服務(wù)熱線：常用高合金鋼中各元素對雙芯可調(diào)縮孔性能的影響
2018年10月05日
滄州五森管道有限公司
雙芯可調(diào)縮孔中常用的高合金鋼為含碳量小于0.10%的鉻鉬、鉻鎳、鉻鎳鉬耐熱鋼和不銹鋼。
雙芯可調(diào)縮孔用高合金鋼中，其主要影響元素有碳(C)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、硅(Si)等。除此之外，尚有硫(S)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)等雜質(zhì)元素。
1、碳(C)在高合金鋼中的作用
碳也是雙芯可調(diào)縮孔用高合金鋼中的強(qiáng)化元素，但不是主要強(qiáng)化元素，此時的強(qiáng)化元素主要是合金元素。為了滿足高合金鋼的塑性、韌性、耐蝕性和焊接性能的要求，它的含碳量一般不大于0.1%。
對于鉻鎳或鉻鎳鉬奧氏體不銹鋼，它的含碳量一般不大于0.08%。當(dāng)其含碳量小于等于0.03%時，由于含碳量較低，高溫強(qiáng)度也較低，故不宜用于525℃及以上的溫度環(huán)境中。作為高溫下耐熱用的高合金鋼，其含碳量應(yīng)大于等于0.04%，但此時奧氏體不銹鋼的抗晶間腐蝕性能下降。
2、鉻(Cr)在高合金鋼中的作用
鉻在鉻鉬高合金鋼中的作用與在雙芯可調(diào)縮孔用低合金鋼中的作用相似。
鉻在不銹耐熱鋼中，當(dāng)其含量超過12%時，使鋼具有良好的高溫抗氧化性和耐氧化介質(zhì)腐蝕作用，并增加鋼的熱強(qiáng)性。但鉻含量太高時或者處理不當(dāng)，易發(fā)生s相和475℃回火脆化。
在單一的鉻鋼中，材料的焊接性能隨鉻含量的增加而惡化。
3、鉬(Mo)在高合金鋼中的作用
鉬在雙芯可調(diào)縮孔用鉻鉬高合金鋼中的作用與在低合金鋼中的作用相似。
鉬在不銹耐熱鋼中，也能使鋼表面鈍化，但作用不如鉻 。鉬與鉻相反，它既能在還原性酸(HCI、H2SO4、H2SO3)中又能在強(qiáng)氧化性鹽溶液( 別是含有氯離子時)中，使鋼材表面鈍化。因此，鉬可以普遍提高鋼的抗蝕性能。
鉬加入奧氏體耐酸鋼中，能 地提高雙芯可調(diào)縮孔用材料對醋酸、環(huán)烷酸的抗蝕性。
在含有氯化物的溶液中，常會引起奧氏體耐酸鋼的點腐蝕和晶間腐蝕。材料中加入鉬后，這種傾向在很大程度上會被減緩或抑止。
4、鎳(Ni)在高合金鋼中的作用
鎳是擴(kuò)大g相區(qū)，形成無限固溶體的元素，它是雙芯可調(diào)縮孔用奧氏體不銹鋼中的主加元素。
鎳和碳不形成碳化物，它是形成和穩(wěn)定奧氏體的主要合金元素。鎳與鐵以互溶的形式存在于鋼中的a相和g相中，使之強(qiáng)化。
鎳能細(xì)化鐵素體晶粒，改善鋼的低溫性能。含鎳量超過一定值的碳鋼，其低溫脆化轉(zhuǎn)變溫度 降低，而低溫沖擊韌性 提高，因此雙芯可調(diào)縮孔用鎳鋼常用于低溫度材料。一般情況下，含鎳達(dá)到3.5%的鎳鋼可以在-100℃低溫下使用，含鎳達(dá)到9%的鎳鋼可在-196℃超低溫下使用。含鎳的低合金鋼還有較高的抗腐蝕疲勞的性能。鎳鋼不宜在含硫或一氧化碳的氣氛中加熱，因為鎳易與硫化合，在晶界上形成低熔點的NiS網(wǎng)狀組織而產(chǎn)生熱脆。在高溫時鎳將與一氧化碳化合形成Ni(CO)4氣體而由合金中逸出，從而在材料中留下孔洞。
在不銹耐熱鋼中，鎳與鉻、鉬等元素適當(dāng)配合使材料在常溫下為奧氏體組織，即得到所謂的奧氏體不銹鋼或耐熱鋼。然而，目前雙芯可調(diào)縮孔用鎳在全世界范圍內(nèi)都是一種比較稀缺的元素，故作為一種合金元素，應(yīng)該只有在用其它元素不能獲得所需要的性能時，才考慮使用它。
由于鎳可降低臨界轉(zhuǎn)變溫度和降低鋼中各元素的擴(kuò)散速度，因而它可提高鋼的淬透性。
鎳不增加鋼對蠕變的抗力，因此一般不作為熱強(qiáng)鋼中的強(qiáng)化元素。在奧氏體熱強(qiáng)鋼中，雙芯可調(diào)縮孔用鎳的作用只是使鋼奧氏體化，鋼的強(qiáng)度必須靠其它元素如鉬、鎢、釩、鈦、鋁來提高。
鎳是有一定抗腐蝕能力的元素，對酸、堿、鹽以及大氣均具有一定的抗蝕能力。
5、鈦(Ti)在高合金鋼中的作用
鈦是縮小g相區(qū)，形成g相圈的元素。
鈦是 強(qiáng)的碳化物形成元素，與氮、氧的親和力也極強(qiáng)，是良好的脫氣劑和固定氮、碳的有效元素，正因為這樣，含鈦的高合金鋼不宜用作鑄件。
在雙芯可調(diào)縮孔用奧氏體不銹鋼中，由于鈦能固定碳，有防止和減輕材料晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕的作用。如果奧氏體不銹鋼中的鈦、碳含量之比超過4.5時，由于此時材料中的氧、氮和碳可以全部被固定住，故使得材料對晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕和堿脆有很好的抗力。
當(dāng)鈦以碳化鈦微粒存在時，由于它能細(xì)化鋼的晶粒并成為奧氏體分解時的有效晶核，可使鋼的淬透性降低，但也使材料的高溫固溶強(qiáng)化效果降低。
鈦能提高雙芯可調(diào)縮孔用耐熱鋼的抗氧化性和熱強(qiáng)性。在高鎳含鋁合金中能形成g¢相[Ni3(Al，Ti)]，并彌散析出，從而提高材料的熱強(qiáng)性。目前，鈦越來越多地被用作航空、宇航工業(yè)材料。
鈦作為強(qiáng)碳化物形成元素，可以提高鋼在高溫、高壓、氫氣中的穩(wěn)定性。當(dāng)雙芯可調(diào)縮孔用鋼中的鈦含量達(dá)到碳含量的4倍時，可使鋼在高壓下對氫的穩(wěn)定性幾乎高達(dá)600℃以上。
6、硅(Si)在高合金鋼中的作用
硅在高合金鋼中常用于奧氏體-鐵素體或鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼中，起固溶強(qiáng)化作用。
各種奧氏體不銹鋼中加入約2%的硅，可以增強(qiáng)它們的高溫不起皮性。
在鉻、鉻鋁、鉻鎳、鉻鎢等鋼中加入硅，都將提高它們的高溫抗氧化性能。但硅含量太高時，雙芯可調(diào)縮孔用材料的表面脫碳傾向增加。
7、硫(S)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)等雜質(zhì)元素在雙芯可調(diào)縮孔用高合金鋼中的作用
同低合金鋼部分。
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