合金元素Cr、Mo、N、Ni在雙相鋼中的作用

2019-07-24     江蘇海新雙相鋼

有關雙相鋼的知識已經說過很多了,今天主要講一下合金元素的作用

現代的雙相不鏽鋼可以分為四種類型:

1、不含Mo的低級雙相不鏽鋼2304;

2、標準雙相不鏽鋼2205,占雙相鋼總量的80%以上;

3、25%Cr的雙相不鏽鋼,典型代表合金255,可歸為超級雙相不鏽鋼;

4、超級雙相不鏽鋼,含25-26%Cr,與255合金相比Mo和N的含量增加。典型代表鋼種2507。

雙相不鏽鋼中的合金元素主要是Cr(鉻)、Mo(鉬)、N(氮)、Ni(鎳),它們在雙相鋼中的作用如下:

1、Cr鋼中最少含有10.5%的Cr才能形成保護鋼不受大氣腐蝕的穩定的鈍化膜。不鏽鋼的耐蝕性能隨Cr的含量提高而增強。Cr是鐵素體元素,它可以使具有體心立方晶格的鐵組織穩定,也可以提高鋼在高溫下的抗氧化能力。

2、Mo與Cr協同作用能提高不鏽鋼的抗氯化物腐蝕的能力。Mo在氯化物環境下的抗點蝕和縫隙腐蝕的能力是Cr的3倍(參見CPT公式)。Mo是鐵素體形成元素,同樣能促進形成金屬間相。因此,通常奧氏體不鏽鋼中Mo含量小於7.5%,雙相鋼中小於4%。

3、N元素可增加奧氏體和雙相不鏽鋼的抗點蝕和縫隙腐蝕的能力,並可以顯著地提高鋼的強度,它是固溶強化最有效的一個元素。在提高鋼強度的同時,N元素還可以增加奧氏體不鏽鋼和雙相不鏽鋼的韌性,延緩金屬間相的形成,使雙相不鏽鋼有足夠的時間進行加工和製造,還可以抵消因高Cr、Mo所帶來的易於形成σ相的傾向,N是強烈的奧氏體元素,在奧氏體不鏽鋼中能部分取代Ni。雙相不鏽鋼中一般加入幾乎接近溶解度極限的N和用以調整達到相平衡的Ni。鐵素體元素Cr和Ni與奧氏體形成元素Ni和N需要達到平衡,才能獲得期望的雙相組織。

4、Ni是穩定奧氏體組織的元素。鐵基合金中添加Ni可促使不鏽鋼從體心立方晶體結構(鐵素體)轉化為面心立方晶體結構(奧氏體)。Ni可以延緩金屬間相的形成,但效果遠不如N有效。下面介紹兩種雙相不鏽鋼,幫助了解其性能。

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