不銹鋼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、不銹鋼發展史
1、 1821:法(fa)國人Berthier 進行在(zai)鋼中加鉻(ge)的試驗;
2、 1897:德國人Goldschmidt開發了生產低碳含鉻(ge)合(he)金鋼的技術;
3、 1904~1909:在法國和(he)(he)德國生(sheng)產了w(Cr)=13%和(he)(he)17%的合金鋼;
4、 1913:英國人Brearly在Thomas Firth and Sons公司澆鑄(zhu)了(le)第一(yi)塊商業鑄(zhu)錠,鑄(zhu)件號No.1008,成分(質量分數):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%的鋼發布(bu)專(zhuan)利:專(zhuan)利號(hao)1,197,256。
把(ba)鉻(ge)加到鋼(gang)(gang)(gang)中并(bing)揭示(shi)其(qi)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)有利效應要歸功于(yu)法國(guo)人(ren)Berthier,他在1821年開(kai)發了(le)一種(zhong)w(Cr)=1.5%的(de)(de)(de)合金(jin)(jin)并(bing)建(jian)議(yi)用于(yu)餐刀。然(ran)而對這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)早(zao)期(qi)實驗發現(xian):隨鉻(ge)含量(liang)增加其(qi)成型性(xing)劇烈變壞(由于(yu)早(zao)期(qi)合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)碳含量(liang)很高),因而直到20世紀初期(qi)開(kai)發這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)興(xing)趣仍然(ran)不大。對于(yu)耐(nai)(nai)蝕鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)興(xing)趣在1900年到1915年期(qi)間又重新興(xing)起,很多冶(ye)金(jin)(jin)學家(jia)為開(kai)發耐(nai)(nai)蝕鋼(gang)(gang)(gang)而獲(huo)得信貸。這各重新興(xing)起開(kai)發耐(nai)(nai)蝕鋼(gang)(gang)(gang)活動的(de)(de)(de)催化劑是1897年Goldschmidt在德(de)國(guo)開(kai)發了(le)生產低碳含鉻(ge)合金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)技術。隨后不久(jiu)Guillet(1904), Portevin(1909) 和(he)Giesen(1909)等(deng)發表了(le)描述w(Cr)=13%的(de)(de)(de)馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)w(Cr)=18%的(de)(de)(de)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)微觀組織和(he)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)論(lun)文。1909年Guillet還發表了(le)一篇關(guan)于(yu)鉻(ge)-鎳鋼(gang)(gang)(gang)研(yan)究的(de)(de)(de)論(lun)文,這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體類不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)前驅。
英國人(ren)Brearly被認為是(shi)(shi)不銹鋼的(de)發(fa)明者,當時是(shi)(shi)為了(le)(le)研究由w(Cr)=5%鋼制作(zuo)的(de)來(lai)復槍(qiang)槍(qiang)膛因(yin)內(nei)部腐蝕而(er)失效的(de)問(wen)題,通(tong)過研究在1913年8月他鑄成了(le)(le)成份(質量分數(shu))為12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和0.44%Mn的(de)合格鑄錠。這種(zhong)鋼被用(yong)(yong)(yong)來(lai)制造了(le)(le)12個實驗槍(qiang)管,雖然并沒有像(xiang)所期望的(de)那樣改進槍(qiang)管的(de)腐蝕問(wen)題,但其中某些材料(liao)被用(yong)(yong)(yong)來(lai)制造餐刀刀片而(er)開始了(le)(le)應用(yong)(yong)(yong)不銹鋼的(de)紀元。
二、不銹(xiu)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、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。
不銹鋼的(de)(de)重要特性(xing)(xing)(xing)之一(yi)是(shi)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing),然而(er)不銹鋼的(de)(de)不銹性(xing)(xing)(xing)和耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)都是(shi)相對的(de)(de),有(you)條(tiao)件的(de)(de),受(shou)到諸多(duo)因素的(de)(de)影響(xiang),包括介質(zhi)種類(lei)、濃(nong)度、純凈(jing)度、流動狀態、使用(yong)環(huan)境的(de)(de)溫度、壓力等,目前還沒有(you)對任何腐(fu)蝕(shi)環(huan)境都具有(you)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)不銹鋼。因此,不銹鋼的(de)(de)選用(yong)應(ying)根據具體的(de)(de)使用(yong)條(tiao)件加以合理選擇,才能獲得良好(hao)的(de)(de)使用(yong)效果。
奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在各(ge)種類(lei)型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)應用最廣泛,品種也最多(duo)。由于奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)鉻、鎳含(han)量(liang)較高(gao),因(yin)(yin)此(ci)在氧化(hua)性(xing)(xing)(xing)、中(zhong)性(xing)(xing)(xing)以及弱(ruo)還(huan)原(yuan)性(xing)(xing)(xing)介(jie)質中(zhong)均具(ju)有良(liang)(liang)好(hao)的(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing)。奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)塑韌性(xing)(xing)(xing)優良(liang)(liang),冷熱加工(gong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)俱佳,焊(han)接(jie)性(xing)(xing)(xing)優于其它類(lei)型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,因(yin)(yin)而廣泛應用于建筑裝飾(shi)、食品工(gong)業、醫療器械、紡(fang)織印染設備以及石油、化(hua)工(gong) 、原(yuan)子能(neng)等(deng)工(gong)業領域。
鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的應(ying)用比較廣泛,其(qi)中Cr13和(he)Cr17型鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)主要用于腐蝕(shi)環境不(bu)(bu)十分苛刻的場合,例如室內(nei)裝飾、廚房設(she)備(bei)、家電產(chan)品、家用器具等(deng)。超低碳高(gao)鉻含鉬鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)因(yin)對氯化物應(ying)力(li)腐蝕(shi)不(bu)(bu)敏感,同時具有良好(hao)的耐點蝕(shi)、縫隙腐蝕(shi)性能,因(yin)而廣泛用于熱(re)交換設(she)備(bei)、耐海水設(she)備(bei)、有機酸及制堿設(she)備(bei)等(deng)。
馬氏(shi)體不銹鋼應(ying)用較(jiao)為普(pu)遍的(de)是Cr13型馬氏(shi)體不銹鋼。為獲得或改善(shan)某些性能,添加鎳、鉬等(deng)合金元素,形(xing)成一些新的(de)馬氏(shi)體不銹鋼。馬氏(shi)體不銹鋼主要用于硬度、強度要求較(jiao)高(gao),耐腐蝕要求不太(tai)高(gao)的(de)場(chang)合,如量具(ju)、刀具(ju)、餐具(ju)、彈簧(huang)、軸(zhou)承、氣輪機葉片、水輪機轉(zhuan)輪、泵、閥等(deng)。
雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼是(shi)金相(xiang)組(zu)(zu)織由奧氏體(ti)和(he)鐵素(su)體(ti)兩相(xiang)組(zu)(zu)成的不(bu)銹(xiu)鋼,而且各相(xiang)占有較(jiao)大的比例(li)。雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼具有奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼和(he)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的一(yi)些特點(dian),韌性良好(hao) 、強度較(jiao)高(gao),耐(nai)氯(lv)化(hua)物應(ying)力腐蝕。適于制作海水處理設備、冷凝器,熱(re)交換器等,在(zai)石(shi)油、化(hua)工領域(yu)應(ying)用廣(guang)泛(fan)。
沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼是在不(bu)銹(xiu)鋼中單獨(du)或(huo)復合添(tian)加(jia)硬化(hua)元素,通過適當(dang)熱處理獲(huo)得高(gao)(gao)強度、高(gao)(gao)韌性并(bing)具有良好腐(fu)蝕性的一(yi)類不(bu)銹(xiu)鋼。通常作(zuo)為耐磨、耐蝕、高(gao)(gao)強度結構件,如軸(zhou)、齒輪、葉(xie)片等(deng)轉動部(bu)件和(he)螺(luo)栓、銷子、墊圈(quan)、彈簧、閥、泵(beng)等(deng)零部(bu)件以(yi)及高(gao)(gao)強度壓力容(rong)器、化(hua)工處理設備等(deng)。
三(san)、不銹鋼的組織特點(dian)
因化學元(yuan)素(su)含量(liang)的(de)上下限和(he)熱(re)處(chu)理狀態(tai)的(de)差(cha)異(yi),從各元(yuan)素(su)對不銹(xiu)鋼組織的(de)影響和(he)作(zuo)(zuo)用(yong)程度(du)來(lai)看,基本(ben)上有兩類(lei)元(yuan)素(su)。一類(lei)是形成(cheng)或穩定(ding)奧氏體的(de)元(yuan)素(su):碳、鎳(nie)、錳、氮和(he)銅等(deng),其中碳和(he)氮作(zuo)(zuo)用(yong)程度(du)最大。另一類(lei)是縮小(xiao)甚至封閉(bi)γ相(xiang)區即(ji)形成(cheng)鐵素(su)體的(de)元(yuan)素(su):鉻、硅(gui)、鉬、鈦、鈮、鉭、釩、鎢(wu)和(he)鋁等(deng),其中鈮的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)程度(du)最小(xiao)。
不銹鋼的組(zu)織有(you)以下幾(ji)種(zhong)組(zu)織類型:
1. 奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼
奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)有Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等系列。為(wei)(wei)改(gai)善某些(xie)性能,滿足特殊用途要求,在一(yi)些(xie)鋼(gang)中(zhong)單獨或復合添加(jia)(jia)了氮(dan)、鈮、銅、硅等合金(jin)元素(su)。奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)通常(chang)在室溫(wen)下(xia)(xia)為(wei)(wei)純奧氏體(ti)組(zu)織,也有一(yi)些(xie)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)室溫(wen)下(xia)(xia)的組(zu)織為(wei)(wei)奧氏體(ti)加(jia)(jia)少量鐵(tie)(tie)素(su)體(ti),這種少量鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)有助(zhu)于防(fang)止(zhi)熱裂紋的產(chan)(chan)生。奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)不能用熱處(chu)理(li)方法(fa)強(qiang)(qiang)化(hua),但由于這類鋼(gang)具有明顯的冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)硬化(hua)性,可通過冷(leng)變形(xing)方法(fa)提高強(qiang)(qiang)度。經(jing)冷(leng)變形(xing)產(chan)(chan)生的加(jia)(jia)工(gong)硬化(hua),可采用固溶處(chu)理(li)使之軟化(hua)。
2. 鐵素體不銹鋼(gang)
今(jin)年來(lai)鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)逐(zhu)漸向(xiang)低碳高純度發展,使鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)的(de)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)傾(qing)向(xiang)和(he)焊接性(xing)得到(dao)明顯改(gai)善。該類(lei)鋼(gang)在固溶狀態(tai)下(xia)為(wei)鐵(tie)素(su)體組(zu)織。當(dang)鋼(gang)中w(Cr)超過16%時(shi),仍(reng)存(cun)在加熱(re)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)傾(qing)向(xiang)。在400~600℃溫度區間停留易出現(xian)475℃脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua),在650~850℃溫度區間易引起σ相析出而導(dao)致的(de)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua),加熱(re)至900℃以(yi)(yi)上易造成(cheng)晶粒粗化(hua)(hua),使韌性(xing)降(jiang)低。這類(lei)鋼(gang)還有脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)轉(zhuan)變特性(xing),其脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)轉(zhuan)變溫度與鋼(gang)中碳、氮含(han)量,熱(re)處理時(shi)的(de)冷(leng)卻(que)速度以(yi)(yi)及(ji)截面尺(chi)寸有關,碳、氮含(han)量越低,截面尺(chi)寸越小,脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)轉(zhuan)變溫度越低。475℃脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)和(he)σ相析出引起的(de)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua),可(ke)通過熱(re)處理方(fang)法予以(yi)(yi)消(xiao)除。采用516℃以(yi)(yi)上短時(shi)加熱(re)后空冷(leng),可(ke)消(xiao)除475℃脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua),加熱(re)到(dao)900℃以(yi)(yi)上急冷(leng)可(ke)消(xiao)除σ相脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)。
3. 馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼
馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)w(Cr)范圍在(zai)12%~18%,w(C)范圍在(zai)0.1%~1.0%,也有一(yi)(yi)些(xie)含碳(tan)量(liang)更(geng)低的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang),如(ru)0Cr13Ni5Mo等(deng)。馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)加(jia)熱(re)時(shi)可形(xing)成奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti),一(yi)(yi)般在(zai)油(you)或(huo)空(kong)氣(qi)中冷(leng)卻即(ji)可得到馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)組織(zhi),含碳(tan)量(liang)較低的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)淬火(huo)狀態的(de)組織(zhi)為(wei)板(ban)條馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)加(jia)少量(liang)鐵素體(ti)(ti),如(ru)1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等(deng)。當w(C)超過0.3%時(shi),正常淬火(huo)溫度加(jia)熱(re)時(shi)碳(tan)化物不能完全固溶(rong),淬火(huo)后(hou)的(de)組織(zhi)為(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)加(jia)碳(tan)化物。
馬氏(shi)體不銹鋼(gang)可(ke)以達到(dao)(dao)很寬的(de)(de)(de)強(qiang)度范(fan)圍,屈服強(qiang)度可(ke)以從退火(huo)狀(zhuang)態(tai)下的(de)(de)(de)275MPa到(dao)(dao)淬(cui)火(huo)+回火(huo)狀(zhuang)態(tai)下的(de)(de)(de)1900MPa。對于大多數(shu)的(de)(de)(de)工程應用,淬(cui)火(huo)后的(de)(de)(de)鋼(gang)一(yi)般要進行回火(huo),以得到(dao)(dao)所需的(de)(de)(de)韌性和(he)塑性。
