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張家界武陵源不銹鋼有一個基本元素,即它們都含鉻。在含量大約為12%時,該元素通過自發(fā)形成一種穩(wěn)定的、透明的鈍化膜來延緩腐蝕。較高的合金含量可通過強化薄膜和快速自我修復薄膜來提高抗腐蝕性。張家界武陵源商業(yè)品牌的不銹鋼鉻含量上限約為30%。 圖所示為某一含碳量下的鉻一鐵雙合金相圖。所謂的γ環(huán)區(qū)(奧氏體)是在鉻含量約為11-13%情況下產(chǎn)生的。如果其它奧氏體形成元素增加的話,鉻含量可擴大至約16-18% 。特別應該注意的是碳、氮和鎳的影響,它們可擴大穩(wěn)定奧氏體的范圍。圖5表明了碳和氮元素的加入對邊界移動的影響。 如果張家界武陵源不銹鋼在加熱和冷卻過程中通過γ相區(qū)。它經(jīng)過鐵素體——奧氏體——馬氏體轉變,而稱為馬氏體不銹鋼,一般這樣的不銹鋼是磁性的類似鐵并且可以通過熱處理使其硬化。 另一方面,含鉻17%的合金(很少甚至沒有奧氏體形成元素)位于γ環(huán)的外邊,保留了鐵素體結構,但通過熱處理不能使其硬化。也有磁性(由于鐵素體結構)稱之為鐵素體不銹鋼,鐵素體不銹鋼在所有溫度下為一同相。
張家界武陵源00Cr17Ti是一種低碳、氮含量的鐵素體不銹鋼。與前述張家界武陵源1Cr17Ti和0Cr17Ti相比較,由于間隙元素碳、氮含量較低,故其耐蝕性、塑性、韌性均有所改善。此鋼的用途基本上與0Cr17Ti相同,但是,當耐蝕性、深沖性能、可焊性要求較高時則可選用張家界武陵源00Cr17Ti。 1Cr17Mo2Ti是在1Cr17Ti鋼中加入~2%Mo而發(fā)展的鋼種。由于Cr,Mo 的復合作用,此鋼對弱還原性酸和有機酸(例如醋酸、果酸等)的耐腐蝕能力以及耐孔蝕的性能遠較1Cr17Ti鋼為優(yōu)。 此鋼種多用于制造與有機酸相接觸的設備以及制鹽、人造纖維、造紙、食品等工業(yè)用的耐蝕和清潔設備。1Cr17Mo2Ti鋼在氧化性酸中,例如在硝酸中其耐蝕性低于不含鉬的Cr17型鋼,故它不適于在氧化性酸中使用。 1Cr25Ti系高鉻含量的一種純鐵素體不銹鋼。它在1000~1100 ℃有良好的抗氧化性。此鋼的主要用途是制造耐氯鹽(如氯化鈉)溶液和不同濃度的硝酸或磷酸腐蝕的容器。也可制造換熱器、蛇形管和硝酸濃縮設備。由于含鉻量高、有б相脆性和475℃脆化敏感性,故長期使用溫度應避開б相形成溫度和450~550℃范圍。
張家界武陵源00Cr18Ni15Si4(Nb)是一種高硅含量的超低碳張家界武陵源鉻鎳奧氏體不銹鋼,其 特點是由于較多量硅的加入,在濃硝酸及含氧化劑的硝酸中耐蝕性非常優(yōu)良。同時在固溶狀態(tài)下具有較好的強度、塑性與沖擊韌性的搭配,也可以焊接。該鋼鐘主要用于濃硝酸(67%及以上)的生產(chǎn)貯裝置與設備,在含氧化劑的硝酸環(huán)境中工作的設備,以及核反應堆系統(tǒng)中的溶解器等。 1Cr18Ni12和0Cr18i9Cu3兩種鋼屬于穩(wěn)定的奧氏體不銹鋼。與常用的張家界武陵源0Cr18Ni9鋼相比,由于提高了鎳或加入了銅,其奧氏體基體更加穩(wěn)定,因而在經(jīng)受即使較大變形量的冷加工之后,也不會或基本上不發(fā)生馬氏體轉變,所以加工硬化傾向很小。并且冷加工之后材料的磁性沒有明顯增強,即仍然保持是無磁的。所以這兩種不銹鋼特別適應于冷鐓、深沖、旋壓等冷成形加工,可以減少中間退火次數(shù),實現(xiàn)多道次連續(xù)成形操作。尤其對于要求無磁的冷沖部件,更顯示其他不銹鋼無法取代的優(yōu)點。這兩種鋼主要用于弱腐蝕性環(huán)境中使用的緊固件、深沖件及有關設備,或在汽車、飛機及電氣設備中使用要求不生銹的沖壓零部件等
張家界武陵源1Cr18Ni12和張家界武陵源0Cr18Ni9Cu3兩種不銹鋼的耐蝕性很相近,在濕汽、鹽霧及海洋大氣中抗銹性均很好,在很多種有機和無機的化學介質(zhì)、食品及消毒液中,其耐蝕性均良好,對硝酸耐蝕性較好,對硫酸只在較小程度上耐蝕,而不耐鹽酸及其他鹵化物酸的腐蝕。在三種代表性的腐蝕環(huán)境中張家界武陵源0Cr18Ni9鋼和0Cr18Ni9Cu3鋼耐蝕性的對比列于表4-53,可看出兩者的耐蝕性基本相當。 0Cr18Ni9和0Cr18Ni9Cu3鋼的耐蝕性,mm/a 實驗條件 65%HNO3沸48h 5% H2SO4,沸48h 1%HCL,沸,48h 0Cr18Ni9Cu3 0.45 5.5 4.3 0Cr18Ni9 0.30-0.60 3.0-15.0 3.0-10.0 由于這兩種不銹鋼碳含量較高,故當其在450-900℃溫度區(qū)間內(nèi)加熱或緩慢冷卻通過該溫度區(qū)間時,鉻的碳化物就會沿晶界析出,導致耐晶間腐蝕性能下降。因此在設備制造和應用中應盡力避免這種情況。實在無法避免時,需視使用條件酌情再度固溶處理,以恢復材料良好的耐蝕性。
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