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碳及合金元素对厚壁不锈钢管抗蚀性能的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-06-10  浏览次数:25 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网调查队获悉:从0Cr25Ni20 厚壁不锈钢管的锻件机械性能比较,可以看出,虽然这一组锻件的化学成分基本上都在0Cr25Ni20

中华不锈钢网调查队获悉:从0Cr25Ni20 厚壁不锈钢管的锻件机械性能比较,可以看出,虽然这一组锻件的化学成分基本上都在0Cr25Ni20 厚壁不锈钢管规定的范围以内,热处理的工艺也一样,反映在机械性能特别是冲击值与断面收缩率上,却有很大的差异,即随着钢中铁素体量的增多,厚壁钢管的冲击值与断面收缩率均降低。

    类似的影响在其他资料中也可见到,如资料提到:冲击值不合格的06Cr19Ni10厚壁不锈钢管的模压件,几乎毫无例外地都是由含大量的铁素体钢制成的。他们列出的06Cr19Ni10厚壁钢管的机械性能的平均值与铁素体量的关系;06Cr19Ni10不锈钢管的冲击值与铁素体量的关系。这些数据同样表明,由于铁素体量的增多,钢的冲击值与断面收缩率下降。

    铁素体量多使0Cr25Ni20 厚壁不锈钢管冲击值降低的机理,也同样是由于它使钢的脆性转变温度升高和破坏了钢管的基体的连续性的结果。

    中华不锈钢网调查队获悉:铁素体量多虽也使0Cr25Ni20 厚壁不锈钢管的强度降低,但影响不及冲击值与断面收缩率的降低显著,这也同样是因为这种铁素体为大量的合金元素强化的结果。0Cr25Ni20 厚壁不锈钢管淬火回火后基体组织硬度与铁素体硬度的比较,进一步说明了这种影响。

1.碳   碳与铬形成稳定的碳化物,从而降低厚壁不锈钢管的抗蚀性能,尤其是降低厚壁钢管的抗晶间腐蚀性能;因此,对一些耐蚀性能要求高的不锈钢,其含碳量应低一些,一般在0.1~0.2%以下。但是,不锈钢的强度和硬度是随含碳量增加而提高的,因此,对一些强度和硬度要求高的厚壁不锈钢管,应适当地提高含碳量。如06Cr18Ni11Ti、0Cr18Ni10Ti 等。

    2.铬   铬是不锈钢获得耐蚀性能的最主要元素;当钢中含铬量大于11.7%(重量百分比)时,厚壁不锈钢管在室温下可获得单相的铁素体组织,使电极电位发生一个突变(由-0.56V变为+0.2 V)。同时,在氧化性介质中铬能在厚壁不锈钢管的表面形成一层稳定的防护膜,防止不锈钢基体继续腐蚀破坏。厚壁不锈钢管中的含铬量都在l3%以上,这是因为钢中含有碳,一部分铬将与碳形成碳化物沿晶界析出,而使固溶体中的含铬量(特别是晶界的含铬量)降低。为确保固溶体中的含铬量不小于11.7%,因此,在不锈钢中的含铬量必须在l3%以上。

    3.镍   镍的作用只有在与铬配合使用时,才能显著表现出来。如果单独用镍,则当其含量大于24%时,才能获得单相奥氏体组织。如果镍与铬配合使用,只需8%的镍和18%的铬就可以得到单相的奥氏体,如1Crl8Ni9型厚壁不锈钢管。

    4.铝   铝能增加厚壁不锈钢管表面的钝化作用,提高抗蚀性能。特别是在还原性介质(如盐酸、硫酸、醋酸)中和存在氯离子的介质中,其作用更为显著。在铬镍不锈钢中加入钼,还能提高厚壁不锈钢管的抗晶间腐蚀能力。

    5.钛   钛和铌钛和铌都是强烈的碳化物形成元素。厚壁不锈钢管中加入钛和铌的目的。是固定钢中的碳,使其形成稳定的碳化物TiC、NbC,从而避免因晶界贫铬而造成晶间腐蚀。

中华不锈钢网调查队获悉:正火是指将厚壁不锈钢管加热到Ac以上30~50℃,过共析钢加热到Ac以上30~50℃保温一定时间,然后在空气中冷却的工艺方法。

    厚壁不锈钢管正火与退火的主要区别是其冷却速度比退火稍快。因此,正火后得到珠光体较细,硬度和强度较高。正火是一种操作简便、成本较低和生产周期短的热处理工艺,因而它的应用较广泛。使用正火的目的主要有以下几点:

    (1)改善切削加工性能:含碳量<0.5%的厚壁不锈钢管加工件,常用正火来代替退火。因为不锈钢和某些低合金钢退火后,因组织中铁素体量过多,硬度偏低,在切削加工时易产生“粘刀”现象,粗化表面粗糙度。采用正火得到细小的珠光体组织,提高硬度(140~190HBS),从而改善切削加工性。

    (2)消除网状渗碳体,为球化退火作准备:由于厚壁不锈钢管正火加热温度高于Ac,冷却速度又较大,渗碳体不会沿晶界呈网状析出,从而能消除网状渗碳体。正火还可以细化片状珠光体组织,因而更有利于球化。

    (3)对机械性能要求不高的厚壁不锈钢管加工件,常用正火作为最终热处理。

    (4)可作为厚壁不锈钢管及合金钢淬火前的预先热处理为淬火作好组织准备,以减少淬火缺陷。

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