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鎳與不鏽鋼基礎常識 — 鎳在不鏽鋼中的感化

浏览次数:156日期:2019-11-29
鎳在不鏽鋼中的首要感化在於它改變了鋼的晶體結構。在不鏽鋼中增加鎳的一個首要啟事就是形成奧氏體晶體結構,從而改善諸如可塑性 、可焊接性和韌性等不鏽鋼的屬性,所以鎳被稱為奧氏體形成元素。普通碳鋼的晶體結構稱為鐵氧體 ,呈體心立方(BCC)結構,加進鎳,促使晶體結構從體心立方(BCC)結構改變為麵心立方(FCC)結構,這類結構被稱為奧氏體。然而 ,鎳並不是唯一具有此種性質的元素。常見的奧氏體形成元素有:鎳、碳、氮、錳、銅 。這些元素在形成奧氏體方麵的相對首要性對於展看不鏽鋼的晶體結構具有首要意義。目前,人們已研究出很多公式來表述奧氏體形成元素的相對首要性,最著名的是下麵的公式:奧氏體形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%從這個等式可以看出:碳是一種較強的奧氏體形成元素,其形成奧氏體的能力是鎳的30倍,但是它不能被添加到耐腐蝕的不鏽鋼中 ,由於在焊接後它會造成敏化腐蝕和隨後的晶間腐蝕題目 。氮元素形成奧氏體的能力也是鎳的30倍,但是它是氣體 ,想要不造成多孔性的題目,隻能在不鏽鋼中添加數目有限的氮。添加錳和銅會造成煉鋼過程中耐火生命減少和焊接的題目。從鎳等式中可以看出,添加錳對於形成奧氏體並不非常有效,但是添加錳可以使更多的氮溶解到不鏽鋼中,而氮正是一種非常強的奧氏體形成元素。在200係列的不鏽鋼中,正是用足夠的錳和氮來代替鎳形成100%的奧氏體結構,鎳的含量越低,所需要加進的錳和氮數目就越高。例如在201型不鏽鋼中,隻含有4.5%的鎳,同時含有0.25%的氮。由鎳等式可知這些氮在形成奧氏體的能力上相當於7.5%的鎳,所以同樣可以形成100%奧氏體結構。這也是200係列不鏽鋼的形成道理。在有些不符合標準的200係列不鏽鋼中 ,由於不能加進足足數目的錳和氮,為了形成100%的奧氏體結構,人為的減少了鉻的加進量 ,這必然導致了不鏽鋼抗腐蝕能力的下降。在不鏽鋼中,有兩種相反的氣力同時感化:鐵素體形成元素不斷形成鐵素體,奧氏體形成元素不斷形成奧氏體。終究的晶體結構取決於兩類添加元素的相對數目。鉻是一種鐵素體形成元素,所以鉻在不鏽鋼晶體結構的形成上和奧氏體形成元素之間是一種競爭關係 。由於鐵和鉻都是鐵素體形成元素,所以400係列不鏽鋼是完全鐵素體不鏽鋼,具有磁性。在把奧氏體形成元素-鎳加進到鐵-鉻不鏽鋼的過程中 ,隨著鎳成分增加,形成的奧氏體也會逐步增加,直至所有的鐵素體結構都被改變為奧氏體結構,如許就形成了300係列不鏽鋼。假如僅添加一半數目的鎳,就會形成50%的鐵素體和50%的奧氏體,這類結構被稱為雙相不鏽鋼。400係列不鏽鋼是一種鐵、碳合鉻的合金。這類不鏽鋼具有馬氏體結構和鐵元素,是以具有正常的磁特性。400係列不鏽鋼具有很強的抗高溫氧化能力,而且與碳鋼相比,其物理特性和機械特性都有進一步的改善 。大多數400係列不鏽鋼都可以進行熱處理。300係列不鏽鋼是一種含有鐵、碳、鎳和鉻的合金材料,一種無磁性不鏽鋼材料,比400係列不鏽鋼具有更好的可鍛特性。由於300係列不鏽鋼的奧氏體結構,是以它在很多環境中具有很強的抗腐蝕性能 ,具有很好的抗金屬超應力引發的腐蝕所釀成的斷裂的性能,而且其材料特性不受熱處理的影響。

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