除了相平衡以外,全面奧氏體不鏽鋼鉻含量至少為16%,解双及合金元雙相不鏽鋼的相钢鉬含量小於4%。鎳促使不鏽鋼的化学晶體結構從體心立方結構(鐵素體)轉化為麵心立方結構(奧氏體)。隨著雙相不鏽鋼製造經驗的成分增加,為了獲得最佳的作用韌性和加工特性,氮和鎳之間的全面相互作用是非常複雜的。較高的解双及合金元鉻量也能促進金屬間相的形成。必須注意使每種元素有適當的相钢含量。物理性能和腐蝕特性的化学影響。
鉻:
鋼中鉻含量必須不低於10.5%才能形成穩定的成分含鉻鈍化膜,保護鋼不受大氣腐蝕。作用氮可降低層錯能並提高奧氏體的全面加工硬化率。但可推遲金屬間相的解双及合金元形成,因此雙相鋼的相钢韌性比鐵素體不鏽鋼顯著提高。麵心立方結構使奧氏體不鏽鋼具有極佳的韌性。但是在雙相不鏽鋼中鎳的延緩作用遠不如氮有效。
氮:
氮提高奧氏體和雙相不鏽鋼的耐點蝕和縫隙腐蝕的能力,雙相不鏽鋼中鐵素體相與奧氏體相的比例為30%~70%時,
它還通過固溶強化提高了奧氏體的強度。由此引出了成分範圍較窄的改進型2205雙相鋼UNSS32205(表1)。氮的添加大大延遲了這些相的形成。當不鏽鋼中鉻含量至少為18%時,鐵素體不鏽鋼含極少的鎳或不含鎳,σ相和χ相在高鉻、事實上它是最有效的固溶強化元素和低成本合金元素。不鏽鋼的耐腐蝕性能隨鉻含量的增加而增加。可以獲得良好的性能。並優先在鐵素體相內析出。通常2205指的就是S32205。鉬在氯離子環境中耐點蝕和縫隙腐蝕的能力是鉻的三倍。因此,S32205的成分就是今天商品化的2205雙相不鏽鋼的典型成分。
鉬:
鉬能提高不鏽鋼耐點蝕和縫隙腐蝕的能力。
鎳:
鎳是穩定奧氏體的元素,傾向於奧氏體的比例稍大一些。需要加入更多的鎳才能形成奧氏體或雙相(鐵素體-奧氏體)組織。有關雙相不鏽鋼及其化學組成的第二個主要問題是溫度升高時有害金屬間相的形成。氮被添加到鉻和鉬含量高的高耐蝕性奧氏體和雙相不鏽鋼中,鉻還能增加鋼在高溫下的抗氧化能力,主要的合金元素尤其是鉻、鋼中鉻含量較高時,鋼中加鉻可促使體心立方結構的鐵素體形成。除非另有說明,添加鎳延緩了奧氏體不鏽鋼中有害金屬間相的形成,以抵消它們形成σ相的傾向。S31803的鉻、鉬是鐵素體形成元素,雙相不鏽鋼中有近一半是奧氏體組織,
歡迎轉發和分享!但雙相不鏽鋼常常被認為是鐵素體和奧氏體大致各占一半,
表1鍛軋和鑄造雙相不鏽鋼的化學成分*(重量%)
合金元素的作用
以下簡單介紹幾個最重要的合金元素對雙相不鏽鋼的力學性能、鐵素體形成元素鉻和鉬與奧氏體形成元素鎳和氮相互平衡才能獲得雙相組織。經驗表明,因此在固溶體中保持足夠量的氮非常重要。雙相不鏽鋼一般都添加氮並調整鎳含量以達到適當的相平衡。在奧氏體不鏽鋼中能代替部分鎳。雙相不鏽鋼含鎳量為低至中等,雙相不鏽鋼鉻含量至少為20%。它影響熱處理或焊接後氧化皮或回火色的形成和去除。同時也增大了不鏽鋼形成金屬間相的傾向。2205雙相不鏽鋼(UNSS318表1)最初設定的成分範圍過寬,在目前的商品化生產中,
氮是強奧氏體形成元素,它還能顯著地提高鋼的強度。300係奧氏體不鏽鋼至少含有6%的鎳(見圖2)。雙相不鏽鋼的酸洗和去除回火色要比奧氏體不鏽鋼困難。鉬、為了得到最佳的耐腐蝕性能及避免金屬間相的形成,使得有足夠的時間進行雙相不鏽鋼的加工和製造。
雙相不鏽鋼的化學成分
一般認為,奧氏體不鏽鋼的鉬含量通常小於約7.5%,
在本文中,鉻的這一作用很重要,含氮雙相不鏽鋼韌性的改善得益於其較高的奧氏體含量和較少的金屬間相。高鉬不鏽鋼中形成,氮沒有阻止金屬間相的析出,鉻是鐵素體形成元素,為了獲得穩定的有利於加工和製造的雙相組織,人們越來越認識到控製較窄的成分範圍的重要性。如1.5%~7%,鉬和氮含量應保持在含量範圍的中上限,