不(bu)銹鋼(gang)是指主加元素鉻含量能使鋼處于鈍化狀態,又具有不銹特性的鋼。為此,不銹鋼w(Cr)應高于12%(不銹鋼是一類以Fe-Cr、Fe-Cr-C、Fe-Cr-Ni為合金系的高合金鋼,作為此類的鋼必須含有質量分數不低于10.5%的鉻,含有這個最低鉻含量的鋼在其表面可以形成一個惰性氧化物層,這個惰性氧化物層可以保護內層的金屬在不含腐蝕介質的空氣中不被氧化和腐蝕。某些鉻的質量分數低于11%的鋼,比如用于電站的w(Cr)=9%鉻的合金鋼有時也被劃為不銹鋼,同時也要指出某些w(Cr)=12%的鋼,甚至更高鉻含量的鋼,暴露在空氣中也會生銹。這是因為某些鉻被結合成碳化物或其他化合物而降低了母材中的鉻含量,使其低于形成連續氧化物保護層所必須的鉻含量水平,如25%Cr-4%C)。此時,鋼的表面能迅速形成致密的Cr2O3氧化膜,使鋼的電極電位和在氧化性介質中的耐蝕性發生突變性提高。在非氧化介質(HCl、H2SO4)中,鉻的作用并不明顯,除了鉻外,不銹鋼中還須加入能使鋼鈍化的鎳、鉬等其它元素。通常所說的不銹鋼實際是不銹鋼和耐酸鋼的總稱,不銹鋼一般泛指在大氣、水等弱酸、堿、鹽等強腐蝕介質中耐蝕的鋼。兩者在化學成分上的共同特點是w(Cr)均在12%以上,但由于合金化的差異,不銹鋼并不一定耐酸,而耐酸鋼一般具有良好的不銹鋼性能。
一、不(bu)銹鋼發展史
1、 1821:法國人Berthier 進行(xing)在(zai)鋼(gang)中加鉻的試驗;
2、 1897:德國人Goldschmidt開(kai)發了生產低碳含(han)鉻(ge)合金鋼的技術;
3、 1904~1909:在法國(guo)和德國(guo)生產了w(Cr)=13%和17%的合金(jin)鋼(gang);
4、 1913:英國(guo)人(ren)Brearly在Thomas Firth and Sons公司澆(jiao)鑄了第(di)一塊商業鑄錠,鑄件(jian)號No.1008,成(cheng)分(fen)(質量(liang)分(fen)數):0.24%C、0.2%Si、0.44%Mn、12.86%Cr。
5、 1916:9月5日美國w(Cr)=9%~16%,w(Cr)<0.7%的(de)鋼發布專(zhuan)利:專(zhuan)利號1,197,256。
把鉻加到(dao)(dao)鋼(gang)(gang)中并(bing)揭示其耐(nai)腐蝕(shi)的(de)(de)有利(li)效應要歸功于法國人Berthier,他在(zai)1821年(nian)(nian)開(kai)(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)了(le)(le)一種(zhong)w(Cr)=1.5%的(de)(de)合(he)(he)金(jin)并(bing)建議用于餐刀。然而對這種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)早期(qi)(qi)實驗發(fa)(fa)(fa)(fa)現:隨鉻含量增加其成型性劇烈變(bian)壞(由于早期(qi)(qi)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)碳含量很高),因而直(zhi)到(dao)(dao)20世紀初(chu)期(qi)(qi)開(kai)(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)這種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)興(xing)趣仍然不(bu)(bu)大。對于耐(nai)蝕(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)興(xing)趣在(zai)1900年(nian)(nian)到(dao)(dao)1915年(nian)(nian)期(qi)(qi)間又重(zhong)新興(xing)起(qi),很多冶金(jin)學(xue)家為(wei)開(kai)(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)耐(nai)蝕(shi)鋼(gang)(gang)而獲得信貸。這各重(zhong)新興(xing)起(qi)開(kai)(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)耐(nai)蝕(shi)鋼(gang)(gang)活動(dong)的(de)(de)催化劑是1897年(nian)(nian)Goldschmidt在(zai)德國開(kai)(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)了(le)(le)生產低碳含鉻合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)的(de)(de)技術(shu)。隨后不(bu)(bu)久Guillet(1904), Portevin(1909) 和Giesen(1909)等發(fa)(fa)(fa)(fa)表(biao)了(le)(le)描述w(Cr)=13%的(de)(de)馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和w(Cr)=18%的(de)(de)鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)微觀(guan)組織和性能的(de)(de)論(lun)文。1909年(nian)(nian)Guillet還發(fa)(fa)(fa)(fa)表(biao)了(le)(le)一篇(pian)關(guan)于鉻-鎳鋼(gang)(gang)研究的(de)(de)論(lun)文,這種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)奧氏體(ti)類不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)前驅(qu)。
