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以上主要的九种元素对不锈钢的性能和组织的影响,除这些元素对不锈钢性能与
组织影响较大的元素以外,不锈钢中还含有一些其他的元素。有的是和一般钢一样为
常存杂质元素,如硅、硫、磷等.也有的是为了某些特定的目的而加入的,如钴、硼、
硒、稀土元素等。从不锈钢的耐腐蚀性能这一主要性质来说,这些元素相对于已讨论
的九种元素,都是非主要方面的,虽然如此,但也不能完全忽略,因为它们对不锈钢
的性能与组织同样也发生影响。
硅是形成铁素体的元素,在一般不锈钢中为常存杂质元素。
钴作为合金元素在钢中应用不多,这是因为钴的价格高及其在其它方面(如高速
钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等)有着更重要的用途。在一般不锈
钢中加钴作合金元素的也不多,常用不锈钢如9Crl7MoVCo 钢(含1.2-1.8%钴)加
钴,目的并不在于提高耐腐蚀性能而在于提高硬度,因为这种不锈钢的主要用途是制
造切片机械刃具、剪刀及手术刀片等。
硼:高铬铁素体不锈钢Crl7Mo2Ti 钢中加0.005%硼,可使在沸腾的65%醋酸中
的耐腐蚀性能提高。加量的硼(0.0006~0.0007%)可使奥氏体不锈钢的热态塑性
改善。少量的硼由于形成低熔点共晶体,使奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向增大,
但含有较多的硼(0.5~0.6%)时,反而可防止热裂纹的产生。因为当含有0.5~
0.6%的硼时,形成奥氏体-硼化物两相组织,使焊缝的熔点降低。熔池的凝固温度
低于半溶化区时,母材在冷却时产生的张应力,由处于液态.固态的焊缝金属承受,
此时是不致引起裂缝的,即使在近缝区形成了裂纹,也可以为处于液态-固态的熔池
金属所填充。含硼的铬镍奥氏体不锈钢在原子能工业中有着特殊的用途。
磷:在一般不锈钢中都是杂质元素,但其在奥氏体不锈钢中的危害性不像在一般
钢中那样显著,故含量可允许高一些,如有的资料提出可达0.06%,以利于冶炼控
制。个别的含锰的奥氏体钢的含磷量可达0.06%(如2Crl3NiMn9 钢)以至0.08%
(如Cr14Mnl4Ni 钢)。利用磷对钢的强化作用,也有加磷作为时效硬化不锈钢的合金
元素,PH17-10P 钢(含0.25%磷)乃PH-HNM 钢(含0.30 磷)等。
硫和硒:在一般不锈钢中也是常有杂质元素。但向不锈钢中加0.2~0.4%的硫,
可提高不锈钢的切削性能,硒也具有同样的作用。硫和硒提高不锈钢的切削性能,是
因为它们降低不锈钢的韧性,例如一般18-8 铬镍不锈钢的冲击值可达30 公斤/厘米
2。含0.31%硫的18-8 钢(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的冲击值为1.8
公斤/平方厘米;含0。22%硒的18-8 钢(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的冲击
值为3.24 公斤/平方厘米。硫与硒均降低不锈钢的耐腐蚀性能,所以实际应用它们
作为不锈钢的合金化元素的很少。
稀土元素:稀土元素应用于不锈钢,目前主要在于改善工艺性能方面。如向Crl7Ti
钢和Cr17Mo2Ti 钢中加少量的稀土元素,可以钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢
坯中的裂纹。奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢中加0.02~0.5%的稀土元素(铈镧
合金),可显著改善锻造性能。曾有一种含19.5%铬、23%镍以及钼铜锰的奥氏体钢,
由于热加工工艺性能在过去只能生产铸件,加稀土元素后则可轧制成各种型材。
不锈钢管件及法兰生产企业,要考虑到管件生产成本,但更要考虑到防止腐蚀和提高产品质量的因素,因此,不锈钢管件法兰生产过程采取固溶工艺,增强管件性是十分必要的,热处理工艺对管件品质和起着至关重要的作用。据了解有少数企业在管件生产中为节约成本,没有采取固溶处理,仅用抛光喷砂等方法处理,掩盖了管件的缺陷和不足,这将给管件使用带来的隐患。奥氏体不锈钢通过热处理来软化,将不锈钢加热到950~1150℃左右,保温一定时间,使碳化物和各种合金元素均匀地溶解于奥氏体中,称之为固溶处理。 不锈钢管件热处理的作用 不锈钢管件经过成型、焊接等工艺加工后,金属分子结构、磁性和物理性能发生了变化。通过气氛保护固溶工艺能够恢复在加工后受到影响的抗腐蚀能力,同时得到不锈钢需要的硬度,保证不锈钢使用性能。经过固溶处理后的不锈钢管件,具有良好的改善作用: 1、不锈钢管件在加工过程中的改性现象,使不锈钢硬度还原到220HV以下,提高不锈钢的塑性和韧性,使管件在安装中更加方便和。 2、恢复不锈钢管件生产过程的应力和晶间变化,降低不锈钢晶间腐蚀和应力腐蚀,增强防蚀能力。 3、去除不锈钢由于加工过程产生的磁性,稳定奥氏体组织。 4、还原不锈钢材料表面的自然光亮(自然光亮与抛光的亮不同)。 不锈钢管件固溶的特点 不锈钢是一种特殊的钢种,由于镍、铬等合金化元素的存在,其热处理与普通钢热处理有不同的特点: 1、不锈钢的导热系数较低,在常温时导热系数仅为碳钢的27%,并随加热温度的提高,不锈钢的导热特性,差别逐渐减少。因此,不锈钢在低温加热时,升温过程应缓慢进行。 2、奥氏体不锈钢通过固溶加热到1100℃左右后,能抑制碳化物的产生,然后快速冷却至室温,使碳达到过饱和状态,可大幅度提高不锈钢耐腐蚀性能。 3、管件在固溶过程中采用(氢气)气体保护,避免不锈钢表面的粘性氧化铁生成,还原不锈钢表面的光亮,提高外观的美誉度。 不锈钢管件固溶的3个要素 不锈钢管件固溶工艺的优劣对不锈钢的耐蚀性、外观亮度有很大影响,而且对不锈钢的加工性能,起着决定性的作用。因此,不锈钢的热处理工艺,在不锈钢管件生产中处于十分重要的地位。 1、固溶温度。根据不锈钢化学成分的特点,不锈钢固溶温度要950—1150摄氏度,才能达到软化效果,使不锈钢硬度还原到220HV以内,达到管道安装卡压质量要求。如果温度控制不合理,容易出现各种质量缺陷。 2、固溶时间。奥氏体不锈钢在加热过程中,钢中残余铁素体含量随加热时间的延长而减少。因此,不锈钢管件固溶处理应控制在1050℃左右,使碳达到饱和状态,提高耐蚀性。然后在空气中快速冷却,以达到固溶效果。 3、固溶速度与保温。不锈钢的导热系数较低,在常温时导热系数仅为碳钢的27%,因此,不锈钢在低温加热时升温过程应缓慢进行。如果加热速度过快,容易产生变形,在固溶中应控制不锈钢升温速度,并注意保温时间。如316L钢在1100℃左右,保温时间长,残余铁素体的含量会不断减少。 我们在固溶生产中,不锈钢管件固溶要经过加温--保温--时间冷却的过程,全程需要40分钟左右。 |