鎳、鉬元素對不銹鋼的影響

《鎳、鉬元素對不銹鋼的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、鎳元素對不銹鋼的影響鎳在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結(jié)構(gòu)，在不銹鋼中增加鎳的一個主要原因就是形成奧氏體晶體結(jié)構(gòu)，從而改善諸如可塑性、可焊接性和韌性等不銹鋼屬性，所以鎳被稱為奧氏體形成元素。普通碳鋼的晶體結(jié)構(gòu)稱為鐵素體，呈體心立方（BCC）結(jié)構(gòu)，加入鎳，促使晶體結(jié)構(gòu)從體心立方（BCC）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎剑‵CC）結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)被稱為奧氏體。鎳是奧氏體不銹鋼中的主要合金元素,其主要作用是它改變了鋼的晶體結(jié)構(gòu)并穩(wěn)定奧氏體,使鋼獲得完全奧氏體組織,從而使鋼具有良好的強度和塑性,韌性的配合,并具有優(yōu)良的冷,熱加

2、工性和冷形成性以及焊接,低溫與無磁等性能,同時提高奧氏體不銹鋼的熱力學(xué)穩(wěn)定性,使之不僅比相同鉻,鉬含量的鐵素體,馬氏體等類不銹鋼肯有更好的不銹性和耐氧化性介質(zhì)的性能,而且于表面膜穩(wěn)定性的提高,從而使鋼還具有更加優(yōu)異的耐一些還原性介質(zhì)的性能.1鎳對組織的影響鎳是強烈一百萬并穩(wěn)定奧氏體且擴大奧氏體相區(qū)的元素,為了獲得單一的奧氏體組織,當(dāng)鋼中含有0.1%碳和18%鉻時所需的最低鎳含量約為8%,這便是最著名18-8鉻鎳奧氏體不銹鋼的基本分,奧氏體不銹鋼中,隨著鎳含量的增加,殘余的鐵素體可完全消除,并顯著降低σ相形成的傾

3、向;同時馬氏體轉(zhuǎn)變溫度降低,甚至可不出現(xiàn)λ→M相變,但是鎳含量的增加會降低碳在奧氏體不銹鋼中的溶解度,從而使碳化物析出傾向增強.2鎳對性能的影響鎳對奧氏體不銹鋼特別是對鉻鎳負(fù)數(shù)氏體不銹鋼力學(xué)性能的影響主要是由鎳對奧氏體穩(wěn)定性的影響來決定,在鋼中可能發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的鎳含量范圍內(nèi),隨著鎳含量的增加,鋼的強度降低頁塑性提高,具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻鎳奧氏體不銹鋼韌性(包括極低溫韌性)非常優(yōu)良,因而可作為低溫鋼使用,這是眾所周知的,對于具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻錳奧氏體不銹鋼,鎳的加入可進(jìn)一步改善其韌性.鎳還可顯著降低奧氏體

4、不銹鋼的冷加工硬化傾向,這主要是由于奧氏體穩(wěn)定性增大,減少以至消除了冷加工過程中的馬氏體轉(zhuǎn)變,同時對奧氏體本身的冷加工硬化作用不太明顯,不銹鋼冷加工硬化傾向的影響,鎳降低奧氏體不銹鋼冷加工硬化速率,與降低鋼的室溫及低溫強度,提高塑性的作用,決定了鎳含量的提高有利于奧氏體不銹的冷加工成形性能,提高鎳含量還可減少以至消除18-8和17-14-2型鉻鎳9鉗)奧氏體不銹鋼中的δ鐵素體,從而提高其熱加工性能,但是,δ鐵素體的減少對這些鋼種的可焊接性不利會增大焊接熱裂紋絲傾向,此外,鎳還可顯著提高鉻錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體不

5、銹鋼的熱加工性能,從而顯著提高鋼的成材率在奧氏體不銹鋼中,鎳的加入以及隨著鎳含量的提高,導(dǎo)致鋼的熱力學(xué)穩(wěn)定性增加,因此奧氏體不銹鋼具有更好的不銹性和耐氧化性介質(zhì)的性能,且隨著鎳含量增加,耐還原性介質(zhì)的性能進(jìn)一步得到改善.值得指出,鎳還是提高奧氏體不銹耐許多介質(zhì)穿晶型應(yīng)力腐蝕的唯一重要元素.在各種酸介質(zhì)中鎳對奧氏體不銹鋼耐蝕性能的影響,需要指出,在高溫高壓水中的一些條件下,鎳含量的提高導(dǎo)致鋼和合金的晶間型應(yīng)力腐蝕敏感性增加,但是這種不利作用會由于鋼及合金中鉻含量的提高而獲得減輕或受到抑制.隨磁卡奧氏體不銹鋼中鎳含

6、量的提高,其產(chǎn)生晶間腐蝕的臨界碳含量降低,即鋼的晶間腐蝕敏感性增加,至于對奧氏體不銹鋼耐點腐蝕及縫隙腐蝕的性能,鎳的作用并不顯著,此外,鎳還提高奧氏體不銹鋼的高溫抗氧化性能,這主要與鎳改善了鉻的氧化膜的成分,結(jié)構(gòu)和性能降低,并且鎳含量越高越有害,這主要是由于鋼中晶界處一百萬低熔點硫化鎳所致.鉬元素對奧氏體不銹鋼的影響一般來說,簡單的鉻鎳(及鉻錳氮)奧氏體不銹鋼僅用于要求不銹性和耐氧化性介質(zhì)(比如硝酸等)的使用條件下,鉬作為奧氏體不銹鋼中的重要合金元素加入到鋼中使其使用范圍進(jìn)一步擴大,鉬的作用主要是提高鋼在還原性

7、介質(zhì)(比H2SO4,H3PO4,以及一些有機酸和尿素環(huán)境)的耐蝕性,并提高鋼的耐點腐蝕及縫隙腐蝕等性能.1鉬對組織的影響鉬和鉻都是形成和穩(wěn)定鐵素體并擴大鐵素體相區(qū)的元素,鉬形成鐵素體的能力與鉻相當(dāng).鉬還促進(jìn)奧氏體不銹鋼中金屬間相,比如σ相,,κ相,和Laves相等的沉淀,對鋼的耐蝕性和力學(xué)性能都會產(chǎn)生不利影響,告別是導(dǎo)致塑性,韌性下降,為使奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織,隨著鋼中鉬含量的增加,奧氏體形成元素(鎳,氮及錳等)的含量也要相應(yīng)提高,以保持鋼中鐵素體與奧氏體形成元素之間的平衡.2鉬對性能的影響鉬對奧氏

8、體不銹鋼的氧化作用不顯著,因此當(dāng)鉻鎳奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織且無金屬間析出時,鉬的加入對其室溫力學(xué)性能影響不大,但是,隨著鉬含量的增加,鋼的高溫強度提高,比如持久,蠕變等性能均獲較大改善,因此含鉬不銹鋼也常在高溫下應(yīng)用,然而,鉬的加入使鋼的高溫變形抗力增大,加之鋼中常常存在少量δ鐵素體因而含鉬不銹鋼的熱衷加工性比不含鉬鋼為差,而且鉬含量越高,熱加工性能越壞,另外,含鉬奧氏體不銹