長期以來,鋼中氫、氧、氮被人們認為是有害的氣體。但是,就目前所知,在不銹鋼中氫、氧有害,但氮在一些不銹鋼中的有益作用則遠遠大于它的不利影響(見合金元素對不銹鋼組織和性能的影響)。


一(yi)、氫


   氫在不銹鋼中有幾個和十幾個ppm(10-6)的固溶度,而且在奧氏體鋼中的固溶度要大于在鐵素體鋼中的。


   當氫(qing)超過(guo)鋼中(zhong)(zhong)固溶(rong)度時,鋼在凝(ning)固過(guo)程中(zhong)(zhong)會有氣(qi)泡(pao)形(xing)成(cheng)。嚴(yan)重時,會引起鋼錠上(shang)漲(zhang)或連鑄坯中(zhong)(zhong)產生氣(qi)泡(pao),較輕時氫(qing)致細小氣(qi)泡(pao)會在熱加工過(guo)程中(zhong)(zhong)延伸而(er)形(xing)成(cheng)裂紋(wen)(wen)。此時進行塔形(xing)發紋(wen)(wen)檢查(cha),常常會因發紋(wen)(wen)不(bu)合格而(er)判廢。圖9.4系鋼中(zhong)(zhong)氫(qing)量(liang)對不(bu)銹鋼連鑄坯氣(qi)泡(pao)的影響。


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   即使鋼中僅殘留少量、微細(xi)的發紋(wen),也會引起不銹鋼的塑、韌性下降(jiang),而鋼的耐疲(pi)(pi)勞性能降(jiang)低尤(you)為(wei)明顯。這與發紋(wen)在交(jiao)變應力作用下成(cheng)為(wei)了疲(pi)(pi)勞源(yuan)有關。


   為使連鑄板坯不產生氫致氣泡,有的生產廠提出鐵素體鉻不銹鋼[H]≤6×10-6,鉻鎳奧氏體鋼。但有的廠家提出,在不銹鋼小方坯連鑄中,希望鋼中[H]≤2×10-6 或 ≤3×10-6


   研(yan)究氫(qing)在(zai)(zai)(zai)1Cr18Ni9Ti不(bu)銹鋼(gang)中的分布表明(ming),氫(qing)在(zai)(zai)(zai)晶(jing)(jing)界(jie)處的濃度要(yao)比(bi)(bi)晶(jing)(jing)內高3~4cm3/100g。氫(qing)在(zai)(zai)(zai)鋼(gang)內的不(bu)均(jun)勻分布,使鋼(gang)晶(jing)(jing)界(jie)的塑性特征值(δ、φ和Ak)比(bi)(bi)晶(jing)(jing)內相(xiang)應(ying)的特征值低20%~25%。


   氫對Fe-Cr 合金電位影響的研究表明(圖9.5),鋼中含氫后,Fe-Cr合金的電位下降,說明合金的耐腐蝕能力降低。實驗和曲線表明:在介質中有微量H2S存在的條件下,傳統馬氏體不銹鋼易產生氫脆(SCC);而超級馬氏體不銹鋼只能在含有極低量H2S的油氣井條件下使用。


   氫(qing)還可引起奧氏體不銹鋼(gang)的(de)組織結構產生變化。


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二、氧


   目前不銹(xiu)鋼的(de)(de)冶煉與氧(yang)(yang)密切相關。氧(yang)(yang)化(hua)期(qi)是通(tong)過氧(yang)(yang)的(de)(de)作用把爐料中殘(can)存的(de)(de)和(he)過多的(de)(de)元(yuan)素(su)(例如(ru)碳(tan))去掉;還原和(he)精煉過程則是將前一(yi)階段氧(yang)(yang)化(hua)了的(de)(de)有(you)用的(de)(de)金屬元(yuan)素(su)(例如(ru)鐵、鉻等)還原回到鋼中,最后再將鋼中氧(yang)(yang)盡(jin)量去除;殘(can)余(yu)氧(yang)(yang)在(zai)鋼中是有(you)害(hai)的(de)(de),而且主(zhu)要是通(tong)過氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)夾雜的(de)(de)形(xing)式而表現出來。


   在(zai)正確(que)的脫氧條件下,不銹(xiu)鋼(gang)中的氧含量應≤0.03%;對鋼(gang)的純(chun)凈度(du)要求高的不銹(xiu)鋼(gang),鋼(gang)中氧量越(yue)低(di)越(yue)好。



三(san)、氮(dan)


  氮(dan)在不銹鋼中對(dui)組(zu)織(zhi)和性能的(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)已如(ru)前述(見(jian)本(ben)書中合金元素對(dui)不銹鋼組(zu)織(zhi)和性能的(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang))。




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