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詳解奧氏體不鏽鋼中添加钛元素的利與弊

時間:2018-08-06  來源:不鏽鋼現貨超市網  作者:不鏽鋼現貨網
 

    當把鉻鎳奧氏體不鏽鋼加熱至450-800℃溫度區間時,經常出現沿晶界的腐蝕現象,這就叫做晶間腐蝕。通常來講,晶間腐蝕其實就是碳元素從飽和的奧氏體金相組織中以Cr23C6形态析出,從而使得晶界處的奧氏體組織貧鉻所緻。所以避免晶界貧鉻是防止産生晶間腐蝕的有效辦法。


    不鏽鋼中各元素按和碳親和力高低排序,順序是钛、铌、钼、鉻和錳。可以看出钛和碳的親和力大于鉻,當把钛元素添加到鋼中之後,碳會優先和钛結合形成碳化钛,如此就能有效阻止生成碳化鉻及析出而形成的晶界貧鉻,最終可以有效防止晶間腐蝕。


    因為钛和氮能夠結合形成氮化钛,钛和氧能夠結合形成二氧化钛,因此钛元素的添加量有相應限制,在實際不鏽鋼生産中為避免晶間腐蝕,钛的添加量主要是0.8%左右。


    為避免晶間腐蝕,含钛的不鏽鋼固溶處理後還一定要做穩定化處理。在固溶處理後奧氏體不鏽鋼獲得單相奧氏體組織,但這個組織的狀态并不穩定,當溫度提升到大于450℃時,固溶體中的碳會逐漸以碳化物的形态析出,其中Cr23C6的形成溫度是650℃,900℃是TiC形成溫度。要避免晶間腐蝕就要降低Cr23C6含量,讓碳化物完全以TiC形态存在。


    因為钛的碳化物穩定性要高于鉻的碳化物,當不鏽鋼加熱至700℃之上時,鉻的碳化物就會開始向钛的碳化物轉化。穩定化處理是把不鏽鋼加熱至850-930℃之間,保溫1小時,這個時候鉻的碳化物會完全分解,生成穩定的灰色或黑色的碳化钛,不鏽鋼的抗晶間腐蝕能力得以優化。此外,不鏽鋼中添加钛,在一定條件下還能夠彌散析出Fe2Ti金屬間化合物,提升不鏽鋼的高溫強度。


    不過钛元素也在不鏽鋼中也不是完全無害,有時钛也會危害到不鏽鋼的性能。比如容易存在TiO2與TiN等夾雜物,它們含量較高且分布不均勻,一定程度上減小不鏽鋼的純淨度;還會使得不鏽鋼鑄錠的表面質量變差,導緻工序修磨量增加,很容易造成廢品;成品的抛光性能也不是很好,高精度表面的加工難度非常高。

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