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不銹鋼的力學性，強度硬度晶間腐蝕
日期：2025-07-25 10:37
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摘要：
不銹鋼的力學性，強度硬度晶間腐蝕
不論不銹鋼板還是耐熱鋼板，奧氏體型的鋼板的綜合性能*好，既有足夠的強度，又有極好的塑性同時硬度也不高，這也是它們被廣泛采用的原因之一。奧氏體型不銹鋼同絕大多數的其它金屬材料相似，其抗拉強度、屈服強度和硬度，隨著溫度的降低而提高；塑性則隨著溫度降低而減小。其抗拉強度在溫度15~80＆#176;C范圍內增長是較為均勻的。更重要的是：隨著溫度的降低，其沖擊韌度減少緩慢，并不存在脆性轉變溫度。所以不銹鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。
不銹鋼的耐熱性能
耐熱性能是指高溫下，既有抗氧化或耐氣體介質腐蝕的性能即熱穩定性，同時在高溫時雙有足夠的強度即熱強性。 碳的影響：碳在奧氏體不銹鋼中是強烈形成并穩定奧氏體且擴大奧氏體區的元素。碳形成奧氏體的能力約為鎳的30倍，碳是一種間隙元素,通過固溶強化可顯著提高奧氏體不銹鋼的強度，碳還可提高奧氏體不銹鋼在高濃氯化物(如42%MgCl2沸騰溶液)中的耐應力腐蝕的性能。
但是，在奧氏體不銹鋼中，碳常常被視為有害元素。這主要是由于在不銹鋼和耐蝕用途中的一些條件下(比如焊接或經450~850℃加熱)，碳可與鋼中的鉻形成高鉻的Cr23C6型碳化合物從而導致局部鉻的貧化，使鋼的耐蝕性特別是耐晶間腐蝕性能下降。因此，60年代以來新發展的鉻鎳奧氏體不銹鋼大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的，可以知道隨著碳含量降低,鋼的晶間腐蝕敏感性降低。當碳含量低于0.02%才具有*明顯的效果。一些實驗珠光還指出，碳還會增大鉻奧氏體不銹鋼的點腐蝕分傾向。由于碳的有害作用，不僅在奧氏體不銹鋼冶煉過和中應按要求控制盡量低的碳含量，而且在隨后的熱、冷加工和熱處理等過程中也在防止不銹鋼表面增碳，且免鉻的碳化物析出。
鉻的影響：鉻是奧氏體不銹鋼中*主要的合金元素。奧氏體不銹鋼的不銹性和耐蝕性的獲得主要是由于在會質作用下，鉻促進了鋼的鈍化并使鋼保持穩定鈍態的結果。
鉻對組織的影響：在奧氏體不銹鋼中,鉻是強烈形成并穩定鐵體的元素，縮小奧氏體區，隨著鋼中含量增加，奧氏體不銹鋼中可出現鐵素體(δ)組織。研究表明，在鉻鎳奧氏體不銹鋼中，當碳含量為0.1%，鉻含量為18%時，為獲得穩定的單一奧氏體組織，,所需鎳含量*低，約為8%。就這一點而言，常用的18Cr—8Ni型鉻鎳奧氏體不銹鋼是含鉻、鎳量配比*為適宜的一種。
鉻對性能的影響：一般說，只要奧氏體不銹鋼保持完全奧氏體組織而沒有δ鐵素體等的形成，僅提高鋼中鉻含量不會對力學性能有顯著影響。鉻對奧氏體不銹鋼性能影響*大的是耐蝕性。大量研究表明，奧氏體不銹鋼中如果沒有鉻或者鉻含量較低，鉬及氮的耐點腐蝕與縫隙腐蝕作用便會喪失或不夠顯著。
鎳的影響:鎳是奧氏體不銹鋼中的主要合金元素，其主要作用是一百萬并穩定奧氏體，使鋼獲得完全奧氏體組織。從而使鋼具有良好的強度和塑性，韌性的配合，并具有優良的冷、熱加工性和冷形成性以及焊接、低溫與無磁等性能；同時提高奧氏體不銹鋼的熱力學穩定性，使之不僅比相同鉻，鉬含量的鐵素體、馬氏體等類不銹鋼肯有更好的不銹性和耐氧化性介質的性能，而且于表面膜穩定性的提高，從而使鋼還具有更加優異的耐一些還原性介質的性能。 鉬對組織的影響
