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在不锈钢材料中通常含有多种元素,这些元素有的会对不锈钢材料性能产生有利影响,而有的则会对不锈钢材料造成或多或少的坏处,有的则根据不同含量而有着双重影响,下面就来分别讲下这些元素对不锈钢的影响。
首先是碳元素的影响,碳元素提高了不锈钢的强度,但会降低不锈钢材料的耐晶间腐蚀性能,还会扩大铬镍奥氏体不锈钢的点腐蚀倾向。所以提高不锈钢材料抗晶间腐蚀的方法有降低碳的含量,或者是添加稳定元素如Ti(钛)、Nb(铌)。
再来看下铬元素的影响,其可以提高不锈钢材料的耐腐蚀性能、钢的耐氧化性介质和酸性介质的性能,在镍和铜的作用下,铬元素增强了不锈钢耐部分还原介质的影响,有机酸、尿素和碱介质的性能,还增强了材料的耐局部腐蚀。例如晶间腐蚀、缝隙腐蚀以及某些条件下应力腐蚀的性能,明显增强了该类不锈钢的抗氧化、抗硫化和抗融盐腐蚀。
其三是镍元素的影响,其会使不锈钢具有良好的强度与韧性、塑性的配合。并具有良好的冷、热加工和冷变形和焊接、低温抗磁等性能,并且还会增强材料的抗氧化性与热力稳定性,镍含量的提高,从而降低材料的耐晶间腐蚀性能。
其四是钼的影响,主要作用是增强不锈钢在还原性介质中(硫酸、磷酸和部分有机酸和尿素环境)的耐腐蚀性,并提高了钢的耐点腐蚀及缝隙腐蚀等有机性能。钼含量的提高,钢的高温强度提高。含钼的奥氏体不锈钢一般不用于耐硝酸的腐蚀,除非硝酸中含有F和CL离子。
第五个是氮的影响,氮元素主要是作为固溶强化元素提高了奥氏体钢的强度,但并不会明显破坏不锈钢材料的塑性和韧性,同时氮提高钢的耐腐蚀性能,特别是耐局部腐蚀,例如晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等。
铜元素的影响是明显减少铬镍的使用,可以提高冷作硬化倾向,提高塑性冷加工成性性能,与钼相配合,更进一步增加不锈钢在还原介质中的耐腐蚀性,一般含量为1%-4%。
硅元素的影响,在不锈钢中其是一般含量为0.8%-1%。作为合金元素的含量为2-7%,耐卤化物应力腐蚀,可以帮助不锈钢材料耐浓硝酸和浓硫酸的腐蚀,能明显增强不锈钢的固溶晶间腐蚀敏感性,硅含量的增加,使钢的耐稀硝酸性能下降,但却导致在浓硝酸和+6价铬离子的硝酸中以及浓硫酸中的耐腐蚀性,包括耐固溶晶腐性能显著提高。
锰的影响,在不锈钢中锰元素含量小于等于2%,正常在1.5%左右。而近期已经出现5-10%的不锈钢,主要作用与氮、镍,等强烈形成奥氏体的元素加入到钢中,以节约奥氏体不锈钢中的镍。
钛与铌的影响,作为稳定元素加入,防止敏化态晶间腐蚀发生,表质差,成才率低,耐点腐蚀性能下降,焊后容易出现刀口腐蚀。
硫元素的影响是其含量通常在0.03-0.035%以下,主要作用是降低不锈钢的热塑性,从而影响热加工性,导致耐点腐蚀和缝隙腐蚀显著降低,有益作用提高钢的切销性能。
磷的影响是其含量通常在在0.035-0.045%左右。有害之处是降低铬镍奥氏体不锈钢在固溶态和敏化态耐各种浓度的硝酸腐蚀的性能。
硼元素则属于非常用元素,添加一定量的硼元素可改善不锈钢材料的耐晶间腐蚀性能,提高热塑性,改善热加工性。
最后就是稀土元素,其主要作用是用来提高热塑性。
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