一(yi)、硫化物的有害作用 


   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)(di)錳(meng)(meng)量(liang)(liang)的0Cr18Ni9其耐點蝕性(xing)能與(yu)含(han)約(yue)2%Mo的正常錳(meng)(meng)量(liang)(liang)的0Cr17Ni14Mo2相當。國(guo)內在(zai)生產中已采取措(cuo)施(shi),在(zai)盡量(liang)(liang)降低(di)(di)18-8鉻(ge)鎳鋼(gang)中硫量(liang)(liang)的同(tong)時,也在(zai)降低(di)(di)鋼(gang)中錳(meng)(meng)量(liang)(liang),一般控制在(zai)1%以下(大多約(yue)0.5%)。


   由于(yu)硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)和氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)復合夾(jia)雜的(de)(de)存在,破(po)壞(huai)了(le)不(bu)銹鋼基(ji)體的(de)(de)連(lian)續性,經熱加(jia)工后(hou),硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)延伸變(bian)形(xing),而(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)夾(jia)雜不(bu)變(bian)形(xing),夾(jia)雜兩端形(xing)成微裂,導(dao)致了(le)應力(li)(li)集中,同時還強化(hua)(hua)(hua)了(le)鋼的(de)(de)力(li)(li)學(xue)性能的(de)(de)方向性。所(suo)以鋼中硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)另一(yi)有害作用是降(jiang)低鋼的(de)(de)塑、韌(ren)性和抗(kang)疲勞性能,特別是橫向性能。



二、氧化(hua)物和硅酸鹽(yan)的有害作用


   鋼中(zhong)夾(jia)雜(za)物(wu)的(de)存在,破壞了不銹鋼基體的(de)連(lian)續(xu)性并(bing)導致應力集中(zhong),從而(er)降低鋼的(de)塑、韌性和(he)抗(kang)疲勞性能,鋼中(zhong)氧(yang)化(hua)物(wu)和(he)硅酸鹽(yan)也不例外,由于(yu)  等夾(jia)雜(za)硬(ying)度高(gao),難(nan)變形,多呈鏈狀、串(chuan)狀,一(yi)方(fang)面增強鋼的(de)力學性能的(de)方(fang)向性,使橫向性能惡化(hua),另一(yi)方(fang)面使鋼的(de)切(qie)削加工性下降,而(er)且很難(nan)拋光。


   1Cr18Ni9Ti連鑄坯表面的(de)翻皮、結疤、凹凸不平以及裂紋等缺陷均與鋼中非金屬夾雜(za)物有(you)關,其(qi)中主要是(shi) 和鈦的(de)氧化(hua)物與氮化(hua)物。


   一些鋼廠1Cr18Ni9Ti不銹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)。


   不銹鋼中常常觀察(cha)到有(you)(you)以氧化物和硅(gui)酸鹽為“核心”,以各(ge)種(zhong)硫化物,如MnS,(Fe,Mn)S為“外殼”的復雜夾(jia)雜物。這種(zhong)夾(jia)雜物對(dui)鋼的耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙腐蝕性(xing)能(neng)最為有(you)(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(guo)內生產并大量出口的(de)2Cr13餐具,有(you)的(de)由于使用(yong)(yong)前在運輸過(guo)程中便(bian)嚴重銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)而導致全部退(tui)貨。國(guo)產2Cr13和進(jin)口2Cr13板材(cai)耐(nai)點蝕(shi)(shi)性(xing)的(de)對比結果(表9.3)表明:國(guo)產板材(cai)擊穿電位很(hen)低,有(you)的(de)板材(cai)根本不能(neng)鈍化。這說(shuo)明國(guo)產材(cai)耐(nai)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)較(jiao)差。采(cai)取用(yong)(yong)硅鐵粉代替(ti)原用(yong)(yong)的(de)全鋁(lv)粉脫(tuo)氧等措施,最終(zhong)2Cr13板材(cai)耐(nai)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)不良問題(ti)獲得(de)了圓滿解決(jue)。


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三、氮(dan)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)化物對鋼的(de)(de)力學性能的(de)(de)有害作用,在(zai)中、高(gao)鉻鐵素體不銹鋼中最為(wei)明顯。圖9.6系氮(dan)化物對高(gao)純(chun)00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不銹鋼脆(cui)性轉變(bian)溫度(du)的(de)(de)影響(xiang)。可以看出,隨鋼中氮(dan)化物(TiN,NbN,AIN等(deng))的(de)(de)增加(jia),鋼的(de)(de)脆(cui)性轉變(bian)溫度(du)明顯上升(sheng)。研究表(biao)明,呈幾(ji)何形狀存(cun)在(zai)的(de)(de)氮(dan)化物是(shi)導致00Cr18Mo2鋼脆(cui)性穿晶斷裂的(de)(de)裂紋源。


   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(bu)銹鋼中的(de)(de)(de)非金(jin)屬(shu)夾雜(za)物(wu)(wu)(wu)常常是(shi)各類(lei)夾雜(za)物(wu)(wu)(wu)共存(cun)。因此,對鋼的(de)(de)(de)有害作用(yong)也經常是(shi)各類(lei)夾雜(za)物(wu)(wu)(wu)綜合作用(yong)的(de)(de)(de)結(jie)果。圖9.7便是(shi)非金(jin)屬(shu)夾雜(za)物(wu)(wu)(wu)對一種超低碳、含氮(dan)的(de)(de)(de)鉻鎳奧氏體(ti)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)沖擊韌性(xing)的(de)(de)(de)影響。顯(xian)然,夾雜(za)物(wu)(wu)(wu)增加,鋼的(de)(de)(de)沖擊韌性(xing)顯(xian)著下降(jiang)。




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