鉬和鉻都是形成和穩定鐵素體并擴大鐵素體相區的元素，鉬形成鐵素體的能力與鉻相當，鉬還促進奧氏體不銹鋼中金屬間相，比如σ相，κ相和Laves相等的沉淀。對鋼的耐蝕性和力學性能都會產生不利影響。特別是導致塑性、韌性下降，為使奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織，隨著鋼中鉬含量的增加，奧氏體形成元素(鎳,氮及錳等)的含量也要相應提高，以保持鋼中鐵素體與奧氏體形成元素之間的平衡。
不銹鋼的耐熱性能
耐熱性能是指高溫下，既有抗氧化或耐氣體介質腐蝕的性能即熱穩定性，同時在高溫時雙有足夠的強度即熱強性。 碳的影響：碳在奧氏體不銹鋼中是強烈形成并穩定奧氏體且擴大奧氏體區的元素。碳形成奧氏體的能力約為鎳的30倍，碳是一種間隙元素,通過固溶強化可顯著提高奧氏體不銹鋼的強度，碳還可提高奧氏體不銹鋼在高濃氯化物(如42%MgCl2沸騰溶液)中的耐應力腐蝕的性能。
但是，在奧氏體不銹鋼中，碳常常被視為有害元素。這主要是由于在不銹鋼和耐蝕用途中的一些條件下(比如焊接或經450~850℃加熱)，碳可與鋼中的鉻形成高鉻的Cr23C6型碳化合物從而導致局部鉻的貧化，使鋼的耐蝕性特別是耐晶間腐蝕性能下降。因此，60年代以來新發展的鉻鎳奧氏體不銹鋼大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的，可以知道隨著碳含量降低,鋼的晶間腐蝕敏感性降低。當碳含量低于0.02%才具有*明顯的效果。一些實驗珠光還指出，碳還會增大鉻奧氏體不銹鋼的點腐蝕分傾向。由于碳的有害作用，不僅在奧氏體不銹鋼冶煉過和中應按要求控制盡量低的碳含量，而且在隨后的熱、冷加工和熱處理等過程中也在防止不銹鋼表面增碳，且免鉻的碳化物析出。
鉻的影響：鉻是奧氏體不銹鋼中*主要的合金元素。奧氏體不銹鋼的不銹性和耐蝕性的獲得主要是由于在會質作用下，鉻促進了鋼的鈍化并使鋼保持穩定鈍態的結果。
鉻對組織的影響：在奧氏體不銹鋼中,鉻是強烈形成并穩定鐵體的元素，縮小奧氏體區，隨著鋼中含量增加，奧氏體不銹鋼中可出現鐵素體(δ)組織。研究表明，在鉻鎳奧氏體不銹鋼中，當碳含量為0.1%，鉻含量為18%時，為獲得穩定的單一奧氏體組織，,所需鎳含量*低，約為8%。就這一點而言，常用的18Cr—8Ni型鉻鎳奧氏體不銹鋼是含鉻、鎳量配比*為適宜的一種。
鉻對性能的影響：一般說，只要奧氏體不銹鋼保持完全奧氏體組織而沒有δ鐵素體等的形成，僅提高鋼中鉻含量不會對力學性能有顯著影響。鉻對奧氏體不銹鋼性能影響*大的是耐蝕性。大量研究表明，奧氏體不銹鋼中如果沒有鉻或者鉻含量較低，鉬及氮的耐點腐蝕與縫隙腐蝕作用便會喪失或不夠顯著。
鎳的影響:鎳是奧氏體不銹鋼中的主要合金元素，其主要作用是一百萬并穩定奧氏體，使鋼獲得完全奧氏體組織。從而使鋼具有良好的強度和塑性，韌性的配合，并具有優良的冷、熱加工性和冷形成性以及焊接、低溫與無磁等性能；同時提高奧氏體不銹鋼的熱力學穩定性，使之不僅比相同鉻，鉬含量的鐵素體、馬氏體等類不銹鋼肯有更好的不銹性和耐氧化性介質的性能，而且于表面膜穩定性的提高，從而使鋼還具有更加優異的耐一些還原性介質的性能。 鉬對組織的影響
鉬和鉻都是形成和穩定鐵素體并擴大鐵素體相區的元素，鉬形成鐵素體的能力與鉻相當，鉬還促進奧氏體不銹鋼中金屬間相，比如σ相，κ相和Laves相等的沉淀。對鋼的耐蝕性和力學性能都會產生不利影響。特別是導致塑性、韌性下降，為使奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織，隨著鋼中鉬含量的增加，奧氏體形成元素(鎳,氮及錳等)的含量也要相應提高，以保持鋼中鐵素體與奧氏體形成元素之間的平衡。
