一、硫化物的有害作用 


   不銹鋼中的硫化物夾雜主要是MnS。由于MnS極易溶于含Cl-的水中,它的有害作用主要是降低不銹鋼的耐蝕性,特別是降低耐點蝕和耐縫隙腐蝕性能,而且與鋼中錳含量有關。


   國外已開始生產低錳量(≤0.3%)的06Cr17Ni12Mo2(316)和022Cr17Ni12Mo2(316L)。對醫療用00Cr18Ni14Mo2(316L)則要求鋼中硫量從≤0.01%降到≤0.003%或≤0.004%,以滿足ASTM F138標準的要求。


   研究已表明,低(di)錳(meng)(meng)量(liang)(liang)的(de)0Cr18Ni9其耐點蝕性能與含(han)約2%Mo的(de)正常錳(meng)(meng)量(liang)(liang)的(de)0Cr17Ni14Mo2相(xiang)當(dang)。國內(nei)在生產中已采(cai)取措施,在盡量(liang)(liang)降低(di)18-8鉻鎳鋼(gang)中硫量(liang)(liang)的(de)同時,也(ye)在降低(di)鋼(gang)中錳(meng)(meng)量(liang)(liang),一般控制在1%以下(大(da)多約0.5%)。


   由于硫化(hua)物(wu)(wu)(wu)和氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)復(fu)合夾(jia)雜(za)(za)的(de)存(cun)在,破壞了不(bu)銹鋼基體的(de)連(lian)續性,經熱(re)加工后(hou),硫化(hua)物(wu)(wu)(wu)延伸變形,而氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)夾(jia)雜(za)(za)不(bu)變形,夾(jia)雜(za)(za)兩(liang)端形成微裂(lie),導致了應力集中(zhong),同時(shi)還(huan)強化(hua)了鋼的(de)力學性能(neng)的(de)方(fang)向性。所以鋼中(zhong)硫化(hua)物(wu)(wu)(wu)的(de)另一有(you)害作用是降(jiang)低鋼的(de)塑、韌性和抗疲勞性能(neng),特(te)別(bie)是橫向性能(neng)。



二、氧化物(wu)和硅酸鹽的有害(hai)作用


   鋼(gang)中夾雜(za)物的(de)存(cun)在,破壞了不銹鋼(gang)基體的(de)連(lian)續性(xing)并導致應力(li)集(ji)中,從(cong)而降低鋼(gang)的(de)塑(su)、韌性(xing)和抗疲勞性(xing)能,鋼(gang)中氧化物和硅酸(suan)鹽(yan)也不例外(wai),由于  等夾雜(za)硬度(du)高,難變形(xing),多呈鏈狀、串狀,一方(fang)(fang)面增強鋼(gang)的(de)力(li)學性(xing)能的(de)方(fang)(fang)向性(xing),使橫(heng)向性(xing)能惡化,另(ling)一方(fang)(fang)面使鋼(gang)的(de)切削加工性(xing)下(xia)降,而且(qie)很難拋光。


   1Cr18Ni9Ti連鑄坯表(biao)面(mian)的翻皮、結疤(ba)、凹凸不平以及裂紋(wen)等(deng)缺陷均與鋼(gang)中(zhong)非(fei)金(jin)屬夾雜物有(you)關,其(qi)中(zhong)主要是 和鈦的氧化(hua)物與氮化(hua)物。


   一些鋼廠1Cr18Ni9Ti不銹鋼管內表面翹皮和外表面螺旋形裂紋等缺陷也常常與鋼中氧化物、硅酸鹽和氮化物有關(試驗用鋼α相很低,為一級)。


   不銹鋼(gang)中常(chang)常(chang)觀察到有以氧化物和(he)硅酸鹽為(wei)“核心”,以各種硫(liu)化物,如MnS,(Fe,Mn)S為(wei)“外殼(ke)”的(de)(de)復雜(za)(za)夾(jia)雜(za)(za)物。這種夾(jia)雜(za)(za)物對鋼(gang)的(de)(de)耐點(dian)蝕(shi)、耐縫隙腐蝕(shi)性能(neng)最為(wei)有害。


  國外對經退火、酸洗和表面精加工的06Cr19Ni10(304)不銹鋼冷軋表面的大量發紋進行了分析,結果表明:這些發紋是由于鋼中CaO和MnO的硅酸鹽經熱軋、冷軋后變形、伸長,再經酸洗,夾雜物脫落,最后經精加工便以發紋形態顯露了出來。


  國(guo)內生產并大量出口的2Cr13餐具,有的由于使用(yong)前在運輸過(guo)程中便嚴重(zhong)銹蝕(shi)而導致全(quan)部(bu)退(tui)貨。國(guo)產2Cr13和進口2Cr13板材耐(nai)點蝕(shi)性的對比結果(表9.3)表明:國(guo)產板材擊(ji)穿(chuan)電(dian)位很低,有的板材根(gen)本不(bu)能鈍化。這說明國(guo)產材耐(nai)銹蝕(shi)性能較差。采取用(yong)硅鐵粉(fen)代替原用(yong)的全(quan)鋁(lv)粉(fen)脫(tuo)氧等措施,最終2Cr13板材耐(nai)銹蝕(shi)不(bu)良問題獲得了圓(yuan)滿解(jie)決。


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三、氮化物的有害作用 


   由于不銹鋼中的氮化物夾雜硬度高,不易變形,在鋼材中又多成群分布,所以對鋼的不利影響與Al2O3、SiO2等氧化物夾雜相當類似。如降低鋼的橫向性能、抗疲勞性能和拋光性能等。


   氮化(hua)物對鋼(gang)(gang)的力學性(xing)(xing)能的有(you)害作(zuo)用,在中(zhong)(zhong)、高鉻鐵(tie)素體不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)最為明顯。圖9.6系氮化(hua)物對高純00Cr18Mo2(0.001%~0.002%C)不銹鋼(gang)(gang)脆(cui)性(xing)(xing)轉變溫(wen)度的影響。可以看(kan)出,隨鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)氮化(hua)物(TiN,NbN,AIN等)的增(zeng)加,鋼(gang)(gang)的脆(cui)性(xing)(xing)轉變溫(wen)度明顯上升(sheng)。研究表明,呈幾(ji)何形狀存(cun)在的氮化(hua)物是(shi)導致00Cr18Mo2鋼(gang)(gang)脆(cui)性(xing)(xing)穿晶斷裂(lie)(lie)的裂(lie)(lie)紋(wen)源。


   在含鈦的不銹鋼(1Cr18Ni9Ti,06Cr18Ni11Ti等)中,由于氮可與鈦形成TiN、Ti(C,N),以及鋼液中TiO2、Al2O3等的存在,常常使連鑄坯表面缺陷增加,鑄坯內部純凈度也降低。不僅增加鑄坯的修磨量和金屬的消耗,而且使鋼材成品質量下降。


   不(bu)銹鋼(gang)中的非金屬(shu)(shu)夾雜物(wu)(wu)常常是各類(lei)夾雜物(wu)(wu)共存。因此(ci),對(dui)鋼(gang)的有害作用(yong)也經(jing)常是各類(lei)夾雜物(wu)(wu)綜合作用(yong)的結(jie)果。圖9.7便是非金屬(shu)(shu)夾雜物(wu)(wu)對(dui)一種超(chao)低碳、含氮的鉻鎳奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)的沖擊韌(ren)性的影(ying)響。顯然,夾雜物(wu)(wu)增加(jia),鋼(gang)的沖擊韌(ren)性顯著下(xia)降。




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