鉻是不銹鋼都含有的元素,鉻是鐵素體形成元素。鉻的主要作用是耐腐蝕,從圖1中可以看出在鋼中添加鉻對腐蝕性的影響。當(dāng)鉻含量達(dá)到12%時,在大氣環(huán)境下或在氧化性介質(zhì)中鉻可以自發(fā)形成一種穩(wěn)定的、透明的、極薄的鈍化膜來阻止腐蝕,基本上不會生銹,較高的合金含量可通過強(qiáng)化薄膜和快速自我修復(fù)薄膜來提高抗腐蝕性。不銹鋼鉻含量上限為30%。
1、鉻含量對鋼的大氣腐蝕的影響 (在距海邊250m的海洋環(huán)境中放置52個月)
鎳是穩(wěn)定奧氏體的元素,鎳可將奧氏體降低范圍擴(kuò)大到低溫區(qū)。從圖2可以看出鎳的作用,在圖中斜線以上所示溫度下奧氏體是穩(wěn)定的,在這條線以下,鐵素體和馬氏體都具有穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)。鎳可提高韌性和延展性,使之更易于加工、制造和焊接,增強(qiáng)抗酸的腐蝕能力,保持鈍化膜的能力及在腐蝕介質(zhì)中的抗蝕能力。
2、加入鎳對鐵 鉻合金的影響
鉬可提高鈍化膜的強(qiáng)度,增強(qiáng)耐局部腐蝕性,如點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕,特別是在鹵鹽或海水中有氯離子的情況下。鉬也可提高對氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂的抵抗能力。利用固溶強(qiáng)化的方法,鉬可提高奧氏體牌號的高溫強(qiáng)度和馬氏體牌號的抗回火能力。
錳類似于鎳,當(dāng)添加錳或用錳替代鎳時,都會提高不銹鋼的強(qiáng)度。
氮是穩(wěn)定奧氏體的元素,可提高強(qiáng)度,在奧氏體及雙相不銹鋼中可增強(qiáng)耐點(diǎn)蝕及縫隙腐蝕能力并減少金屬間相(σ)在高溫或焊接時析出的機(jī)會。
鈦、鈮能優(yōu)先與碳和氮結(jié)合形成碳化物和氮化物,改善高溫強(qiáng)度性能并阻止鉻的碳化物的形成,防止晶間腐蝕。鈮可提高高溫蠕變斷裂強(qiáng)度。
硅、鋁可改善抗氧化性能,硅還可阻改善鑄造特性。
銅可提高對稀酸特別是對硫酸的抗酸能力,加入3%~4%銅具的低的加工硬化率,易于成形。析出銅離子化有滅菌作用。
硫、硒和鉛可改善機(jī)械切削性能,但會降低耐腐蝕能力。
鈰、鐿、鑭可提高抗氧化性。
空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種鐵基高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好,不必經(jīng)過鍍色等表面處理,而發(fā)揮不銹鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。從金相學(xué)角度分析,因?yàn)椴讳P鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內(nèi)侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。
不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗(yàn)表明,鋼在大氣、水等弱介質(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,當(dāng)鉻含量達(dá)到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發(fā)生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。
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