不銹鋼的分類
1、按化學(xué)成分可分為:鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻錳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及超低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等。
2、按金相組織可分為:馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體一鐵素體不銹鋼等。
3、按鋼的功用特色和用途分:如耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點(diǎn)蝕不銹鋼、耐應(yīng)力不銹鋼、高強(qiáng)度不銹鋼等。
4、按鋼的功用特色分:如低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼,超塑性不銹鋼等。
合金元素對不銹鋼耐腐蝕性的影響
1鉻
鉻是決定不銹鋼耐蝕性的首要元素,鉻元素是α安穩(wěn)化元素。鉻的氧化物比較細(xì)密,可構(gòu)成耐蝕的保護(hù)膜。
2碳
碳能激烈地安穩(wěn)奧氏體,一起又是不銹鋼強(qiáng)化的首要元素;碳與鉻能構(gòu)成一系列碳化物,使不銹鋼的耐蝕性遭到嚴(yán)重影響;一起碳會使不銹鋼的加工功用和焊接功用變壞,使鐵素體不銹鋼變脆,因而在不銹鋼的生產(chǎn)中和開發(fā)中,碳的使用和控制是一項重要的工作。
3鎳
鎳是不銹鋼中3個重要元素之一,鎳可以進(jìn)步不銹鋼的耐蝕性;鎳仍是γ相安穩(wěn)化元素,是不銹鋼中獲得單相奧氏體和促進(jìn)奧氏體構(gòu)成的首要元素。
鎳含量的添加會下降C、N在奧氏體鋼中的溶解度,跟著鎳含量的進(jìn)步,發(fā)生晶間腐蝕的臨界含碳量下降,即鋼的晶間腐蝕敏感性添加。此外,鎳還可以進(jìn)步奧氏體不銹鋼的高溫抗氧化功用,這首要與鎳改進(jìn)鉻的氧化膜的成分、結(jié)構(gòu)和功用有關(guān),但鎳的存在會下降鋼的抗高溫硫化功用。
4錳
錳是比較弱的奧氏體構(gòu)成元素,但具有激烈安穩(wěn)奧氏體組織的效果。錳在奧氏體不銹鋼中部分代替Ni,2%Mn適當(dāng)1%Ni。錳也能進(jìn)步鉻不銹鋼在有機(jī)酸中的耐蝕性,并且比鎳更有用。
5氮
氮元素在早期首要用于Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-N奧氏體不銹鋼中,以節(jié)省Ni元素。近年來氮已經(jīng)成為Cr-Ni奧氏體不銹鋼的重要元素。
在奧氏體不銹鋼中參加氮,可以安穩(wěn)奧氏體組織,進(jìn)步強(qiáng)度、耐腐蝕功用,特別是部分耐腐蝕功用,如耐晶間腐蝕、點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕等。
現(xiàn)在使用的含氮奧氏體不銹鋼首要以耐腐蝕為主,一起具有較高的強(qiáng)度;可以分為控氮型(0.05%~0.10%N)、中氮型(0.10%~0.50%N)和高氮型(0.40%以上N)3品種型。
6鈦、鈮、鉬及稀土元素
鈦和鈮是強(qiáng)碳化物構(gòu)成元素,可優(yōu)先于鉻同碳構(gòu)成碳化物,避免晶間腐蝕,進(jìn)步耐蝕性。鈦和鈮的參加必須與鋼中的碳保持必定的份額。
鉬能進(jìn)步不銹鋼的鈍化才能,擴(kuò)大其鈍化介質(zhì)范圍,含鉬的鈍化膜在許多介質(zhì)中具有很高的安穩(wěn)性,不易溶解,如在熱硫酸、稀鹽酸、磷酸和有機(jī)酸中。
稀土元素如Ce、La、Y等參加到不銹鋼中,可以微量固溶在基體中,凈化晶界,均勻組織,削減分出物的分出及在晶界的偏聚,然后改進(jìn)鋼的耐腐蝕性和力學(xué)功用。
腐蝕介質(zhì)對不銹鋼耐蝕性的影響
金屬的耐蝕性不僅與金屬材料自身有關(guān),還與腐蝕介質(zhì)的品種、濃度、溫度及壓力等腐蝕環(huán)境的條件有關(guān)。在實踐的使用中,腐蝕介質(zhì)的氧化才能影響最大,因而要根據(jù)工作介質(zhì)的特色來正確挑選使用不銹鋼的鋼種。
在大氣、水、水蒸氣等弱腐蝕介質(zhì)中,只需不銹鋼基體的Cr含量大于13%,就可以確保不銹鋼的耐蝕性。如水壓機(jī)閥門、蒸汽發(fā)電機(jī)透平葉片、水蒸氣管道等部件。
在氧化性介質(zhì)中,如硝酸,硝酸的NO3-具有強(qiáng)的氧化性,不銹鋼外表的氧化膜容易構(gòu)成,鈍化時間短。因而只有含高鉻的氧化膜在硝酸中才具有很好的安穩(wěn)性。在沸騰的硝酸中,12Cr13不銹鋼不耐蝕,鉻含量為17%~30%的Cr17、Cr30鋼在濃度為0%~65%范圍內(nèi)的硝酸中是耐蝕的。
在非氧化性介質(zhì)中,如稀硫酸、鹽酸、有機(jī)酸,這類腐蝕介質(zhì)的含氧量低,鈍化所需時間要延長。當(dāng)介質(zhì)中含氧量低到必定程度時,不銹鋼就不能鈍化。如在稀硫酸中,基本上沒有使鋼鈍化的才能,鉻不銹鋼的腐蝕速度甚至比碳鋼還快,所以一般的Cr不銹鋼或Cr-Ni不銹鋼難以達(dá)到鈍化狀況,因而不耐腐蝕。因而,在這類介質(zhì)中工作的不銹鋼需要參加進(jìn)步鋼鈍化才能的元素,如鉬、銅等元素。鹽酸也對錯氧化性酸,不銹鋼在其中也不耐腐蝕,一般需采用Ni-Mo合金,在合金外表生成安穩(wěn)的保護(hù)膜,確保合金不被腐蝕。
在強(qiáng)有機(jī)酸中,由于介質(zhì)中氧含量低,一起又有H+存在,一般鉻和鉻鎳不銹鋼難以鈍化,必須在鋼中參加Mo、Cu、Mn等元素,進(jìn)步不銹鋼的鈍化才能。所以挑選Cr-Mn型不銹鋼較好,在此基礎(chǔ)上再參加必定量的Mo、Cu使鋼容易鈍化,耐腐蝕。
在含有Cl-的介質(zhì)中,Cl-容易損壞不銹鋼外表的氧化膜,穿過氧化膜并與鋼外表起效果,使鋼發(fā)生點(diǎn)腐蝕。因而海水對不銹鋼有很大的腐蝕性。
實踐上,還沒有哪一種不銹鋼可以反抗所有介質(zhì)的腐蝕。所以必須根據(jù)詳細(xì)的腐蝕環(huán)境,結(jié)合各類不銹鋼的特色,綜合考慮挑選不銹鋼。
合金元素對不銹鋼組織和性能的影響
注:口——強(qiáng)作用,?——中等作用,▲——弱作用