目前已可在工業條件下生產C+N含量不大于0.015%的鐵素體不銹鋼,但仍未能防止一些鐵素體不銹鋼(gang)的晶間腐蝕問題。例如,為了防止Cr26Mo1鐵素體不銹鋼的晶間腐蝕(shi),應使鋼中的C+N含量在0.005%~0.007%,這在工業生產條件下是難以做到的。人們考慮在鐵素體不銹鋼中加入能與C、N結合成穩定碳化物的Ti或Nb以抑制鉻的碳、氮化物的形成,從而提高鐵素體不銹鋼的耐晶間腐蝕性能。
向(xiang)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)加入Ti或Nb的(de)(de)(de)量應視(shi)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)C+N含量的(de)(de)(de)不(bu)同而異,要控制好由(you)于Nb的(de)(de)(de)價格高于Ti甚(shen)多(duo),工業應用(yong)的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)大多(duo)采用(yong)Ti或Ti+Nb作為(wei)穩定化元(yuan)素(su)。
Nb在(zai)改善鐵素(su)體不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫強度方面(mian)(含19%Cr),較(jiao)其他元素(su)顯示出(chu)最佳(jia)效(xiao)果(guo)。進(jin)一(yi)步的(de)(de)(de)研究表明,Nb-Ti雙穩定化較(jiao)單純加(jia)Nb有更好的(de)(de)(de)強化效(xiao)果(guo),其原因是(shi)NbC在(zai)先析出(chu)的(de)(de)(de)TiN上附(fu)著而抑制了Fe3Nb3V的(de)(de)(de)粗大化,減(jian)少了沉淀析出(chu)的(de)(de)(de)Nb,從而使固(gu)溶(rong)(rong)體中的(de)(de)(de)Nb保持在(zai)相對高(gao)(gao)的(de)(de)(de)水平,增加(jia)了Nb的(de)(de)(de)固(gu)溶(rong)(rong)效(xiao)果(guo)。因此,Nb在(zai)一(yi)些高(gao)(gao)溫服(fu)役的(de)(de)(de)鐵素(su)體不銹鋼(gang)中得到廣(guang)泛應用。
Ti和(he)Nb的(de)加入給鐵(tie)素(su)體不銹鋼帶來一些(xie)其他(ta)問題(ti),主要(yao)是鐵(tie)素(su)體不銹鋼的(de)韌性有所下降,韌脆轉變(bian)溫度升(sheng)高。這是由于Ti和(he)Nb的(de)析出物(wu)在變(bian)形過程中強烈地阻礙位錯運動,造(zao)成(cheng)位錯塞積(ji),產(chan)生了應力集中,導(dao)致解理(li)(li)裂紋(wen)在析出物(wu)附近形核(he),而后(hou)沿解理(li)(li)面擴展(zhan)直至(zhi)斷裂。
向鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不銹鋼中加入Ti、Nb,由于其細(xi)化鋼晶粒的作用,對(dui)提高非高純鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不銹鋼焊后的塑(su)性有著(zhu)有益的影響(xiang)。
研究過(guo)Ti和Nb加入Cr18型鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼中對耐(nai)點蝕(shi)的影(ying)響(xiang),結果表明,它們(men)可升(sheng)高鋼的點蝕(shi)電位,提高鋼的耐(nai)點蝕(shi)性。