① 我們常說的不銹鋼為何能耐腐蝕,常見的合金元素有哪些
不銹鋼為什麼不易生銹,與其在基體內加入12.5%以上的鉻有關,在氧化性腐蝕介質中,鉻能使鋼表面很快地生成一層緻密的鈍化膜,防止金屬基體被破壞,當含鉻量在12.5%以上時,形成一層緻密的穩定的鈍化膜,防銹性能發生躍進式的實變,耐銹蝕能力大大增強,這就是為什麼不銹鋼中的含鉻量要有12%以上的原因。
而在此基礎上,添加不同類型、不同含量元素所起到的耐腐蝕效果各有不同:
鎳的添加:可使不銹鋼耐酸性有提高,同時,由於鎳是奧氏體形成元素,能減弱不銹鋼的磁性
鉬的添加:主要可使不銹鋼抗點腐蝕的能力提升,如果未改變原有鉻鎳含量的前提下,主要是因為有從奧氏體向鐵素體轉變的傾向,抗氧化性有所減弱,因此,在加鉬的同時,會添加部分的鎳
鈦的添加:可以使不銹鋼抗晶界腐蝕的能力提升,同樣降低碳含量也可以提升抗晶界腐蝕的能力
氮的添加:可有類似鎳的能力,由於是非金屬輕元素,添加量有限,量多易形成氮化鈦夾雜,而且其添加使不銹鋼加工硬化傾向明顯。
錳的添加:可以提高奧氏體形成,但耐蝕性有降低。
釩的添加:可提高不銹鋼的高溫強度,但對耐蝕性影響不大。
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② 奧氏體不銹鋼碳含量低
【不銹鋼含碳量低的原因】不銹鋼里含有很高的Cr了。Cr和碳能結合成碳化物Cr23C6或者Cr7C3,這些碳化物里含有的Cr非常高。也就是說,這些碳化物的形成是以大量消耗Cr為代價的。可想而知,一旦基體中的Cr含量大量下降,其防腐蝕性能必然會下降。對於奧氏體不銹鋼,由於Cr碳化物的析出,其抗晶間腐蝕能力顯著惡化,這便是所謂的敏化現象。
馬氏體不銹鋼則相對含有較多的碳。這是因為馬氏體鉻不銹鋼的主要合金元素是鐵、鉻和碳,如Cr大於13%時,不存在γ相,此類合金為單相鐵素體合金,在任何熱處理制度下也不能產生馬氏體,為此必須在內Fe-Cr二元合金中加入奧氏體形成元素,以擴大來說,C、N是有效元素,C、N元素添加使得合金允許更高的鉻含量。在馬氏體鉻不銹鋼中,除鉻外,C是另一個最重要的必備元素,事實上,馬氏體鉻不銹耐熱鋼是一類鐵、鉻、碳三元合金。
但是馬氏體不銹鋼的耐蝕性主要取決於鉻含量,而鋼中的碳由於與鉻形成穩定的碳化鉻,又間接的影響了鋼的耐蝕性。因此在13%Cr鋼中,碳含量越低,則耐蝕性越高。而在1Cr13、2Cr13、3Cr13及4Cr13四種鋼中,其耐蝕性與強度的順序恰好相反。另外,碳對不銹鋼基體的力學性能也有影響。
③ 降碳保鉻的含義
通過降低合金中碳元素的含量來達到加大鉻(合金)的硬度的目的!
④ 不銹鋼為什麼含碳量都很低
很正常,不銹鋼也有低碳型號的,例如一般的304,含碳量不高於0.08%,其低碳型號是304L,含碳量不高於0.03%。只要根據你的需求來選擇不銹鋼型號就沒有問題。
⑤ 碳的成分在不銹鋼中起什麼作用
我給你弄一份不銹鋼中元素的作用
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鋼材的質量及性能是根據需要而確定的,不同的需要,要有不同的元素含量
( 1 )碳;含碳量越高,剛的硬度就越高,但是它的可塑性和韌性就越差.
( 2 )硫;是鋼中的有害雜物,含硫較高的鋼在高溫進行壓力加工時,容易脆裂,通常叫作熱脆性.
