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不锈钢强度的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-07  浏览次数:26 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网发回的报道:粗糙的研磨和机加工 研磨和机加工都会造成表面粗糙,留有凹槽,重叠和毛刺等缺陷。每种缺陷也可能使金属

中华不锈钢网发回的报道:粗糙的研磨和机加工 研磨和机加工都会造成表面粗糙,留有凹槽,重叠和毛刺等缺陷。每种缺陷也可能使金属表面损伤到一定深度,以至于受损伤的金属表面无法通过酸洗,电抛光或喷丸(如干喷砂,磨料用玻璃珠)等方法清理掉。粗糙表面能够成为发生腐蚀和沉积生成物的发源地,重焊前清理焊缝缺陷或清除多余的焊缝加强高都不能用粗磨进行研磨。对后一种情况,应再用细磨料研磨。
  
  焊接引弧斑痕 焊工在金属表面引弧时,会造成表面粗糙缺陷。保护膜受损,留下潜在的腐蚀源。焊工应在已经焊好的焊道上或在焊缝接头的侧边引弧。然后将引弧痕迹熔入焊缝中。
  
  焊接飞溅 焊接飞溅与焊接工艺有很大关系。例如:GTAM(气体保护钨极电弧焊)或TIG(惰性气体保护钨极焊)没有飞溅。但是,采用GMAW(气体保护金属电弧焊)和FCAW(带焊剂芯的电弧焊)两种焊接工艺时如果焊接参数使用不当会造成大量飞溅。出现这种情况时,必须调整参数。如果要解决焊接飞溅的问题,焊接前应在接头的每一边涂上防溅剂,这样可以消除飞溅物的附着力。焊完后可以很容易地将这种防溅剂及各种飞溅物清理掉,可不损伤表面或带来轻微损伤。
  
  一般说来,不锈钢的耐蚀性能和抗氧化性能是随铬含量的增加而增加的。从表1-2可以看出,铁-铬合金钢在海洋大气中的腐蚀随铬含量的增加而减少。
  
  铁-铬合金钢在海洋大气中腐蚀率与铬含量关系铬含量,失重碳的双重作用碳是不锈钢中仅次于铬的第二号常用元素,不锈钢的组织和性能在很大程度上取决于碳含量及其分布状态。
  
  碳是稳定奥氏体元素,它对奥氏体的稳定作用很强烈,约为镍的30倍。图1-3显示碳对不锈钢奥氏体区的影响。在高温下处于α或α+γ相区的铬钢是不能或很难通过淬火得到马氏体组织的。以含铬13%的钢为例,碳含量小于0.08%时为铁素体钢,碳含量0.08%~0.15%时为半马氏钢,碳含量大于0.15%时为马氏体钢。
  
  碳能显着提高不锈钢的强度,从2Cr13、3Cr13、4Cr13到9Cr18,钢的强度随碳含量增加逐级提高。在奥氏体钢中碳也是最有效的固溶强化元素。表1-3显示奥氏体钢抗拉强度和屈服强度随碳含量增加而上升。
  
  表1-3  碳对18-8型不锈钢强度的影响碳含量,% 屈服强度σ0.2, 抗拉强度σb,中华不锈钢网发回的报道:不锈钢奥氏体化时碳的最大溶解度为0.50%,在冷却过程中碳的溶解度减少,不断析出,由于碳和铬的亲和力很大,它能与铬形成一系列复杂的碳化物,碳化物的类型因钢中铬含量的不同而异。含铬小于10%的钢,主要为渗碳体型碳化物(Fe.Cr)3C,高铬钢中的碳化物为复杂碳化物Cr7C3和Cr23C6。碳化物中的铬可以被置换,以(Fe.Cr)7C3和(Fe.Cr)23C6的的形式存在。不锈钢中的碳化物主要以(Fe.Cr)23C6形式存在。
  
  碳与铬形成碳化物时要占用不锈钢中的一部分铬,以Cr23C6为例计算:(铬原子量×23)/(碳原子量×6)=(52×23)/(12×6)≈17不锈钢中的碳要与17倍的铬结合,生成碳化物,固溶体中的铬含量必然要减少,钢的耐腐蚀性能就要降低。如果形成碳化物后固溶体中的铬含量低于11.65%,就不能称其为不锈钢,模具钢Cr12和Cr12MoV就是一例。0Cr13~4Cr13五个牌号标准中规定含铬量为12.0~14.0%,就是考虑到碳要与铬形成碳化物确定的。
  