英國人(ren)Brearly被(bei)認為(wei)(wei)是不銹鋼(gang)的(de)發(fa)明者,當時是為(wei)(wei)了研究由(you)w(Cr)=5%鋼(gang)制作的(de)來(lai)復槍槍膛因內部腐蝕而失效的(de)問(wen)題,通過研究在1913年8月(yue)他鑄(zhu)(zhu)成(cheng)了成(cheng)份(質量分數(shu))為(wei)(wei)12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和(he)0.44%Mn的(de)合格鑄(zhu)(zhu)錠。這種鋼(gang)被(bei)用來(lai)制造了12個實驗槍管(guan),雖然并(bing)沒有像所期望的(de)那(nei)樣(yang)改進(jin)槍管(guan)的(de)腐蝕問(wen)題,但其中某(mou)些材料被(bei)用來(lai)制造餐刀刀片而開始了應用不銹鋼(gang)的(de)紀(ji)元(yuan)。
二(er)、不銹鋼的種(zhong)類、化學成分及其用途
不銹鋼按照組織類型,可分為五類,即鐵素體不銹鋼、馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。
不(bu)銹鋼的(de)(de)重要特性(xing)之一是(shi)耐(nai)蝕性(xing),然而不(bu)銹鋼的(de)(de)不(bu)銹性(xing)和耐(nai)蝕性(xing)都是(shi)相(xiang)對的(de)(de),有(you)條件的(de)(de),受到諸多因(yin)(yin)素的(de)(de)影響,包(bao)括介質種類、濃度、純凈(jing)度、流動狀態、使(shi)用環境的(de)(de)溫度、壓力等,目前還(huan)沒有(you)對任何腐蝕環境都具有(you)耐(nai)蝕性(xing)的(de)(de)不(bu)銹鋼。因(yin)(yin)此,不(bu)銹鋼的(de)(de)選用應根(gen)據具體的(de)(de)使(shi)用條件加(jia)以合理選擇,才能獲得良好的(de)(de)使(shi)用效果。
奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在各(ge)種類(lei)型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中應用最廣泛,品(pin)種也最多(duo)。由于奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)鉻、鎳含量較高(gao),因此在氧化性(xing)(xing)、中性(xing)(xing)以及(ji)弱(ruo)還原性(xing)(xing)介質中均具有良好的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)。奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)塑韌性(xing)(xing)優(you)良,冷熱加工(gong)性(xing)(xing)能俱佳(jia),焊接(jie)性(xing)(xing)優(you)于其它類(lei)型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,因而廣泛應用于建筑裝飾(shi)、食品(pin)工(gong)業、醫療(liao)器械、紡織印染設備(bei)以及(ji)石油、化工(gong) 、原子能等工(gong)業領(ling)域。
鐵素體(ti)不銹鋼的應(ying)用(yong)比較廣(guang)泛,其中Cr13和Cr17型鐵素體(ti)不銹鋼主(zhu)要(yao)用(yong)于腐蝕環境不十(shi)分苛(ke)刻的場合,例如室內裝(zhuang)飾、廚房設(she)備、家電產品(pin)、家用(yong)器(qi)具(ju)等。超(chao)低碳(tan)高鉻含鉬鐵素體(ti)不銹鋼因對氯化(hua)物(wu)應(ying)力腐蝕不敏感(gan),同時具(ju)有(you)良好的耐點蝕、縫隙腐蝕性能,因而廣(guang)泛用(yong)于熱(re)交換設(she)備、耐海水設(she)備、有(you)機酸及(ji)制堿設(she)備等。
馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)應用較(jiao)為(wei)普遍(bian)的(de)是Cr13型(xing)馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。為(wei)獲得或改(gai)善某些性能,添(tian)加鎳、鉬等(deng)合金元(yuan)素,形成一些新的(de)馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)主要(yao)(yao)用于硬(ying)度、強度要(yao)(yao)求較(jiao)高,耐腐(fu)蝕要(yao)(yao)求不(bu)太(tai)高的(de)場合,如量具(ju)、刀具(ju)、餐具(ju)、彈簧、軸承、氣輪機葉片、水(shui)輪機轉輪、泵、閥等(deng)。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)金相(xiang)(xiang)(xiang)組織由奧(ao)氏(shi)體和鐵素體兩相(xiang)(xiang)(xiang)組成的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),而且各相(xiang)(xiang)(xiang)占有較(jiao)大的(de)比例。雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)具(ju)有奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)和鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)一(yi)些特點(dian),韌性良好 、強度較(jiao)高,耐氯(lv)化物應力腐蝕。適于(yu)制作海水處理(li)設備、冷凝器,熱交(jiao)換器等,在石油、化工領域應用廣泛(fan)。
