不銹鋼中各種元素的影響和作用(3mm 304不銹鋼板加工)
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不銹鋼中各種元素的影響和作用
在實際的實際工業(yè)應用中,不銹鋼都是同時存在幾種以至十幾種元素的,當幾種元素共存于不銹鋼這一個統(tǒng)一體中時,它們的影響要比單獨存在時復雜得多,因為在這種情況下不僅要考慮各元素自身的作用,而且要注意它們互相之間的影響,因此不銹鋼的組織決定于各種元素影響的總和。
決定不銹鋼性屬的元素只有一種,這就是鉻,每種不銹鋼都含有一定數(shù)量的鉻。
鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素,根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以后,促使其內(nèi)部的矛盾運動向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發(fā)展。
認識了這一影響的規(guī)律,我們就可以從不同的使用要求出發(fā),選擇不同含碳量的不銹鋼。
就這五個鋼號來說由于含碳量不同,強度與耐腐蝕性能也是有區(qū)別的,0Cr132Crl3鋼的耐腐蝕性較好但強度低于3Crl3和4Cr13鋼,多用于制造結構零件,后兩個鋼號由于含碳較高而可獲得高的強度多用于制造彈簧、刀具等要求高強度及耐磨的零件。
又如為了克服18-8鉻鎳不銹鋼的晶間腐蝕,可以將鋼的含碳量降至0.03%以下,或者加入比鉻和碳親和力更大的元素(鈦或鈮),使之不形成碳化鉻,再如當高硬度與耐磨性成為主要要求時,我們可以在增加鋼的含碳量的同時適當?shù)靥岣吆t量,做到既滿足硬度與耐磨性的要求,又兼顧定的耐腐蝕功能,工業(yè)上用作軸承、量具與刃具有不銹鋼9Cr18和9Cr17MoVCo鋼,含碳量雖高達0.850.95%,由于它們的含鉻量也相應地提高了,所以仍保證了耐腐蝕的要求。
3、鎳在不銹鋼中的作用是在與鉻配合后才發(fā)揮出來的。
基于上面的情況可知,鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用,在于它使高鉻鋼的組織發(fā)生變化,從而使不銹鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。
但說得確切一些,錳的作用不在于形成奧氏體,而是在于它降低鋼的臨界淬火速度,在冷卻時增加奧氏體的穩(wěn)定性,抑制奧氏體的分解,使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫。
在提高鋼的耐腐蝕性能方面,錳的作用不大,如鋼中的含錳量從0到10.4%變化,也不使鋼在空氣與酸中的耐腐蝕性能發(fā)生明顯的改變。
這是因為錳對提高鐵基固溶體的電極電位的作用不大,形成的氧化膜的防護作用也很低,所以工業(yè)上雖有以錳合金化的奧氏體鋼(如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等),但它們不能作為不銹鋼使用。
錳在鋼中穩(wěn)定奧氏體的作用約為鎳的二分之一,即2%的氮在鋼中的作用也是穩(wěn)定奧氏體,并且作用的程度比鎳還要大。
例如,欲使含18%鉻的鋼在常溫下獲得奧氏體組織,以錳和氮代鎳的低鎳不銹鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼,目前已在工業(yè)中獲得應用,有的已成功地代替了經(jīng)典的18-8鉻鎳不銹鋼。
6、鉬和銅可以提高某些不銹鋼的耐腐蝕性能。
硅是形成鐵素體的元素,在一般不銹鋼中為常存雜質(zhì)元素。
硼高鉻鐵素體不銹鋼Crl7Mo2Ti鋼中加0.005%硼,可使在沸騰的65%醋酸中的耐腐蝕性能提高。
加微量的硼(0.00060.0007%)可使奧氏體不銹鋼的熱態(tài)塑性改善。
少量的硼由于形成低熔點共晶體,使奧氏體鋼焊接時產(chǎn)生熱裂紋的傾向增大,但含有較多的硼(0.50.6%)時,反而可防止熱裂紋的產(chǎn)生。
因為當含有0.50.6%的硼時,形成奧氏體-硼化物兩相組織,使焊縫的熔點降低。
熔池的凝固溫度低于半溶化區(qū)時,母材在冷卻時產(chǎn)生的張應力,由處于液態(tài).固態(tài)的焊縫金屬承受,此時是不致引起裂縫的,即使在近縫區(qū)形成了裂紋,也可以為處于液態(tài)-固態(tài)的熔池金屬所填充。
含硼的鉻鎳奧氏體不銹鋼在原子能工業(yè)中有著特殊的用途。
但向不銹鋼中加0.20.4%的硫,可提高不銹鋼的切削性能,硒也具有同樣的作用。
硫和硒提高不銹鋼的切削性能,是因為它們降低不銹鋼的韌性,例如一般18-8鉻鎳不銹鋼的沖擊值可達30公斤/厘米2。
含0.31%硫的18-8鋼(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的沖擊值為1.8公斤/平方厘米;含0。
22%硒的18-8鋼(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的沖擊值為3.24公斤/平方厘米。
硫與硒均降低不銹鋼的耐腐蝕性能,所以實際應用它們作為不銹鋼的合金化元素的很少。
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