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不銹鋼管廠、不銹鋼無縫管、細談不銹鋼管元以及不銹鋼管性能
作者:不銹鋼管廠    發布于:1970-01-01   文字:【】【】【
摘要: 到目前為止現已發現和運用的化學元素有100多種,在工業、農業、修建、深海等領域中常用的鋼鐵材猜中可以遇到的化學元素約叁十多種。對于咱們在與腐蝕度表象作長期斗爭的實習而構成的不銹鋼無縫管這一格外鋼系列來說,最常用的化學元素有十多種,除了構成不銹鋼管的根柢元素鐵以外,對不銹鋼管的功用與組織影響最大的元素是:碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。這些元素中除碳、硅、氮以外,都是化學元素周期表中位于過渡族的元素。

到目前為止現已發現和運用的化學元素有100多種,在工業、農業、修建、深海等領域中常用的鋼鐵材猜中可以遇到的化學元素約叁十多種。對于咱們在與腐蝕度表象作長期斗爭的實習而構成的不銹鋼無縫這一格外鋼系列來說,最常用的化學元素有十多種,除了構成不銹鋼管的根柢元素鐵以外,對不銹鋼管的功用與組織影響最大的元素是:碳、、、、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。這些元素中除碳、硅、氮以外,都是化學元素周期表中位于過渡族的元素。





  實習實驗中工業流體上運用的不銹鋼管都是一同存在幾種致使十幾種元素的,當多種元素共存于不銹鋼無縫管這一體中時,它們的影響力要比單獨存在時的功用凌亂得多,由于在實驗這種情況下不只需單單思考各元素自身的作用,并且要注意它們相互之間的影響,因此不銹鋼無縫管的組織選擇于各種元素影響的總和。



1、鉻在316L不銹鋼管中的選擇作用

  選擇不銹鋼管性屬的元素只需一種,這便是鉻,每種不銹鋼管都富含一定數量的鉻。迄今為止,還沒有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成為選擇不銹鋼功用的首要元素,根柢的原因是向鋼中增加鉻作為合金元素往后,推進其內部的敵視運意向有利于抵擋腐蝕損壞的方面翻開。這種改動可以從以下方面得到闡明:

  ①鉻使鐵基固溶體的電極電位跋涉

 ②鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化
   鈍化是由于陽極反應被阻擋而致使金屬與合金耐腐蝕功用被跋涉的表象。構成金屬與合金鈍化的理論許多,首要有薄膜論、吸附論及電子擺放論。




2、碳在不銹鋼管中的兩重性
   碳是工業用鋼的首要元素之一,不銹鋼管廠家出產的鋼的功用與組織在很大程度上選擇于碳在鋼中的含量及其散布的方法,在不銹鋼搞中碳的影響尤為明顯。碳在無縫不銹鋼管中對組織的影響首要表現在兩方面,一方面碳是安穩奧氏體的元素,并且作用的程度很大(約為鎳的30倍),另一方面由于碳和鉻的親和力很大,與鉻構成—系列凌亂的碳化物。所以,從強度與耐腐燭功用兩方面來看,碳在不銹鋼中的作用是相互敵視的。



認識了這一影響的規矩,咱們就可以從不一樣的運用央求啟航,選擇不一樣含碳量的不銹鋼管。


  例如工業中運用最廣泛的,也是最起碼的不銹鋼——0Crl3~4Cr13這五個鋼號的規范含鉻量規定為12~14%,便是把碳要與鉻構成碳化鉻的要素思考進入往后才選擇的,目的即在于使碳與鉻構構成碳化鉻往后,固溶體中的含鉻量不致低于11.7%這一最低極限的含鉻量。