沉淀硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中單獨(du)或復合添加硬(ying)化元素,通過適(shi)當熱(re)處(chu)理獲得(de)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)、高(gao)韌性并(bing)具(ju)有良好腐蝕性的一類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。通常作為耐磨、耐蝕、高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)結(jie)構件,如軸、齒輪、葉片等(deng)轉動部(bu)件和螺(luo)栓、銷子(zi)、墊圈、彈(dan)簧、閥、泵(beng)等(deng)零部(bu)件以及高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)壓力(li)容器、化工處(chu)理設(she)備等(deng)。
三(san)、不銹鋼的(de)組織特點
因化學元(yuan)(yuan)素含(han)量的(de)上下限和(he)(he)熱處理狀態的(de)差異,從各元(yuan)(yuan)素對不銹鋼組織的(de)影響和(he)(he)作用(yong)程(cheng)度來看,基本(ben)上有(you)兩(liang)類元(yuan)(yuan)素。一(yi)類是形(xing)成(cheng)(cheng)或穩定奧氏體的(de)元(yuan)(yuan)素:碳、鎳、錳、氮和(he)(he)銅等(deng),其中碳和(he)(he)氮作用(yong)程(cheng)度最大(da)。另一(yi)類是縮(suo)小甚至封閉(bi)γ相區即形(xing)成(cheng)(cheng)鐵素體的(de)元(yuan)(yuan)素:鉻、硅、鉬、鈦、鈮、鉭(tan)、釩、鎢(wu)和(he)(he)鋁等(deng),其中鈮的(de)作用(yong)程(cheng)度最小。
不銹鋼的組(zu)(zu)織有(you)以下幾種(zhong)組(zu)(zu)織類(lei)型(xing):
1. 奧氏體不銹鋼
奧氏體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)有(you)(you)Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等(deng)系列。為(wei)改善某(mou)些(xie)(xie)性能,滿足特殊用途(tu)要(yao)求,在(zai)一些(xie)(xie)鋼(gang)中單獨或復合添加(jia)了氮(dan)、鈮、銅、硅等(deng)合金元素(su)(su)。奧氏體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)通常在(zai)室溫下(xia)為(wei)純奧氏體(ti)(ti)(ti)組織,也有(you)(you)一些(xie)(xie)奧氏體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)室溫下(xia)的(de)(de)組織為(wei)奧氏體(ti)(ti)(ti)加(jia)少量鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti),這(zhe)種少量鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)有(you)(you)助于(yu)防止熱裂紋的(de)(de)產生(sheng)(sheng)。奧氏體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)不能用熱處理方法強(qiang)化(hua),但由(you)于(yu)這(zhe)類鋼(gang)具有(you)(you)明顯的(de)(de)冷加(jia)工硬化(hua)性,可(ke)通過冷變形方法提高強(qiang)度(du)。經冷變形產生(sheng)(sheng)的(de)(de)加(jia)工硬化(hua),可(ke)采用固溶處理使(shi)之軟(ruan)化(hua)。
2. 鐵素(su)體(ti)不銹鋼
今年來鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)逐漸(jian)向低碳高純(chun)度發展,使鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)傾向和(he)焊接性得(de)到明顯改善。該類(lei)鋼(gang)在固溶狀(zhuang)態下為鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)組織。當鋼(gang)中(zhong)w(Cr)超過16%時(shi),仍存在加熱脆(cui)(cui)化(hua)(hua)傾向。在400~600℃溫(wen)度區(qu)間(jian)停(ting)留易(yi)出(chu)現475℃脆(cui)(cui)化(hua)(hua),在650~850℃溫(wen)度區(qu)間(jian)易(yi)引(yin)起(qi)σ相(xiang)析(xi)出(chu)而(er)導致(zhi)的(de)(de)脆(cui)(cui)化(hua)(hua),加熱至900℃以(yi)上易(yi)造成晶粒粗化(hua)(hua),使韌性降低。