( 3 )磷;能使鋼的可塑性及韌性明顯下降,特別的在低溫下更為嚴重,這種現象叫作冷脆性.在優質鋼中,硫和磷要嚴格控制.但從另方面看,在低碳鋼中含有較高的硫和磷,能使其切削易斷,對改善鋼的可切削性是有利的.
( 4 )錳;能提高鋼的強度,能消弱和消除硫的不良影響,並能提高鋼的淬透性,含錳量很高的高合金鋼(高錳鋼)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.
( 5 )硅;它可以提高鋼的硬度,但是可塑性和韌性下降,電工用的鋼中含有一定量的硅,能改善軟磁性能.
( 6 )鎢;能提高鋼的紅硬性和熱強性,並能提高鋼的耐磨性.
( 7 )鉻;能提高鋼的淬透性和耐磨性,能改善鋼的抗腐蝕能力和抗氧化作用.
( 8 )釩;能細化鋼的晶粒組織,提高鋼的強度,韌性和耐磨性.當它在高溫熔入奧氏體時,可增加鋼的淬透性;反之,當它在碳化物形態存在時,就會降低它的淬透性.
( 9 )鉬;可明顯的提高鋼的淬透性和熱強性,防止回火脆性,提高剩磁和嬌頑力.
( 10 )鈦;能細化鋼的晶粒組織,從而提高鋼的強度和韌性.在不銹鋼中,鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現象.
( 11 )鎳;能提高鋼的強度和韌性,提高淬透性.含量高時,可顯著改變鋼和合金的一些物理性能,提高鋼的抗腐蝕能力.
( 12 )硼;當鋼中含有微量的( 0.001 - 0.005 %)硼時,鋼的淬透性可以成倍的提高.
( 13 )鋁;能細化鋼的晶粒組織,阻抑低碳鋼的時效.提高鋼在低溫下的韌性,還能提高鋼的抗氧化性,提高鋼的耐磨性和疲勞強度等.
( 14 )銅;它的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能,特別是和磷配合使用時更為明顯.
⑥ 不銹鋼焊接時,為什麼要控制焊縫中的含碳量
並不是所有的奧氏體不銹鋼都要控制含碳量的。主要是針對一些能發生晶間腐蝕的介質,如一些酸類,要控制奧氏體不銹鐵的含碳量,主要是為了降低晶間腐蝕。
⑦ 不銹鋼焊接時為什麼要控制焊縫中的含碳量
你好 不銹鋼焊接後焊縫位置會出現貧鉻現象,焊縫位置防銹性能會有所下降,如果不控制好焊縫的碳含量,導致碳含量比母材高,會引起滲碳現象,降低母材的抗拉強度和防銹性能。所以要控制好焊接的碳含量。
⑧ 不銹鋼材料中的各種元素有什麼作用及其作用
不銹鋼材料中的各種元素及其作用:
1.鉻——是構成不銹鋼的基本元素。 鉻是決定不銹鋼耐腐蝕性能的最基本元素。在氧化性介質中,鉻能使鋼的表面很快形成 一層實際為腐蝕介質不能透過和不溶解的富鉻的氧化膜, 這層氧化膜很緻密, 並與金屬基本 結合得很牢固,保護鋼免受外界介質進一步氧化浸蝕;鉻還能有效地提高鋼的電極電位。當 含鉻量不低於 12.5%原子時,可使鋼的電極電位發生突變,由負電位升到正的電極電位。因而 可顯著提高鋼的耐蝕性。鉻的含量越高,鋼的耐蝕性能越好。當含鉻量達到 25%、37.5% 原子時,會發生第二次第三次的突變,使鋼具有更高的耐腐蝕性能。
