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奥氏体不锈钢发生敏化反应的问题
来源:顶亮金属 时间:2023-03-10

在950-1450°F的温度范围内,碳化铬倾向于在奥氏体不锈钢的晶界析出。在金属制造、使用期间,在这一温度范围内的任何暴露或热偏移均有可能会使奥氏体不锈钢发生敏化。

常用的做法如焊接、应力消除和热成型可以使不锈钢达到敏化温度范围。通过固溶退火热处理容易地使碳化铬的形成反转。ASTM A262中概述的测试方法已被开发用于检测奥氏体不锈钢中晶间侵袭的易感性。

产生晶间腐蚀易感性所需的时间和温度取决于材料中的合金成分,尤其是碳元素含量。下图显示了具有不同碳含量的304不锈钢的时间-温度敏化曲线。

奥氏体不锈钢发生敏化反应的问题

与奥氏体不锈钢一起使用三种方法来最小化IGA的影响。已经被致敏的材料可以通过加热至碳化物溶解的温度并消除贫铬区域来进行固溶退火。然后通过快速冷却通过敏化温度范围将碳保存在溶液中。推荐的固溶退火温度取决于合金,通常在1900至2150°F的范围内进行,然后快速冷却。

通过将碳含量降低到0.030%以下,也可以实现对IGA的耐受性。低碳不锈钢如304L、316L、317L等就是被设计成可以在典型的焊接操作过程中抵抗敏化,但是它们在使用中的临界温度范围内不会长期暴露于抗敏剂。较高合金,更耐腐蚀的不锈钢,如904L和6Mo合金具有非常低的碳含量,对IGA的易感性通常不是一个问题。

添加稳定元素如Ti,Nb(Cb)和Ta也可以提高增加的敏感性,特别是对于在使用中的临界范围的长期暴露。这些稳定元素倾向于在2250至1450°F的温度范围内形成比碳化铬更稳定的碳化物。因此,由于合金从高温冷却,碳与稳定元素结合,在950-1450°F较低的敏感温度范围内不能进行碳化铬沉淀。常见的稳定奥氏体不锈钢包括321、347、20-Cb3和316Ti。