這類(lei)鋼(gang)還(huan)有脆(cui)(cui)性轉變特性,其脆(cui)(cui)性轉變溫(wen)度與鋼(gang)中(zhong)碳、氮含量,熱處理時(shi)的(de)(de)冷(leng)(leng)卻速(su)度以(yi)及(ji)截面(mian)尺寸(cun)有關,碳、氮含量越低,截面(mian)尺寸(cun)越小,脆(cui)(cui)性轉變溫(wen)度越低。475℃脆(cui)(cui)化(hua)(hua)和(he)σ相(xiang)析(xi)出(chu)引(yin)起(qi)的(de)(de)脆(cui)(cui)化(hua)(hua),可(ke)通過熱處理方法(fa)予以(yi)消(xiao)除。采用516℃以(yi)上短(duan)時(shi)加熱后空冷(leng)(leng),可(ke)消(xiao)除475℃脆(cui)(cui)化(hua)(hua),加熱到900℃以(yi)上急(ji)冷(leng)(leng)可(ke)消(xiao)除σ相(xiang)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)。
3. 馬氏體不(bu)銹鋼
馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼w(Cr)范圍在(zai)12%~18%,w(C)范圍在(zai)0.1%~1.0%,也(ye)有一(yi)些含碳量(liang)更低的馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼,如(ru)0Cr13Ni5Mo等。馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼加熱時可形(xing)成奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti),一(yi)般在(zai)油或(huo)空氣中(zhong)冷(leng)卻即可得到馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)組織,含碳量(liang)較低的馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼淬火狀(zhuang)態的組織為板(ban)條(tiao)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)加少量(liang)鐵素體(ti)(ti),如(ru)1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等。當w(C)超過0.3%時,正常(chang)淬火溫度加熱時碳化(hua)物不能完(wan)全固溶,淬火后(hou)的組織為馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)加碳化(hua)物。
馬氏體不(bu)銹鋼可(ke)以(yi)達到很(hen)寬的(de)強(qiang)度范圍,屈(qu)服(fu)強(qiang)度可(ke)以(yi)從退火(huo)狀態(tai)(tai)下的(de)275MPa到淬(cui)火(huo)+回火(huo)狀態(tai)(tai)下的(de)1900MPa。對(dui)于(yu)大多(duo)數(shu)的(de)工(gong)程應用(yong),淬(cui)火(huo)后的(de)鋼一般要進行回火(huo),以(yi)得到所需的(de)韌性(xing)和(he)塑性(xing)。
4. 鐵素(su)體-奧氏(shi)體雙(shuang)相不銹鋼
鐵素(su)體(ti)-奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)雙相不銹鋼(gang)(gang)室(shi)溫下的(de)組織為鐵素(su)體(ti)加奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti),通常鐵素(su)體(ti)的(de)體(ti)積分數不低(di)于50%。雙相不銹鋼(gang)(gang)與奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)相比,具有較(jiao)低(di)的(de)熱(re)(re)裂傾向(xiang)(xiang),而與鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)相比,則具有較(jiao)低(di)的(de)加熱(re)(re)脆化(hua)傾向(xiang)(xiang),其(qi)焊接熱(re)(re)影響(xiang)區鐵素(su)體(ti)的(de)粗化(hua)程度(du)也較(jiao)低(di)。但這類鋼(gang)(gang)仍然(ran)存在鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)的(de)各種加熱(re)(re)脆性(xing)傾向(xiang)(xiang)。
5. 沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼
