一(yi)、硫化物的有害作(zuo)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(jiu)已表明,低錳量(liang)(liang)(liang)的0Cr18Ni9其耐點蝕性(xing)能與含(han)約2%Mo的正常錳量(liang)(liang)(liang)的0Cr17Ni14Mo2相(xiang)當(dang)。國內(nei)在生產中(zhong)(zhong)已采取措施,在盡量(liang)(liang)(liang)降低18-8鉻鎳鋼中(zhong)(zhong)硫(liu)量(liang)(liang)(liang)的同時,也在降低鋼中(zhong)(zhong)錳量(liang)(liang)(liang),一般控制在1%以(yi)下(大多約0.5%)。


   由于(yu)硫化(hua)物和(he)(he)氧化(hua)物復合(he)夾雜的存在,破壞了不銹鋼(gang)基體(ti)的連(lian)續性,經熱加工后,硫化(hua)物延(yan)伸變(bian)形,而氧化(hua)物夾雜不變(bian)形,夾雜兩端形成微(wei)裂(lie),導致了應力(li)集(ji)中(zhong),同時還強化(hua)了鋼(gang)的力(li)學(xue)性能(neng)的方向性。所以鋼(gang)中(zhong)硫化(hua)物的另一有(you)害作(zuo)用是(shi)降低(di)鋼(gang)的塑、韌性和(he)(he)抗(kang)疲勞性能(neng),特別(bie)是(shi)橫向性能(neng)。



二、氧化物和硅酸鹽(yan)的有害作用


   鋼(gang)中(zhong)夾(jia)雜物的(de)存在,破壞了(le)不銹鋼(gang)基體的(de)連續(xu)性(xing)(xing)并導(dao)致(zhi)應力集中(zhong),從(cong)而降低鋼(gang)的(de)塑、韌性(xing)(xing)和(he)抗疲勞性(xing)(xing)能(neng),鋼(gang)中(zhong)氧化物和(he)硅(gui)酸鹽也不例外,由于  等(deng)夾(jia)雜硬度高(gao),難變形,多呈鏈狀(zhuang)、串狀(zhuang),一方(fang)(fang)面增強鋼(gang)的(de)力學性(xing)(xing)能(neng)的(de)方(fang)(fang)向性(xing)(xing),使橫(heng)向性(xing)(xing)能(neng)惡化,另一方(fang)(fang)面使鋼(gang)的(de)切削加工(gong)性(xing)(xing)下降,而且很難拋光(guang)。


   1Cr18Ni9Ti連鑄(zhu)坯表面的翻皮、結疤、凹(ao)凸不平以及裂紋等缺陷均與鋼中(zhong)非金屬夾雜(za)物(wu)有關,其(qi)中(zhong)主要(yao)是 和鈦的氧(yang)化物(wu)與氮化物(wu)。


   一些鋼廠1Cr18Ni9Ti不(bu)銹鋼管(guan)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)。


   不銹鋼中常(chang)常(chang)觀察到有(you)以氧化(hua)物和(he)硅酸鹽為“核(he)心”,以各種硫化(hua)物,如(ru)MnS,(Fe,Mn)S為“外殼”的(de)復雜(za)夾雜(za)物。這種夾雜(za)物對鋼的(de)耐(nai)(nai)點蝕(shi)、耐(nai)(nai)縫隙腐(fu)蝕(shi)性能最(zui)為有(you)害。


  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。


  國內生產(chan)并(bing)大量出口的(de)2Cr13餐(can)具,有的(de)由于(yu)使用前在運輸過程中便嚴(yan)重(zhong)銹(xiu)蝕(shi)而導致全部退貨。國產(chan)2Cr13和進口2Cr13板材耐(nai)點蝕(shi)性(xing)的(de)對比結果(表9.3)表明:國產(chan)板材擊穿電位很低,有的(de)板材根本不(bu)能鈍化。這說明國產(chan)材耐(nai)銹(xiu)蝕(shi)性(xing)能較差。采(cai)取用硅鐵(tie)粉代(dai)替原(yuan)用的(de)全鋁粉脫氧等措施,最(zui)終2Cr13板材耐(nai)銹(xiu)蝕(shi)不(bu)良問題獲得了圓滿解決。


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三(san)、氮化物(wu)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。


   氮化物對鋼(gang)(gang)的(de)力學性(xing)能的(de)有害(hai)作(zuo)用(yong),在(zai)中(zhong)(zhong)、高鉻(ge)鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)最為明(ming)(ming)顯。圖(tu)9.6系氮化物對高純00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不銹鋼(gang)(gang)脆性(xing)轉(zhuan)變溫度(du)的(de)影響(xiang)。可(ke)以看出(chu),隨鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)氮化物(TiN,NbN,AIN等)的(de)增加,鋼(gang)(gang)的(de)脆性(xing)轉(zhuan)變溫度(du)明(ming)(ming)顯上(shang)升。研究表(biao)明(ming)(ming),呈幾何形狀存在(zai)的(de)氮化物是(shi)導(dao)致(zhi)00Cr18Mo2鋼(gang)(gang)脆性(xing)穿晶斷裂的(de)裂紋(wen)源。


   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。


   不銹鋼(gang)中(zhong)的非金屬(shu)夾雜(za)(za)物(wu)(wu)常常是(shi)各類(lei)夾雜(za)(za)物(wu)(wu)共(gong)存。因此,對鋼(gang)的有害作用也經常是(shi)各類(lei)夾雜(za)(za)物(wu)(wu)綜合(he)作用的結果。圖9.7便(bian)是(shi)非金屬(shu)夾雜(za)(za)物(wu)(wu)對一種超低碳、含氮的鉻鎳奧(ao)氏體不銹鋼(gang)的沖(chong)擊(ji)韌(ren)性(xing)的影響。顯(xian)然,夾雜(za)(za)物(wu)(wu)增加,鋼(gang)的沖(chong)擊(ji)韌(ren)性(xing)顯(xian)著下降。




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