   就這五個鋼號來說由于含碳量不一樣,強度與耐腐蝕功用也是有差異的,0Cr13~2Crl3鋼的耐腐蝕性較好但強度低于3Crl3和4Cr13鋼,多用于制造構造零件,后兩個鋼號由于含碳較高而可獲得高的強度多用于制造彈簧、刀具等央求高強度及耐磨的零件。又如為了打敗18-8鉻鎳不銹鋼搞的晶間腐蝕,可以將鋼的含碳量降至0.03%以下,或許參加比鉻和碳親和力更大的元素(鈦或鈮),使之不構成碳化鉻,再如當高硬度與耐磨性成為首要央求時,咱們可以在增加鋼的含碳量的一同適當地跋涉含鉻量,做到既滿足硬度與耐磨性的央求,又統籌—定的耐腐蝕功用,工業上用作軸承、量具與刃具有不銹鋼9Cr18和9Cr17MoVCo鋼,含碳量雖高達0.85~0.95%,由于它們的含鉻量也相應地跋涉了,所以仍保證了耐腐蝕的央求。



   總的來講,現在工業中獲得運用的不銹鋼的含碳量都是比照低的,大多數不銹鋼的含碳量在0.1~0.4%之間,耐酸鋼則以含碳0.1~0.2%的居多。含碳量大于0.4%的不銹鋼僅占鋼號總數的一小部分,這是由于在大多數運用條件下,不銹鋼總是以耐腐蝕為首要目的。此外,較低的含碳量也是出于某些技能上的央求,如易于焊接及冷變形等。



3、鎳在不銹鋼無縫管中的作用是在與鉻協作后才發揮出來的
   鎳是優異的耐腐蝕材料,也是合金鋼的首要合金化元素。鎳在鋼中是構成奧氏體的元素,但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織,含鎳量要抵達24%;而只需含鎳27%時才使鋼在某些介質中的耐腐蝕功用明顯改動。所以鎳不能單獨構成無縫不銹鋼管??墒擎嚺c鉻一同存在于不銹鋼310S不銹鋼管中時,含鎳的不銹鋼管卻具有許多可貴的功用。



   依據上面的情況可知,鎳作為合金元素在不銹鋼管中的作用,在于它使高鉻鋼的組織發作改動,從而使不銹鋼的耐腐蝕功用及技能功用獲得某些改善。



4、錳和氮可以代替鉻鎳不銹鋼中鎳
   鉻鎳奧氏體鋼的利益盡管許多,但近幾十年來由于鎳基耐熱合金與含鎳20%以下的熱強鋼的許多翻開與運用,以及化學工業日益翻開對不銹鋼的需要量越來越大,而鎳的礦藏量較少且又會集散布在少數區域,因此在世界范圍內呈現了鎳在供和需方面的敵視。所以在不銹鋼與許多其他合金領域(如大型鑄鍛件用鋼、工具鋼、熱強鋼等)中,格外是鎳的本錢比照缺少的國家,廣泛地翻開了節鎳和以其他元素代鎳的科學研討與出產實習,在這方面研討和運用比照多的是以錳和氮來代替不銹鋼與耐熱鋼中的鎳。



  錳對于奧氏體的作用與鎳類似。但說得保險一些,錳的作用不在于構成奧氏體,而是在于它降低鋼的臨界淬火速度,在冷卻時增加奧氏體的安穩性,按捺奧氏體的分解,使高溫下構成的奧氏體得以堅持到常溫。在跋涉鋼的耐腐蝕功用方面,錳的作用不大,如鋼中的含錳量從0到10.4%改動,也不使鋼在空氣與酸中的耐腐蝕功用發作明顯的改動。

    這是由于錳對跋涉鐵基固溶體的電極電位的作用不大,構成的氧化膜的防護作用也很低,所以工業上雖有以錳合金化的奧氏體鋼(如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等),但它們不能作為不銹鋼運用。錳在鋼中安穩奧氏體的作用約為鎳的二分之一,即2%的氮在鋼中的作用也是安穩奧氏體,并且作用的程度比鎳還要大。例如,欲使含18%鉻的鋼在常溫下獲得奧氏體組織,以錳和氮代鎳的低鎳不銹鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼,現在已在工業中獲得運用,有的已成功地代替了經典的18-8鉻鎳不銹鋼。