2.鎳——單獨不能構成不銹鋼 鎳對不銹鋼耐腐蝕的影響,只有它與鉻配合時才能充分顯示出來。因為,低炭鎳鋼要獲 得純奧氏體組織,含鎳量需達 24%;要使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改變,含鎳量 需在 27%以上。所以,鎳不能單獨構成不銹鋼。而在含鉻 18%的鋼中加入 9%的鎳,就能 使鋼在常溫下獲得單一奧氏體組織,並可以提高鋼對非氧化性介質(如:稀、、磷酸等)的 耐蝕性,並能改善鋼的焊接和冷彎等的工藝性能。
3.錳和氮——可代替鉻鎳不銹鋼中的鎳 錳和氮在不銹鋼中有鎳相仿的作用。錳的穩定奧氏體作用為鎳的二分之一,而氮的作 用比鎳大很多,約為鎳的 40 倍左右。因而錳和氮可代鎳獲得單一的奧氏體組織。但錳的加 入會使含鉻低的不銹鋼耐蝕性降低。同時,高錳奧氏體鋼不易加工。因此,在不銹鋼中不單 獨使用錳,只用部分代替鎳。
4.碳——在不銹鋼中具有兩重性 碳在不銹鋼中的含量及其分布的形式,在很大程度上左右著不銹鋼的性能和組織:一方 面碳是穩定奧氏體元素,並作用的程度很大,約為鎳的 30 倍,含碳量高的(馬氏體)不銹 鋼,完全可以接受淬火強化,從而在機械性能方面可大大提高它的強度;另一方面由於碳和 鉻的親和力很大, 在不銹鋼中要佔用十七倍碳量的鉻與它結合成碳化鉻。 隨著鋼中含碳量的 增加,則與碳形成碳化物的鉻越多,從而顯著降低鋼的耐蝕性。所以,從強度與耐腐蝕性能 兩方面來看,碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。在實際應用中,為了達到耐腐蝕的目的, 不銹鋼的含碳量一般較低,在大多在 0.1%左右,為了進一步提高鋼的耐腐蝕能力,特別是 抗晶間腐蝕的能力,常採用超低碳的不銹鋼,含碳量在 0.03%甚至更低;但用於製造滾動 軸承、彈簧、工具等不銹鋼,由於要求有高的硬度和耐磨性,因而含碳量較高,一般均在 0. 85~1.00%之間。如 9Cr18 鋼等。
5.鉬和銅——能提高某些不銹鋼對某些介質的耐腐蝕性能 鉬和銅能提高不銹鋼對、醋酸等腐蝕介質的耐蝕能力。鉬還能顯著提高對含氯離子的介 質(如)以及有機酸中的耐蝕能力。但含鉬的不銹鋼不宜在硝酸中應用,含鉬的不銹鋼在沸 騰的 65%硝酸中的腐蝕速度比不含鉬的增加一倍;銅加入鉻錳氮不銹鋼中,會加速不銹鋼 的晶間腐蝕。 鉬對鋼獲得單一奧氏體組織有不利影響,因此在含鉬鋼中,為了使鋼在熱處理後具有單 一的奧氏體組織。鎳在錳等元素的含量要相應的提高。
6.硅和鋁——能提高不銹鋼的抗氧化能力 硅對提高鉻鋼抗氧化能力的作用很顯著,含 5%鉻及 1%硅的鋼,抗氧化的能力可與 12% 鉻鋼相等。如使鋼在 1000℃能抵抗氧化,含 0.5%硅時需要 22%的鉻,如加入 2.5~3%的 硅以後,只需要 12%的鉻就可以了。有資料還介紹,向 Cr15Ni20 的鉻鎳鋼中加 2.5%的硅, 抗氧化性能可相當 Cr15Ni60 的鉻鎳合金。 向高鉻鋼中加鋁也能使抗氧化性能顯著提高,它的作用與加硅的功能相仿。 向高鉻鋼中加硅和鋁的目的: 一是為了進一步提高鋼的抗氧化性能, 二是為了節約用鉻。 硅和鋁對提高鉻鋼抗氧化性能的作用雖然很大,但也有很多缺點。最主要的是它使鋼的 晶粒粗化和脆性傾向增大。
7.鎢和釩加入鋼中,其主要作用是提高鋼的熱強性。
