304不銹鋼板 316l不銹鋼板 310s不銹鋼板 321不銹鋼板 904l不銹鋼板 2205不銹鋼板 317L不銹鋼板
現(xiàn)在已知的化學(xué)元素多達(dá)百來種,常用到工業(yè)生產(chǎn)的鋼鐵材料中大概二十多種。就不銹鋼而言,最常用的化學(xué)元素有十幾種,除了基本元素鐵之外,能夠影響不銹鋼的性能和組織的元素是:碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。而除了碳、硅、氮之外,其余的化學(xué)元素都是周期表中位于過渡族的元素。
事實上工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的不銹鋼都是同時存在幾種甚至十幾種元素的,當(dāng)幾種元素共同存在于不銹鋼體中時,它們的互相影響遠(yuǎn)比各自單獨存在時復(fù)雜得多,因為此時不但要考慮各元素自身的作用,還要注意這些元素互相影響,所以不銹鋼的金相組織和性能受各種元素影響的總和來決定。
能決定不銹鋼屬性的元素只有一種,那就是鉻。每種不銹鋼體內(nèi)都有一定數(shù)量的鉻。所有的不銹鋼都必須含有鉻。而鉻之所以是能決定不銹鋼性能的主要元素,根本原因是向不銹鋼中添加鉻作為合金元素以后,可以促使鋼體內(nèi)部運動向有利于抵抗外界腐蝕破壞的方面發(fā)展。具體的說明主要有兩點,首先鉻可以使鐵基固溶體的電極電位提高,其次鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化。其中所謂鈍化是指因為陽極反應(yīng)被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現(xiàn)象。金屬和合金鈍化的理論很多,主要有薄膜論、吸附論及電子排列論。
碳是工業(yè)用鋼鐵生產(chǎn)的主要元素之一,碳在鋼中的含量和其分布的形式很大程度上決定了鋼的性能和組織,而在不銹鋼中碳的影響更是特別明顯。碳對不銹鋼組織的影響有兩點,其一碳是穩(wěn)定奧氏體的元素,并且作用比例很大(約是鎳的30倍),其二是由于碳和鉻的親和力很大,和鉻形成一系列復(fù)雜的碳化物。因此從強(qiáng)度與耐腐蝕性能看,碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。知道這點,就可以根據(jù)不同的使用要求,來選擇不同含碳量的不銹鋼。
鎳能有效增強(qiáng)不銹鋼的耐腐蝕性能,是非常重要的合金元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素,但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織,含鎳量要達(dá)到24%;而只有含鎳27%時才使鋼在某些介質(zhì)中的耐腐蝕性能明顯改變。因此鎳不能單獨構(gòu)成不銹鋼。但是鎳與鉻同時存在于不銹鋼中時,含鎳的不銹鋼卻具有許多優(yōu)秀的性能。所以可以知道,鎳能使高鉻鋼的組織發(fā)生變化,從而改善不銹鋼的耐腐蝕性能和不銹鋼加工工藝性能。
鉻鎳奧氏體鋼的優(yōu)點雖然很多,但隨著不銹鋼的需求量越來越大,而鎳的礦藏量較少且又集中分布在少數(shù)地區(qū),所以全球范圍內(nèi)都出現(xiàn)鎳供需矛盾。所以在很多地方,都在研究和應(yīng)用以錳和氮來代替不銹鋼與耐熱鋼中的鎳。
錳能降低鋼的臨界淬火速度,從而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。不過對于提高鋼的耐腐蝕性能,錳用處不大。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(hù)作用也很低,所以工業(yè)上雖有以錳合金化的奧氏體鋼,但均不能當(dāng)作不銹鋼使用。 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(yīng)用,有的已順利代替了經(jīng)典的18-8鉻鎳不銹鋼。
另外在不銹鋼中加鈦或鈮主要是為了防止不銹鋼發(fā)生晶間腐蝕。而鉬和銅則能提高部分不銹鋼的耐腐蝕性能。
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