5、不銹鋼無縫管中加鈦或鈮是為了防止晶間腐蝕。




6、鉬和銅可以跋涉某些不銹鋼無縫管的耐腐蝕功用。




7、其他元素對不銹鋼無縫管的功用和組織的影響
   以上首要的九種元素對不銹鋼的功用和組織的影響,除這些元素對不銹鋼功用與組織影響較大的元素以外,不銹鋼無縫管中還富含一些其他的元素。有的是和一般鋼一樣為常存雜質元素,如硅、硫、磷等。也有的是為了某些特定的目的而參加的,如鈷、硼、硒、稀土元素等。從不銹鋼無縫管的耐腐蝕功用這一首要性質來說,這些元素相對于已議論的九種元素,都對錯首要方面的,盡管如此,但也不能完全疏忽,由于它們對不銹鋼的功用與組織一樣也發作影響。



硅 是構成鐵素體的元素,在一般不銹鋼中為常存雜質元素。

鈷  作為合金元素在鋼中運用不多,這是由于鈷的價格高及其在其它方面(如高速鋼、硬質合金、鈷基耐熱合金、磁鋼或硬磁合金等)有著更首要的用途。在一般無縫不銹鋼管中加鈷作合金元素的也不多,常用不銹鋼如9Crl7MoVCo鋼(含1.2-1.8%鈷)加鈷,目的并不在于跋涉耐腐蝕功用而在于跋涉硬度,由于這種不銹鋼的首要用途是制造切片機械刃具、剪刀及手術刀片等。



硼   高鉻鐵素體不銹鋼Crl7Mo2Ti鋼中加0.005%硼,可使在歡娛的65%醋酸中的耐腐蝕功用跋涉。加微量的硼(0.0006~0.0007%)可使奧氏體不銹鋼的熱態塑性改善。少數的硼由于構成低熔點共晶體,使奧氏體鋼焊接時發作熱裂紋的傾向增大,但富含較多的硼(0.5~0.6%)時,反而可防止熱裂紋的發作。由于當富含0.5~0.6%的硼時,構成奧氏體-硼化物兩相組織,使焊縫的熔點降低。熔池的凝聚溫度低于半溶化區時,母材在冷卻時發作的張應力,由處于液態。固態的焊縫金屬接受,此時是不致致使裂縫的,即便在近縫區構成了裂紋,也可以為處于液態-固態的熔池金屬所填充。含硼的鉻鎳奧氏體不銹鋼在原子能工業中有著特其他用途。



 磷    在一般不銹鋼中都是雜質元素,但其在奧氏體不銹鋼中的危害性不像在一般鋼中那樣明顯,故含量可容許高一些,如有的材料提出可達0.06%,以利于操練控制。單個的含錳的奧氏體鋼的含磷量可達0.06%(如2Crl3NiMn9鋼)致使0.08%(如Cr14Mnl4Ni鋼)。運用磷對鋼的強化作用,也有加磷作為時效硬化不銹鋼的合金元素,PH17-10P鋼(含0.25%磷)乃PH-HNM鋼(含0.30磷)等。



    硫和硒 在一般不銹鋼焊管中也是常有雜質元素。但向不銹鋼焊管中加0.2~0.4%的硫,可跋涉不銹鋼焊管的切削功用,硒也具有一樣的作用。硫和硒跋涉不銹鋼的切削功用,是由于它們降低不銹鋼焊管的耐性,例如一般18-8鉻鎳不銹鋼焊管的沖擊值可達30公斤/厘米2。含0.31%硫的18-8鋼(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的沖擊值為1.8公斤/平方厘米;含0。22%硒的18-8鋼(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的沖擊值為3.24公斤/平方厘米。硫與硒均降低不銹鋼焊管的耐腐蝕功用,所以實習運用它們作為不銹鋼焊管的合金化元素的很少。



  稀土元素 稀土元素運用于精細不銹鋼管,現在首要在于改善技能功用方面。如向Crl7Ti鋼和Cr17Mo2Ti鋼中加少數的稀土元素,可以消除鋼錠中因氫氣致使的氣泡和削減鋼坯中的裂紋。奧氏體和奧氏體-鐵素體不銹鋼管中加0.02~0.5%的稀土元素(鈰鑭合金),可明顯改善鑄造功用。曾有一種含19.5%鉻、23%鎳以及鉬銅錳的奧氏體鋼,由于熱加工技能功用在早年只能出產鑄件,加稀土元素后則可軋制成各種型材。






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