1. 雙相(xiang)不銹鋼(gang)的化學成分與相(xiang)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(bu)銹(xiu)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)溫度對雙相(xiang)不(bu)銹鋼相(xiang)比(bi)例的(de)影響


   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(xiang)及其(qi)不良影響(xiang)


   雙相不銹鋼(gang)(gang)中的(de)σ相是從(cong)鐵素(su)體相中形成的(de)。它使鋼(gang)(gang)變(bian)脆,降(jiang)低了鋼(gang)(gang)的(de)延展(zhan)性和耐(nai)沖擊(ji)韌度,使鋼(gang)(gang)材加工過程(cheng)易產生各種(zhong)缺陷。不同的(de)鋼(gang)(gang)材,形成σ相的(de)溫度也(ye)有差異。隨著σ相數(shu)量的(de)增(zeng)加,鋼(gang)(gang)材耐(nai)蝕性將(jiang)明顯(xian)下降(jiang)。



4. 475℃脆性


   雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)是由奧氏體和鐵素(su)體兩相(xiang)組成的(de),其中鐵素(su)體所(suo)占(zhan)體積比例(li)很大(da)(da),鐵素(su)體型(xing)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)所(suo)具有的(de)特征(zheng)在雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中也能(neng)表現出來(lai)。475℃脆性同樣也發生在雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)鐵素(su)體相(xiang)內。475℃脆性提高了鋼(gang)材(cai)硬(ying)度(du),但卻大(da)(da)大(da)(da)降低(di)了其沖擊韌(ren)度(du)值。有時為了使雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)兼(jian)有耐磨性時,也可利用475℃時效(xiao)來(lai)達到(dao)提高其耐磨性的(de)目的(de)。除(chu)此(ci),在使用雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)結(jie)構中應盡量避免在此(ci)溫(wen)度(du)長期(qi)工作(zuo)。當然可以通過重新(xin)固溶處(chu)理來(lai)消除(chu)475℃脆性。



5. 合金元素(su)氮、碳對雙相不銹鋼耐應(ying)力


   在奧氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)碳(tan)和氮(dan)(dan)(dan)是強烈的(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)(ti)形成(cheng)元素(su),它們對(dui)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕是不(bu)利的(de)(de)(de)(de)(de),所以(yi)在雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)要控制(zhi)w(C)≤0.03%。而(er)氮(dan)(dan)(dan)卻有獨特之處:在焊(han)接(jie)接(jie)頭熱影響區快速(su)冷(leng)卻時(shi),氮(dan)(dan)(dan)能促進高(gao)溫(wen)下形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)逆轉得到足夠的(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)(ti)數(shu)(shu)量,以(yi)維持(chi)必要的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)平衡來提(ti)高(gao)焊(han)接(jie)接(jie)頭耐(nai)蝕性,這是其(qi)他(ta)合金元素(su)無法替(ti)代的(de)(de)(de)(de)(de),所以(yi)說利用和控制(zhi)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)氮(dan)(dan)(dan)含量是一個極為重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)因素(su)。含有φ(N)0.11%的(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)蝕破(po)(po)裂(lie)敏感性指數(shu)(shu)為最(zui)小(見圖(tu)(tu)4-3);氮(dan)(dan)(dan)含量對(dui)022Cr19Ni5Mo3Si2N雙(shuang)(shuang)相(xiang)鋼(gang)應(ying)力腐(fu)蝕破(po)(po)裂(lie)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)影響規律如圖(tu)(tu)4-4所示(shi),從(cong)圖(tu)(tu)中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)看到,氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積分數(shu)(shu)接(jie)近0.11%的(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)應(ying)力腐(fu)蝕破(po)(po)裂(lie)時(shi)間最(zui)長。當(dang)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積分數(shu)(shu)為0.11%時(shi),雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)(ti)體(ti)(ti)(ti)積分數(shu)(shu)為71%(見圖(tu)(tu)4-5),而(er)一般(ban)認為雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)耐(nai)應(ying)力腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)最(zui)適宜的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積分數(shu)(shu)為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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