沉淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)包括馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)沉淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、半奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)沉淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)沉淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。由于這類鋼(gang)(gang)中(zhong)含有較多硬(ying)化(hua)(hua)元素,比(bi)普(pu)通奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的焊(han)接(jie)性差。
四、不銹鋼的物理性能和力學(xue)性能
1. 不銹鋼物理性能
奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)比電阻可達碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)5倍,線(xian)膨(peng)脹系(xi)數比碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)約大(da)50%,而馬氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)鐵素體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)線(xian)膨(peng)脹系(xi)數大(da)體(ti)(ti)上和(he)碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)相等(deng)。奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)熱導(dao)率(lv)為碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)1/2左(zuo)右(you)。奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)通常是(shi)非磁性(xing)的(de)(de)。鉻當量(liang)和(he)鎳當量(liang)較(jiao)低(di)的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在冷加(jia)工變(bian)形(xing)較(jiao)大(da)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下,會(hui)產生(sheng)形(xing)變(bian)誘導(dao)馬氏體(ti)(ti),從而產生(sheng)磁性(xing)。用(yong)熱處理方法可消除這(zhe)種馬氏體(ti)(ti)和(he)磁性(xing)。
2. 不銹鋼的(de)力學性能
馬氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)在退火(huo)狀(zhuang)態下(xia)(xia),硬(ying)度最低,可淬(cui)火(huo)硬(ying)化(hua)(hua),正常(chang)使用時的(de)(de)(de)回火(huo)狀(zhuang)態的(de)(de)(de)硬(ying)度又稍(shao)有(you)下(xia)(xia)降。鐵(tie)素體(ti)(ti)鋼(gang)的(de)(de)(de)特點是(shi)常(chang)溫(wen)沖擊(ji)韌(ren)性(xing)低。當高溫(wen)長時間加熱時,力學性(xing)能將進一(yi)步惡化(hua)(hua),可能導(dao)致475℃脆(cui)化(hua)(hua)、σ脆(cui)性(xing)或(huo)晶粒粗大等。奧氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)常(chang)溫(wen)具(ju)有(you)低的(de)(de)(de)屈強(qiang)比(40%~50%),伸長率(lv)(lv)、斷面(mian)收縮率(lv)(lv)和(he)沖擊(ji)吸收功均(jun)很(hen)高并(bing)具(ju)有(you)高的(de)(de)(de)冷加工硬(ying)化(hua)(hua)性(xing)。某些奧氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)經高溫(wen)加熱后(hou),會產生σ相和(he)晶界(jie)析出碳化(hua)(hua)鉻(ge)引起(qi)的(de)(de)(de)脆(cui)化(hua)(hua)現象(xiang)。在低溫(wen)下(xia)(xia),鐵(tie)素體(ti)(ti)和(he)馬氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)夏比沖擊(ji)吸收功均(jun)很(hen)低,而奧氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)則有(you)良好的(de)(de)(de)低溫(wen)韌(ren)性(xing)。對含有(you)百分(fen)之(zhi)幾(ji)鐵(tie)素體(ti)(ti)的(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang),則應注意低溫(wen)下(xia)(xia)塑(su)性(xing)和(he)韌(ren)性(xing)降低的(de)(de)(de)問題。
五、不銹(xiu)鋼的(de)耐腐蝕性能
