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学会不锈钢中各化学元素的作用!不怕新钢种多!

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澳门威尼斯app:学会不锈钢中各化学元素的作用!不怕新钢种多!

澳门威尼斯app: 发布日期:2019-07-09 作者: 点击:


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不锈钢新钢种越来越多


     近日不锈钢的钢种是越来越多了,201系列都去到J7了,而304更是304A、304C、304D、304F、304Q、316D......估计以后26个字母都不够用!那么多的钢种,日后我们要怎么样去识别呢?光凭名字已经无法区别是200系还是300系了,那咱们还是老老实实来学习吧!


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不锈钢材料中的各种元素及其作用


  下面让我们来好好学学各种化学元素的作用:


1.铬——是构成不锈钢的基本元素;

    铬是决定不锈钢耐腐蚀性能的最基本元素。在氧化性介质中,铬能使钢的表面很快形成一层实际为腐蚀介质不能透过和不溶解的富铬的氧化膜,这层氧化膜很致密,并与金属基本结合得很牢固,保护钢免受外界介质进一步氧化浸蚀铬的含量越高,钢的耐蚀性能越好。


2.镍——单独不能构成不锈钢;

    镍对不锈钢耐腐蚀的影响,只有它与铬配合时才能充分显示出来!因为,低炭镍钢要获得纯奥氏体组织,含镍量需达24%;要使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变,含镍量需在27%以上。所以,镍不能单独构成不锈钢。

    而在含铬18%的钢中加入9%的镍,就能使钢在常温下获得单一奥氏体组织,并可以提高钢的耐蚀性,焊接和冷弯等的工艺性能。


3.锰和氮——可代替铬镍不锈钢中的镍;

    锰和氮在不锈钢中有镍相仿的作用。锰的稳定奥氏体作用为镍的二分之一,而氮的作用比镍大很多,约为镍的40倍左右。因而锰和氮可代镍获得单一的奥氏体组织。但锰的加入会使含铬低的不锈钢耐蚀性降低。同时,高锰奥氏体钢不易加工。因此,在不锈钢中不单独使用锰,只用部分代替镍。


4.碳——在不锈钢中具有两重性    

    一方面,碳是稳定奥氏体元素,并作用的程度很大,约为镍的30倍,含碳量高的不锈钢,完全可以接受淬火强化,从而在机械性能方面可大大提高它的强度;用于制造滚动轴承、弹簧、工具等不锈钢,由于要求有高的硬度和耐磨性,因而含碳量较高,一般均在0.85~1.00%之间。


     另一方面,由于碳和铬的亲和力很大,在不锈钢中要占用十七倍碳量的铬与它结合成碳化铬。随着钢中含碳量的增加,则与碳形成碳化物的铬越多,从而显著降低钢的耐蚀性。在实际应用中,为了达到耐腐蚀的目的,不锈钢的含碳量一般较低,在大多在0.1%左右。为了进一步提高钢的耐腐蚀能力,特别是抗晶间腐蚀的能力,含碳量在0.03%甚至更低;


5.钛和铌——能防止不锈钢的晶间腐蚀   

 

    不锈钢加热到450~800℃时,常常由于在晶界析出铬的碳化物而使晶界附近的含铬量下降形成贫铬区,导致晶界附近的电极电位下降,从而引起电化学腐蚀。这种腐蚀叫做晶间腐蚀。


    常见的如在焊缝附近的热影响区内发生的晶间腐蚀。它与碳的亲和力比铬大得多,钢中加入钛或铌,就能使钢中的碳首先与钛或铌形成碳化物,而不与铬形成碳化物,从而保证晶界附近不致因贫铬而产生晶间腐蚀。因此,钛和铌常用来固定钢中的碳,提高不锈钢抗晶间腐蚀的能力,并改善钢的焊接性能。钛或铌的加入量要根据含碳量而定,一般为:钛的加入量为含碳量的5倍,铌为碳的8倍。


6.钼和铜——能提高某些不锈钢对某些介质的耐腐蚀性能    钼和铜能提高不锈钢对硫酸、醋酸等腐蚀介质的耐蚀能力。

    钼还能显著提高对含氯离子的介质(如盐酸)以及有机酸中的耐蚀能力。但含钼的不锈钢不宜在硝酸中应用,含钼的不锈钢在沸腾的65%硝酸中的腐蚀速度比不含钼的增加一倍;

    加入铬锰氮不锈钢中,会加速不锈钢的晶间腐蚀。 


7.硅和铝——能提高不锈钢的抗氧化能力   

   硅和铝对提高铬钢抗氧化能力的作用很显著! 

   向高铬钢中加硅和铝的目的:一是为了进一步提高钢的抗氧化性能,二是为了节约用铬。硅和铝对提高铬钢抗氧化性能的作用虽然很大,但也有很多缺点。最主要的是它使钢的晶粒粗化和脆性倾向增大。


8.钨和钒加入钢中,其主要作用是提高钢的热强性。


9.硼    硼对提高钢的热强性有良好的作用,可使不锈钢的热强性显著提高;但不锈钢中含硼会使钢的塑性和冲击韧性降低。


10.除以上元素外,有些不锈钢中还分别加入稀有金属元素和稀土元素以改善钢的性能。

 


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不锈钢的性能由元素决定

   

不锈钢的性能,归根到底主要是由合金元素决定!  


1.不锈铁


     只含有铬元素的不锈钢,人们通常称它为“不锈铁”,工业上称它为“铬不锈钢”。


   这类钢优点:具有磁性,有抵抗大气及弱腐蚀介质的能力,有更高的耐腐蚀性能与抗氧化性能,可淬火使用。

    缺点:机械性能或工艺性能较差,几乎没有焊接性能等等的不足之处。这类钢远不能满足工业用钢的特殊要求。   


2.不锈钢


     在铬级不锈钢的基体中,加入适量的镍元素。如在含铬18%的低炭(0.12%以下的炭)的铁素体钢中加入8%的镍后,在常温下可获得最理想的纯奥氏体组织,这种钢就是人们通常所称的无磁性的不锈钢。


   不锈钢优点:具有更高的耐腐蚀性能,良好的冷变形使之硬化的性能和焊接性能,具有很高的塑性和冲击韧性,不具磁性等等。

     缺点:是机械性能比较低,对晶间腐蚀及应力腐蚀比较敏感,但通过适量的合金添加剂或工艺措施,就能改善或消除。  

  

3.节镍不锈钢


    在铬级不锈钢的基本中,添加以锰为主要合金元素的不锈钢。就是人们通常所讲的“铬锰氮”不锈钢。这类不锈钢除强度比铬镍钢为高外,其他如耐腐蚀性和工艺性能等都不如铬镍奥氏体不锈钢好。生产这类不锈钢除个别情况下,主要是为了节约昂贵的镍元素,所以这类钢又叫节镍不锈钢!

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