不鏽鋼的分類
1、按化學成分可分爲:鉻不鏽鋼、鉻鎳不鏽鋼、鉻錳不鏽鋼、鉻鎳钼不鏽鋼以及超低(dī)碳不鏽鋼、高(gāo)钼不鏽鋼、高(gāo)純不鏽鋼等。
2、按金(jīn)相組織可分爲:馬氏體不鏽鋼、鐵(tiě)素體不鏽鋼、奧氏體不鏽鋼、奧氏體一鐵(tiě)素體不鏽鋼等。
3、按鋼的功用(yòng)特色和(hé)用(yòng)途分:如耐硝酸不鏽鋼、耐硫酸不鏽鋼、耐點蝕不鏽鋼、耐應力不鏽鋼、高(gāo)強度不鏽鋼等。
4、按鋼的功用(yòng)特色分:如低(dī)溫不鏽鋼、無磁不鏽鋼、易切削不鏽鋼,超塑性不鏽鋼等。
合金(jīn)元素對(duì)不鏽鋼耐腐蝕性的影響
1鉻
鉻是決定不鏽鋼耐蝕性的首要元素,鉻元素是α安穩化元素。鉻的氧化物比較細密,可構成耐蝕的保護膜。
2碳
碳能(néng)激烈地安穩奧氏體,一起又是不鏽鋼強化的首要元素;碳與鉻能(néng)構成一系列碳化物,使不鏽鋼的耐蝕性遭到(dào)嚴重影響;一起碳會(huì)使不鏽鋼的加工(gōng)功用(yòng)和(hé)焊接功用(yòng)變壞,使鐵(tiě)素體不鏽鋼變脆,因而在不鏽鋼的生産中和(hé)開(kāi)發中,碳的使用(yòng)和(hé)控制是一項重要的工(gōng)作(zuò)。
3鎳
鎳是不鏽鋼中3個重要元素之一,鎳可以進步不鏽鋼的耐蝕性;鎳仍是γ相安穩化元素,是不鏽鋼中獲得單相奧氏體和(hé)促進奧氏體構成的首要元素。
鎳含量的添加會(huì)下(xià)降C、N在奧氏體鋼中的溶解度,跟着鎳含量的進步,發生晶間腐蝕的臨界含碳量下(xià)降,即鋼的晶間腐蝕敏感性添加。此外(wài),鎳還可以進步奧氏體不鏽鋼的高(gāo)溫抗氧化功用(yòng),這(zhè)首要與鎳改進鉻的氧化膜的成分、結構和(hé)功用(yòng)有關,但(dàn)鎳的存在會(huì)下(xià)降鋼的抗高(gāo)溫硫化功用(yòng)。
4錳
錳是比較弱的奧氏體構成元素,但(dàn)具有激烈安穩奧氏體組織的效果。錳在奧氏體不鏽鋼中部分代替Ni,2%Mn适當1%Ni。錳也(yě)能(néng)進步鉻不鏽鋼在有機酸中的耐蝕性,并且比鎳更有用(yòng)。
5氮
氮元素在早期首要用(yòng)于Cr-Mn-N和(hé)Cr-Mn-Ni-N奧氏體不鏽鋼中,以節省Ni元素。近年來(lái)氮已經成爲Cr-Ni奧氏體不鏽鋼的重要元素。
在奧氏體不鏽鋼中參加氮,可以安穩奧氏體組織,進步強度、耐腐蝕功用(yòng),特别是部分耐腐蝕功用(yòng),如耐晶間腐蝕、點腐蝕和(hé)縫隙腐蝕等。
現(xiàn)在使用(yòng)的含氮奧氏體不鏽鋼首要以耐腐蝕爲主,一起具有較高(gāo)的強度;可以分爲控氮型(0.05%~0.10%N)、中氮型(0.10%~0.50%N)和(hé)高(gāo)氮型(0.40%以上(shàng)N)3品種型。
6钛、铌、钼及稀土元素
钛和(hé)铌是強碳化物構成元素,可優先于鉻同碳構成碳化物,避免晶間腐蝕,進步耐蝕性。钛和(hé)铌的參加必須與鋼中的碳保持必定的份額。
钼能(néng)進步不鏽鋼的鈍化才能(néng),擴大(dà)其鈍化介質範圍,含钼的鈍化膜在許多介質中具有很(hěn)高(gāo)的安穩性,不易溶解,如在熱硫酸、稀鹽酸、磷酸和(hé)有機酸中。