金屬受介質的(de)(de)(de)化學及電(dian)化學作用而(er)破(po)壞的(de)(de)(de)現象稱為腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)主要腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)形式有均勻(yun)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(表面(mian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi))和局(ju)(ju)部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),局(ju)(ju)部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)包括晶間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、點腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和應力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)等。據統計,在不銹(xiu)鋼(gang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破(po)壞事故(gu)中(zhong),由(you)均勻(yun)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)引起的(de)(de)(de)僅占(zhan)約10%,而(er)由(you)局(ju)(ju)部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)引起的(de)(de)(de)則高(gao)達90%以上,由(you)此可見,局(ju)(ju)部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是相(xiang)當嚴重的(de)(de)(de)。
1. 均勻腐蝕
均勻腐(fu)蝕是指接觸的金屬表面全(quan)部產(chan)生腐(fu)蝕的現(xian)象(xiang)。檢查方法多半使用失重法。
2. 局部腐蝕
①. 晶間(jian)腐蝕
在腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質(zhi)作用下,起(qi)源(yuan)于金(jin)屬表(biao)面沿(yan)晶(jing)界(jie)深(shen)入金(jin)屬內部的(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)稱為晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。它是一種(zhong)(zhong)局(ju)部性腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)導致晶(jing)粒間的(de)結合力喪失(shi),材料強(qiang)度幾乎(hu)消(xiao)失(shi),是一種(zhong)(zhong)很值得重視的(de)危險的(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)現象。導致奧氏體不銹鋼晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)原(yuan)因(yin)很多,概括(kuo)有以(yi)下幾種(zhong)(zhong):
a.碳化鉻析出(chu)引起的晶間腐蝕
b.σ相析出引(yin)起的晶間腐蝕
c.晶(jing)界吸(xi)附引起的晶(jing)間腐蝕(shi)
d.穩定元(yuan)素高溫(wen)溶解引起的晶間腐(fu)蝕
②. 點蝕(shi)及縫隙腐蝕(shi)
點蝕及縫隙腐蝕的共同(tong)機理是腐蝕區間產生“閉(bi)塞電池腐蝕”作用所(suo)致,但各(ge)自的具體(ti)原(yuan)因不相同(tong)。
點蝕(shi)(shi)是指在金屬材料表(biao)面(mian)產生的(de)尺寸約(yue)小(xiao)于1.0mm的(de)穿(chuan)孔性(xing)(xing)或蝕(shi)(shi)坑性(xing)(xing)的(de)宏觀腐蝕(shi)(shi)。點蝕(shi)(shi)的(de)形成(cheng)主要(yao)是由于材料表(biao)面(mian)鈍化膜的(de)局部破(po)壞所(suo)引起的(de)。
縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)是金(jin)屬構(gou)件縫隙處發生的(de)(de)斑點狀或潰瘍形(xing)宏觀蝕(shi)(shi)坑。它是以腐(fu)蝕(shi)(shi)部(bu)位的(de)(de)特(te)征命名的(de)(de)。和(he)點蝕(shi)(shi)形(xing)成機理有(you)差異之(zhi)點在于縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)主要是由介質的(de)(de)電化學(xue)不均勻性(xing)引起的(de)(de)。因此,改善運行條件、改變介質成分和(he)結構(gou)形(xing)式是防止縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)重要措(cuo)施(shi)。
③. 應力腐蝕斷裂(SCC)
應力腐蝕(shi)是指(zhi)在(zai)靜(jing)拉伸(shen)應力與電化學(xue)介(jie)質共(gong)同(tong)作(zuo)用(yong)下(xia),因陽極(ji)溶解過程引(yin)起的(de)斷裂。在(zai)應力與腐蝕(shi)介(jie)質共(gong)同(tong)作(zuo)用(yong)下(xia)有三種不同(tong)類(lei)型的(de)局部腐蝕(shi)——應力腐蝕(shi)、氫脆和腐蝕(shi)疲勞。