4. 鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙相不(bu)銹(xiu)鋼
鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體-奧(ao)(ao)氏(shi)體雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼室溫下的(de)(de)(de)組(zu)織為鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體加(jia)奧(ao)(ao)氏(shi)體,通(tong)常鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體的(de)(de)(de)體積分數不(bu)低(di)于50%。雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼與奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼相比,具(ju)(ju)有較低(di)的(de)(de)(de)熱(re)(re)裂傾(qing)向(xiang),而與鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼相比,則(ze)具(ju)(ju)有較低(di)的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)(re)脆化傾(qing)向(xiang),其焊(han)接熱(re)(re)影響區(qu)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體的(de)(de)(de)粗化程(cheng)度也(ye)較低(di)。但(dan)這類鋼仍然存在(zai)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)各種加(jia)熱(re)(re)脆性(xing)傾(qing)向(xiang)。
5. 沉淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼
沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼包括馬氏(shi)(shi)體(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼、半(ban)奧氏(shi)(shi)體(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼和奧氏(shi)(shi)體(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼。由于(yu)這類鋼中含有較多硬(ying)(ying)化(hua)(hua)元素,比普(pu)通奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)焊(han)接性(xing)差。
四(si)、不銹鋼的物理性(xing)能(neng)和力學性(xing)能(neng)
1. 不銹(xiu)鋼物理(li)性能
奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)比(bi)電阻可達(da)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)5倍(bei),線膨脹系數比(bi)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)約大50%,而馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)線膨脹系數大體(ti)上和(he)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)相等。奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)熱(re)導率為碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)1/2左右。奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)通常是非磁性(xing)的(de)。鉻當量和(he)鎳當量較低的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在冷加(jia)工變形較大的(de)情(qing)況下,會產(chan)生形變誘導馬(ma)氏(shi)體(ti),從而產(chan)生磁性(xing)。用熱(re)處(chu)理(li)方法可消除這種馬(ma)氏(shi)體(ti)和(he)磁性(xing)。
2. 不銹鋼的力學性能(neng)
馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在退(tui)火狀態下(xia),硬度最低,可淬火硬化(hua)(hua),正常(chang)使用(yong)時的(de)(de)回火狀態的(de)(de)硬度又稍有(you)下(xia)降。鐵素體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)特點是常(chang)溫沖擊(ji)韌性(xing)(xing)低。當高(gao)(gao)溫長(chang)時間(jian)加熱時,力(li)學性(xing)(xing)能(neng)將進一步惡(e)化(hua)(hua),可能(neng)導(dao)致475℃脆(cui)化(hua)(hua)、σ脆(cui)性(xing)(xing)或晶(jing)粒粗(cu)大等。奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)常(chang)溫具(ju)有(you)低的(de)(de)屈強(qiang)比(40%~50%),伸長(chang)率(lv)(lv)、斷面收(shou)縮率(lv)(lv)和沖擊(ji)吸收(shou)功均(jun)很(hen)高(gao)(gao)并具(ju)有(you)高(gao)(gao)的(de)(de)冷加工(gong)硬化(hua)(hua)性(xing)(xing)。某些(xie)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)經高(gao)(gao)溫加熱后,會產生σ相和晶(jing)界(jie)析出碳化(hua)(hua)鉻引起(qi)的(de)(de)脆(cui)化(hua)(hua)現象(xiang)。在低溫下(xia),鐵素體(ti)和馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)夏比沖擊(ji)吸收(shou)功均(jun)很(hen)低,而奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)則(ze)有(you)良好(hao)的(de)(de)低溫韌性(xing)(xing)。對含(han)有(you)百分之幾鐵素體(ti)的(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),則(ze)應注意低溫下(xia)塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)降低的(de)(de)問題。