  因为碳对耐腐蚀性能有不利的影响,奥氏体和铁素体钢很少采用碳来强化,其含碳量多在0.15%以下。马氏体钢的含碳量大多在0.10%~0.40%范围内。
  
  镍是稳定奥氏体元素镍是不锈钢中第三号常用元素,它在钢中起扩大奥氏体区、稳定奥氏体组织的作用。铬不锈钢中加入一定量的镍后,组织和性能都发生明显变化。如1Cr17为铁素体钢,热处理后抗拉强度在500N/mm2左右,加入2.0%的镍,变为1Cr17Ni2马氏体钢,淬火后抗拉强度达1100N/mm2以上。图1-4显示了含碳0.10%的钢,在不同铬含量下得到稳定奥氏体组织所需的镍含量。当铬为18%时,只需要8%的镍,常温下就能得到奥氏体组织,这就是18-8型不锈钢的来由。
  
  镍能显着地提高铬钢的耐腐蚀性能和高温抗氧化性能,铬-镍奥氏体钢比铬含量相同的铁素体和马氏体钢有更好的耐腐蚀性能。铬含量在20%以下时,钢的抗氧化性能随镍量的增加不断改善。对于高铬钢,最佳镍含量在10%~20%之间,Cr20Ni10和Cr25Ni20就是两个典型的耐热钢。
  
  镍能有效地降低铁素体钢的脆性,改善其焊接性能,但对抗应力腐蚀性能有不利的影响,对于奥氏体钢,镍能降低钢的冷加工硬化趋势,改善冷加工性能,使钢在常温和低温下均具有很高塑性和韧性。
  
  锰和氮可以代替镍锰是奥氏体形成元素,它能抑制奥氏体的分解,使高温形成的奥氏体组织保持到室温。锰稳定奥氏体的作用为镍的二分之一,2%的锰可以代替1%的镍。
  
  铬-锰钢要在常温下得到完全奥氏体组织,与钢中的碳和铬含量密切相关,当碳低于0.2%、铬大于14%~15%时,不论向钢中加入多少锰都不能得到纯奥氏体组织。要得到奥氏体组织必须增加碳含量或降低铬含量,这两种作法都会降低钢的耐蚀性能,所以锰不能代替全部镍。
  
  含锰钢具有冷加工强化效应显着,耐磨性高的优点。缺点是对晶间腐蚀很敏感,并且不能通过加钛和铌来消除晶间腐蚀。
  
  氮也是稳定奥氏体元素,氮与锰结合能取代比较贵的镍。氮稳定奥氏体的作用比镍大,与碳相当。氮代镍的比例约为0.025∶1,一般认为氮可取代2.5%~6.5%的镍。
  
  中华不锈钢网发回的报道:在奥氏体中氮也是最有效的固溶强化元素之一。氮与铬的亲和力要比碳与铬的亲和力小,奥氏体钢很少见到Cr2N的析出。因此氮能在不降低耐蚀性能的基础上,提高不锈钢强度,研制含氮不锈钢是近年来不锈钢工业的趋势。
  
  氮在钢中的溶解度有限(<0.15%),加入铬和锰能提高其溶解度,加入镍和碳能减少其溶解度。在大气冶炼条件下,氮以Cr-N或Mn-N合金形式加入钢中,很难准确控制回收率。一般认为氮含量超过0.2%对冶炼操作极为不利。氩-氧精炼,加压电渣熔炼,平衡压力浇铸等技术的发展和应用,能准确控制钢中氮含量,用氮来控制钢中的组织成为现实。近期研究成果表明,适当调整不锈钢成分,特别是铬与锰的配比,能将钢中的氮含量稳定在0.4%左右,如美国的205(17Cr-1.25Ni-15Mn-0.15C-0.35N)氮含量为0.30%~0.40%。
  
  不锈钢材质,有着接近镜面的光亮度,触感硬朗冰冷,属于比较前卫的装饰材料,符合金属时代的酷感审美。不锈钢材质通常按基体组织分为: 1、铁素体不锈钢。含铬12%~30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高 , 耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。 2、奥氏体不锈钢。含铬大于18%,还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好,可耐多种介质腐蚀。 3、奥氏体 - 铁素体双相不锈钢。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超塑性。

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