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316不锈钢中各元素有何作用(1)

作者:睿鑫金属 来源:佛山市睿鑫金属科技有限公司 发布日期:2019-12-06 14:46:57
信息摘要:
目前,已知的化学元素有100多种,在工业中常用的316不锈钢水管,316不锈钢料中可以遇到的化学元素约二十多种。…
目前,已知的化学元素有100多种,在工业中常用的316不锈钢316不锈钢料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的316不锈钢这一特殊钢系列来说,最常用的元素有十几种,除了组成钢的基本元素铁以外,对316不锈钢的性能与组织影响最大的元素是:碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外,都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。实际上工业上应用的316不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的,当几种元素共存于316不锈钢这一个统一体中时,它们的影响要比单独存在时复杂得多,因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用,而且要注意它们互相之间的影响,因此316不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。
一、各种元素对316不锈钢水管的性能和组织的影响和作用
1-1铬在316不锈钢中的决定作用:决定316不锈钢性属的元素只有一种,这就是铬,每种316不锈钢都含有一定数量的铬。迄今为止,还没有不含铬的316不锈钢。铬之所以成为决定316不锈钢性能的主要元素,根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后,促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明:
①铬使铁基固溶体的电极电位提高

②铬吸收铁的电子使铁钝化

钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多,主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。
316不锈钢水管
1-2.碳在316不锈钢中的两重性
碳是工业用钢的主要元素之一,钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式,在316不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在316不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面,一方面碳是稳定奥氏体的元素,并且作用的程度很大(约为镍的30倍),另一方面由于碳和铬的亲和力很大,与铬形成—系列复杂的碳化物。所以,从强度与耐腐烛性能两方面来看,碳在316不锈钢中的作用是互相矛盾的。
认识了这一影响的规律,我们就可以从不同的使用要求出发,选择不同含碳量的316不锈钢。
例如工业中应用最广泛的,也是最起码的316不锈钢——0Crl3~4Cr13这五个钢号的标准含铬量规定为12~14%,就是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑进去以后才决定的,目的即在于使碳与铬结合成碳化铬以后,固溶体中的含铬量不致低于11.7%这一最低限度的含铬量。

就这五个钢号来说由于含碳量不同,强度与耐腐蚀性能也是有区别的,0Cr13~2Crl3钢的耐腐蚀性较好但强度低于3Crl3和4Cr13钢,多用于制造结构零件,后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的零件。又如为了克服18-8铬镍316不锈钢的晶间腐蚀,可以将钢的含碳量降至0.03%以下,或者加入比铬和碳亲和力更大的元素(钛或铌),使之不形成碳化铬,再如当高硬度与耐磨性成为主要要求时,我们可以在增加钢的含碳量的同时适当地提高含铬量,做到既满足硬度与耐磨性的要求,又兼顾—定的耐腐蚀功能,工业上用作轴承、量具与刃具有316不锈钢9Cr18和9Cr17MoVCo钢,含碳量虽高达0.85~0.95%,由于它们的含铬量也相应地提高了,所以仍保证了耐腐蚀的要求。
总的来讲,目前工业中获得应用的316不锈钢的含碳量都是比较低的,大多数316不锈钢的含碳量在0.1~0.4%之间,耐酸钢则以含碳0.1~0.2%的居多。含碳量大于0.4%的316不锈钢仅占钢号总数的一小部分,这是因为在大多数使用条件下,316不锈钢总是以耐腐蚀为主要目的。此外,较低的含碳量也是出于某些工艺上的要求,如易于焊接及冷变形等。
下一篇,我们将继续讲述各种元素对316不锈钢的性能和组织的影响和作用。如果对管件有兴趣,请联系我司。



 
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