8.硼 高鉻鐵素體不銹鋼(Cr17MO2Ti)中加 0.005%的硼,可使鋼在沸騰的 65%醋酸中的耐 腐蝕性能提高;奧氏體不銹鋼中加入微量(0.0006~0.0007%)的硼,可使鋼的熱態塑性改 善;硼對提高鋼的熱強性有良好的作用,可使不銹鋼的熱強性顯著提高;含硼的鉻鎳奧氏體 不銹鋼在原子能工業中有著特殊的用途。 但不銹鋼中含硼會使鋼的塑性和沖擊韌性降低。
9.除以上元素外,有些不銹鋼中還分別加入稀有金屬元素和稀土元素以改善鋼 的性能。 以上談到了構成不銹鋼的基本元素——鉻,和影響不銹鋼組織、性能的重要元素——碳, 以及改善不銹鋼性能和組織的添加元素——鎳、錳、氮、鈦、鈮、鉬、銅、硅、鋁、鎢、釩、 硼等十多個元素。 在工業上實際應用的不銹鋼, 很多鋼中同時存在著幾種至十幾種合金元素, 當幾種元素共存於不銹鋼這一統一體中時,決定不銹鋼組織的是各種元素影響的總和。 各種元素對不銹鋼組織的影響,根據其共同性,概括起來,基本上分屬於兩大類:一類 是形成或穩定奧氏體的元素,它們是碳、鎳、錳、氮、銅、以碳和氮的作用程度最大;另一 類是形成鐵素體的元素,它們是鉻、鎢、鉬、鈮、硅、鈦、釩、鋁等,這一類元素形成鐵素 體的作用,如以鉻為 1 來加以比較,其他元素的作用都比鉻大。 這兩類元素共存於不銹鋼中時,不銹鋼的組織就取決於他們互相影響的結果。如果穩定 奧氏體的元素的作用居於主要方面的話, 不銹鋼的組織就以奧氏體為主, 很少以至沒有鐵素 體; 如果他們的作用程度還不能使鋼的奧氏體保持至室溫的話, 這種不穩定的奧氏體在冷卻 時即發生馬氏體轉變, 鋼的組織則為馬氏體; 如果形成鐵素體的元素的作用成為主要方面的 話,鋼的組織則以鐵素體為主。 不銹鋼的性能除工藝因素外,主要取決於其內部組織的構成,而構成不銹鋼組織的是各 種合金元素在鋼中的總和。因此說,不銹鋼的性能,歸根到底主要是由合金元素決定的。 只含有鉻元素的不銹鋼,人們通常稱它為「不銹鐵」,工業上稱它為「鉻不銹鋼」。這類鋼都 具有磁性,他們的金相組織為鐵素體、馬氏體或鐵素體、馬氏體為主體的復相組織。這類鋼 具有抵抗大氣及弱腐蝕介質的能力,或有更高的耐腐蝕性能與抗氧化性能,或可淬火使用。 但他們的機械性能或工藝性能較差, 幾乎沒有焊接性能等等的不足之處。 這類鋼遠不能滿足 工業用鋼的特殊要求。 在鉻級不銹鋼的基體中,加入適量的鎳元素。如在含鉻 18%的低炭(0.12%以下的炭) 的鐵素體鋼中加入 8%的鎳後,在常溫下可獲得最理想的純奧氏體組織,這種鋼就是人們通 常所稱的無磁性的不銹鋼。這類鉻鎳不銹鋼與相同含鉻量的鐵素體或馬氏體耐酸不銹鋼比 較, 不僅具有更高的耐腐蝕性能, 更重要提他們具有良好的冷變形使之硬化的性能和焊接性 能,在常溫或低溫下均具有很高的塑性和沖擊韌性,不具磁性等等的優良性能。這類不銹鋼 的缺點是機械性能比較低, 對晶間腐蝕及應力腐蝕比較敏感, 但通過適量的合金添加劑或工 藝措施,就能改善或消除。 在鉻級不銹鋼的基本中,添加以錳為主要合金元素的不銹鋼。就是人們通常所講的「鉻錳 氮」不銹鋼。這類不銹鋼除強度比鉻鎳鋼為高外,其他如耐腐蝕性和工藝性能等都不如鉻鎳 奧氏體不銹鋼好。生產這類不銹鋼除個別情況下,主要是為了節約昂貴的鎳元素,所以這類 鋼又叫節鎳不銹鋼。
⑨ 化工設備用的不銹鋼為什麼含碳量都很低
碳在化工用不銹鋼中是有害元素,會降低防腐性能。