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镍与不锈钢双剑合璧 抗腐蚀效果更佳

2016-12-14 09:32:22 点击数:
  在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构,从而改善诸如可塑性U2电竞体育、可焊接性和韧性等不锈钢的属性,所以镍被称为奥氏体形成元素U2电竞体育U2电竞体育。普通碳钢的晶体结构称为铁氧体U2电竞体育U2电竞体育,呈体心立方(BCC)结构,加入镍U2电竞体育U2电竞体育U2电竞体育,促使晶体结构从体心立方(BCC)结构转变为面心立方(FCC)结构U2电竞体育,这种结构被称为奥氏体U2电竞体育U2电竞体育。

     然而U2电竞体育,镍并不是唯一具有此种性质的元素。常见的奥氏体形成元素有:镍U2电竞体育、碳U2电竞体育、氮U2电竞体育、锰U2电竞体育、铜U2电竞体育。这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义U2电竞体育U2电竞体育。目前U2电竞体育,人们已经研究出很多公式来表述奥氏体形成元素的相对重要性U2电竞体育U2电竞体育,最著名的是下面的公式:奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%U2电竞体育。

    

从这个等式可以看出碳是一种较强的奥氏体形成元素U2电竞体育,其形成奥氏体的能力是镍的30倍U2电竞体育U2电竞体育,但是它不能被添加到耐腐蚀的不锈钢中,因为在焊接后它会造成敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀问题U2电竞体育U2电竞体育U2电竞体育。氮元素形成奥氏体的能力也是镍的30倍U2电竞体育,但是它是气体U2电竞体育,想要不造成多孔性的问题U2电竞体育,只能在不锈钢中添加数量有限的氮。添加锰和铜会造成炼钢过程中耐火生命减少和焊接的问题U2电竞体育。

从镍等式中可以看出U2电竞体育U2电竞体育,添加锰对于形成奥氏体并不非常有效,但是添加锰可以使更多的氮溶解到不锈钢中,而氮正是一种非常强的奥氏体形成元素U2电竞体育。在200系列的不锈钢中,正是用足够的锰和氮来代替镍形成100%的奥氏体结构U2电竞体育,镍的含量越低U2电竞体育,所需要加入的锰和氮数量就越高U2电竞体育U2电竞体育。例如在201型不锈钢中,只含有4.5%的镍,同时含有0.25%的氮U2电竞体育。由镍等式可知这些氮在形成奥氏体的能力上相当于7.5%的镍U2电竞体育,所以同样可以形成100%奥氏体结构。这也是200系列不锈钢的形成原理U2电竞体育。在有些不符合标准的200系列不锈钢中U2电竞体育,由于不能加入足够数量的锰和氮U2电竞体育,为了形成100%的奥氏体结构U2电竞体育,人为的减少了铬的加入量,这必然导致了不锈钢抗腐蚀能力的下降U2电竞体育U2电竞体育。

在不锈钢中,有两种相反的力量同时作用:铁素体形成元素不断形成铁素体U2电竞体育,奥氏体形成元素不断形成奥氏体U2电竞体育。最终的晶体结构取决于两类添加元素的相对数量。铬是一种铁素体形成元素U2电竞体育,所以铬在不锈钢晶体结构的形成上和奥氏体形成元素之间是一种竞争关系。因为铁和铬都是铁素体形成元素U2电竞体育,所以400系列不锈钢是完全铁素体不锈钢U2电竞体育,具有磁性U2电竞体育。在把奥氏体形成元素-镍加入到铁-铬不锈钢的过程中U2电竞体育,随着镍成分增加,形成的奥氏体也会逐渐增加U2电竞体育U2电竞体育,直至所有的铁素体结构都被转变为奥氏体结构U2电竞体育,这样就形成了300系列不锈钢U2电竞体育U2电竞体育。如果仅添加一半数量的镍U2电竞体育U2电竞体育,就会形成50%的铁素体和50%的奥氏体U2电竞体育,这种结构被称为双相不锈钢。400系列不锈钢是一种铁、碳合铬的合金U2电竞体育。这种不锈钢具有马氏体结构和铁元素,因此具有正常的磁特性U2电竞体育。400系列不锈钢具有很强的抗高温氧化能力U2电竞体育,而且与碳钢相比U2电竞体育,其物理特性和机械特性都有进一步的改善。大多数400系列不锈钢都可以进行热处理U2电竞体育。

300系列不锈钢是一种含有铁U2电竞体育U2电竞体育U2电竞体育、碳U2电竞体育、镍和铬的合金材料U2电竞体育,一种无磁性不锈钢材料,比400系列不锈钢具有更好的可锻特性。由于300系列不锈钢的奥氏体结构U2电竞体育,因此它在许多环境中具有很强的抗腐蚀性能U2电竞体育,具有很好的抗金属超应力引起的腐蚀所造成的断裂的性能U2电竞体育,而且其材料特性不受热处理的影响U2电竞体育U2电竞体育。

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