha)。采取用硅(gui)鐵粉代(dai)替原用的(de)全(quan)鋁(lv)粉脫氧等措施,最終2Cr13板(ban)(ban)材耐(nai)銹(xiu)蝕不(bu)(bu)良問題獲得了圓滿解決(jue)。


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三、氮化物的有害作用 


   由于不銹鋼中的氮化物夾雜硬度高,不易變形,在鋼材中又多成群分布,所以對鋼的不利影響與Al2O3、SiO2等氧化物夾雜相當類似。如降低鋼的橫向性能、抗疲勞性能和拋光性能等。


   氮(dan)(dan)化物對鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)力學性能(neng)的(de)(de)有害作(zuo)用(yong),在中(zhong)、高(gao)鉻鐵素體不銹鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)最為明顯(xian)。圖(tu)9.6系氮(dan)(dan)化物對高(gao)純(chun)00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不銹鋼(gang)(gang)(gang)脆性轉變溫(wen)度的(de)(de)影響(xiang)。可以看出,隨(sui)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)氮(dan)(dan)化物(TiN,NbN,AIN等(deng))的(de)(de)增加,鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)脆性轉變溫(wen)度明顯(xian)上升。研(yan)究(jiu)表(biao)明,呈(cheng)幾(ji)何形(xing)狀存在的(de)(de)氮(dan)(dan)化物是導致00Cr18Mo2鋼(gang)(gang)(gang)脆性穿晶斷裂的(de)(de)裂紋(wen)源(yuan)。


   在含鈦的不銹鋼(1Cr18Ni9Ti,06Cr18Ni11Ti等)中,由于氮可與鈦形成TiN、Ti(C,N),以及鋼液中TiO2、Al2O3等的存在,常常使連鑄坯表面缺陷增加,鑄坯內部純凈度也降低。不僅增加鑄坯的修磨量和金屬的消耗,而且使鋼材成品質量下降。


   不(bu)銹鋼(gang)中的非(fei)(fei)金屬(shu)夾(jia)(jia)雜(za)物常(chang)常(chang)是各類夾(jia)(jia)雜(za)物共存。因此(ci),對(dui)(dui)鋼(gang)的有(you)害作用也經常(chang)是各類夾(jia)(jia)雜(za)物綜合作用的結果。圖9.7便是非(fei)(fei)金屬(shu)夾(jia)(jia)雜(za)物對(dui)(dui)一種(zhong)超低碳(tan)、含(han)氮的鉻鎳奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的沖擊韌(ren)性的影響。顯然,夾(jia)(jia)雜(za)物增加,鋼(gang)的沖擊韌(ren)性顯著下降。




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