稀土元素如Ce、La、Y等參加到(dào)不鏽鋼中,可以微量固溶在基體中,淨化晶界,均勻組織,削減分出物的分出及在晶界的偏聚,然後改進鋼的耐腐蝕性和(hé)力學功用(yòng)。
腐蝕介質對(duì)不鏽鋼耐蝕性的影響
金(jīn)屬的耐蝕性不僅與金(jīn)屬材料自(zì)身有關,還與腐蝕介質的品種、濃度、溫度及壓力等腐蝕環境的條件有關。在實踐的使用(yòng)中,腐蝕介質的氧化才能(néng)影響最大(dà),因而要根據工(gōng)作(zuò)介質的特色來(lái)正确挑選使用(yòng)不鏽鋼的鋼種。
在大(dà)氣、水(shuǐ)、水(shuǐ)蒸氣等弱腐蝕介質中,隻需不鏽鋼基體的Cr含量大(dà)于13%,就可以确保不鏽鋼的耐蝕性。如水(shuǐ)壓機閥門(mén)、蒸汽發電機透平葉片、水(shuǐ)蒸氣管道(dào)等部件。
在氧化性介質中,如硝酸,硝酸的NO3-具有強的氧化性,不鏽鋼外(wài)表的氧化膜容易構成,鈍化時(shí)間短。因而隻有含高(gāo)鉻的氧化膜在硝酸中才具有很(hěn)好(hǎo)的安穩性。在沸騰的硝酸中,12Cr13不鏽鋼不耐蝕,鉻含量爲17%~30%的Cr17、Cr30鋼在濃度爲0%~65%範圍内的硝酸中是耐蝕的。
在非氧化性介質中,如稀硫酸、鹽酸、有機酸,這(zhè)類腐蝕介質的含氧量低(dī),鈍化所需時(shí)間要延長。當介質中含氧量低(dī)到(dào)必定程度時(shí),不鏽鋼就不能(néng)鈍化。如在稀硫酸中,基本上(shàng)沒有使鋼鈍化的才能(néng),鉻不鏽鋼的腐蝕速度甚至比碳鋼還快(kuài),所以一般的Cr不鏽鋼或Cr-Ni不鏽鋼難以達到(dào)鈍化狀況,因而不耐腐蝕。因而,在這(zhè)類介質中工(gōng)作(zuò)的不鏽鋼需要參加進步鋼鈍化才能(néng)的元素,如钼、銅等元素。鹽酸也(yě)對(duì)錯氧化性酸,不鏽鋼在其中也(yě)不耐腐蝕,一般需采用(yòng)Ni-Mo合金(jīn),在合金(jīn)外(wài)表生成安穩的保護膜,确保合金(jīn)不被腐蝕。
在強有機酸中,由于介質中氧含量低(dī),一起又有H+存在,一般鉻和(hé)鉻鎳不鏽鋼難以鈍化,必須在鋼中參加Mo、Cu、Mn等元素,進步不鏽鋼的鈍化才能(néng)。所以挑選Cr-Mn型不鏽鋼較好(hǎo),在此基礎上(shàng)再參加必定量的Mo、Cu使鋼容易鈍化,耐腐蝕。
在含有Cl-的介質中,Cl-容易損壞不鏽鋼外(wài)表的氧化膜,穿過氧化膜并與鋼外(wài)表起效果,使鋼發生點腐蝕。因而海水(shuǐ)對(duì)不鏽鋼有很(hěn)大(dà)的腐蝕性。
實踐上(shàng),還沒有哪一種不鏽鋼可以反抗所有介質的腐蝕。所以必須根據詳細的腐蝕環境,結合各類不鏽鋼的特色,綜合考慮挑選不鏽鋼。
合金(jīn)元素對(duì)不鏽鋼組織和(hé)性能(néng)的影響
注:口——強作(zuò)用(yòng),⚪——中等作(zuò)用(yòng),▲——弱作(zuò)用(yòng)