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鈦有助于防止奧氏體不銹鋼中的鉻碳化物
采用鈦等強(qiáng)化碳元素的奧氏體不銹鋼可以避免碳化鉻的沉淀。
奧氏體不銹鋼廣泛應(yīng)用于化工、石油化工和核工業(yè)。它們是由鐵、鉻、鎳、有時(shí)也是鉬和少量(0.1%)碳組成的。這種組合物結(jié)合良好的機(jī)械性能,具有優(yōu)異的耐腐蝕性.
奧氏體學(xué)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們優(yōu)秀的生物相容性,這導(dǎo)致它們經(jīng)常被用于生物醫(yī)學(xué)工業(yè)。
在材料表面形成一個(gè)薄的大約5納米的氧化層,從而產(chǎn)生抗腐蝕性。為了形成這一被動層,不銹鋼中的鉻含量必須至少達(dá)到10.5%。如果加入更多的鉻,被動層變得更穩(wěn)定,耐腐蝕性增加。
然而,在500~800℃的溫度范圍內(nèi),這些鋼在一定程度上有形成顆粒間腐蝕(IGC)和顆粒間應(yīng)力腐蝕裂紋(IGSCC)的不良傾向。氯環(huán)境。在這些條件下,碳化鉻可以形成,主要是沿晶界。
鉻碳化物(鐵、鉻)23C6對耐腐蝕性有負(fù)面影響,因?yàn)樗鼈儚幕|(zhì)中結(jié)合出大量的鉻,從而阻礙或阻止了被動層的形成。
值得一提的是,其他化合物,如西格瑪或基相(F36Cr12Mo10)也可以降低耐腐蝕性,因?yàn)檫@些相可以從奧氏體基質(zhì)中去除鉻或鉬。
奧氏體不銹鋼316鈦-1.4571與貝拉哈I蝕刻,放大率500X。
奧氏體不銹鋼316鈦-1.4571蝕刻V2A,放大率500X。橙中的碳酸鈦。
1.4301奧氏體不銹鋼蝕刻。單個(gè)奧氏體的晶粒根據(jù)晶粒的方向分別為藍(lán)色、紅色、黃色和棕色。
比較:普通奧氏體不銹鋼EN-1.4301無鈦穩(wěn)定性。用V2A蝕刻,放大200倍
避免碳化鉻沉淀
避免碳化鉻沉淀有兩種方法。一方面,總碳含量可以降低.不幸的是,這只會延遲腐蝕的敏感性,但并不能阻止它。
第二種可能性是合金鋼與強(qiáng)的化合物元素,如鈦或鋯。
合金鈦的數(shù)量取決于碳和氮的含量。一般而言,根據(jù)以下公式確定最佳鈦含量:
%Ti = 5x (%C + %N)
因此,該鋼級316鈦含有少量鈦,這使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定在800℃以上的溫度。這防止碳化物沉淀在晶界,并保護(hù)金屬免受因鉻耗盡帶而產(chǎn)生的顆粒間腐蝕。
鈦比鉻更容易形成碳化物,并優(yōu)先與碳反應(yīng)生成碳化鈦,因此在鈦穩(wěn)定不銹鋼中不會形成鉻的消耗,而且保持了均勻的氧化層。
然而,由于固體溶液強(qiáng)化效應(yīng),鈦碳化物和鈦碳化物在組織中的形成導(dǎo)致硬度的提高。它還降低了缺口沖擊強(qiáng)度,延性和可加工性。