五、不銹鋼的耐腐(fu)蝕性(xing)能
金屬受(shou)介(jie)質的(de)化學及電化學作用而破壞(huai)的(de)現象稱為腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),不銹(xiu)鋼的(de)主(zhu)要腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)形式有均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(表面(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi))和局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)包(bao)括晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)等。據(ju)統(tong)計,在不銹(xiu)鋼腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破壞(huai)事故中,由均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)引起的(de)僅占約10%,而由局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)引起的(de)則高達90%以上(shang),由此可見(jian),局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是(shi)相當嚴重的(de)。
1. 均勻(yun)腐蝕
均(jun)勻腐蝕是(shi)指接觸的金(jin)屬表面(mian)全部產(chan)生(sheng)腐蝕的現象。檢查(cha)方(fang)法多半(ban)使(shi)用失重法。
2. 局(ju)部腐蝕
①. 晶間(jian)腐蝕(shi)
在腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)介質作用下(xia)(xia),起(qi)源(yuan)于(yu)金屬表面沿晶界深入金屬內部的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)稱(cheng)為晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。它是一種局部性腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)導致晶粒(li)間的(de)結合(he)力喪(sang)失(shi),材料(liao)強(qiang)度幾乎消失(shi),是一種很值得重視的(de)危(wei)險的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)現(xian)象。導致奧氏(shi)體不銹鋼(gang)晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)原(yuan)因很多,概括有以下(xia)(xia)幾種:
a.碳(tan)化(hua)鉻析出引起的晶間腐蝕
b.σ相析出引起的晶間腐蝕(shi)
c.晶(jing)界吸附(fu)引(yin)起的晶(jing)間腐蝕
d.穩定(ding)元(yuan)素高溫溶解引(yin)起的晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)
②. 點(dian)蝕及(ji)縫隙腐(fu)蝕
點蝕及(ji)縫(feng)隙腐(fu)蝕的共同(tong)機理是(shi)腐(fu)蝕區(qu)間產生“閉塞電池腐(fu)蝕”作(zuo)用所致,但(dan)各自(zi)的具(ju)體(ti)原(yuan)因不相同(tong)。
點(dian)蝕是指(zhi)在金(jin)屬材料(liao)表面產(chan)生的(de)(de)尺寸(cun)約(yue)小于1.0mm的(de)(de)穿孔性(xing)或蝕坑性(xing)的(de)(de)宏(hong)觀腐蝕。點(dian)蝕的(de)(de)形成(cheng)主要(yao)是由(you)于材料(liao)表面鈍化膜的(de)(de)局部破壞所引(yin)起的(de)(de)。
縫隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)是金屬構件縫隙(xi)處發(fa)生的(de)斑點(dian)(dian)狀或潰瘍形(xing)宏(hong)觀蝕(shi)坑(keng)。它是以腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)部位的(de)特(te)征命名的(de)。和點(dian)(dian)蝕(shi)形(xing)成(cheng)機理有差異之點(dian)(dian)在(zai)于縫隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)主要是由介(jie)質的(de)電化學不(bu)均勻性引起的(de)。因此(ci),改善運行條件、改變介(jie)質成(cheng)分和結構形(xing)式(shi)是防(fang)止(zhi)縫隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)重要措施。
③. 應力(li)腐蝕(shi)斷裂(SCC)
應(ying)力腐(fu)蝕(shi)是指在(zai)靜拉伸應(ying)力與電(dian)化(hua)學介質共(gong)同作用(yong)下,因(yin)陽極溶解(jie)過程引(yin)起的(de)斷裂(lie)。在(zai)應(ying)力與腐(fu)蝕(shi)介質共(gong)同作用(yong)下有三(san)種不同類(lei)型的(de)局部腐(fu)蝕(shi)——應(ying)力腐(fu)蝕(shi)、氫脆(cui)和腐(fu)蝕(shi)疲勞。

