① 雙相不銹鋼的材質與特點是什麼
雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,簡稱DSS),指鐵素體與奧氏體各約佔50%,一般較少相的含量最少也需要達到30%的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。
該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不銹鋼。
性能特點
雙相不銹鋼有以下性能特點:
(1)含鉬雙相不銹鋼在低應力下有良好的耐氯化物應力腐蝕性能。一般18-8型奧氏體不銹鋼在60°C以上中性氯化物溶液中容易發生應力腐蝕斷裂,在微量氯化物及硫化氫工業介質中用這類不銹鋼製造的熱交換器、蒸發器等設備都存在著產生應力腐蝕斷裂的傾向,而雙相不銹鋼卻有良好的抵抗能力。
(2)含鉬雙相不銹鋼有良好的耐孔蝕性能。在具有相同的孔蝕抗力當量值(PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%)時,雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼的臨界孔蝕電位相仿。雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼耐孔蝕性能與AISI 316L相當。含25%Cr的,尤其是含氮的高鉻雙相不銹鋼的耐孔蝕和縫隙腐蝕性能超過了AISI 316L。
(3)具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。在某些腐蝕介質的條件下,適用於製作泵、閥等動力設備。
(4)綜合力學性能好。有較高的強度和疲勞強度,屈服強度是18-8型奧氏體不銹鋼的2倍。固溶態的延伸率達到25%,韌性值AK(V型槽口)在100J以上。
(5)可焊性良好,熱裂傾向小,一般焊前不需預熱,焊後不需熱處理,可與18-8型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接。
(6)含低鉻(18%Cr)的雙相不銹鋼熱加工溫度范圍比18-8型奧氏體不銹鋼寬,抗力小,可不經過鍛造,直接軋制開坯生產鋼板。含高鉻(25%Cr)的雙相不銹鋼熱加工比奧氏體不銹鋼略顯困難,可以生產板、管和絲等產品。
(7)冷加工時比18-8型奧氏體不銹鋼加工硬化效應大,在管、板承受變形初期,需施加較大應力才能變形。
(8)與奧氏體不銹鋼相比,導熱系數大,線膨脹系數小,適合用作設備的襯里和生產復合板。也適合製作熱交換器的管芯,換熱效率比奧氏體不銹鋼高。
(9)仍有高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆性傾向,不宜用在高於300°C的工作條件。雙相不銹鋼中含鉻量愈低,σ等脆性相的危害性也愈小。
② 求不銹鋼基礎知識
化學成分
不銹鋼的耐蝕性隨含碳量的增加而降低,因此,大多數不銹鋼的含碳量均較低,有些鋼的wC(含碳量)甚至低於0.03%(如00Cr12)。不銹鋼中的主要合金元素是Cr,只有當Cr含量達到一定值時,鋼才有耐蝕性。因此,不銹鋼一般wCr均在13%以上。不銹鋼中還含有Ni、Ti、Mn、N、Nb等元素。
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種類
不銹鋼常按組織狀態分為:馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼等。另外,可按成分分為:鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。
1、鐵素體不銹鋼:含鉻12%~30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高,耐氯化物應力腐蝕性能優於其他種類不銹鋼。
屬於這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕,並具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數小等特點,用於硝酸及食品工廠設備,也可製作在高溫下工作的零件,如燃氣輪機零件等。
2、奧氏體不銹鋼:含鉻大於18%,還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好,可耐多種介質腐蝕。奧氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的wC<0.08%,鋼號中標記為「0」。這類鋼中含有大量的Ni和Cr,使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能,在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好,用來製作耐酸設備,如耐蝕容器及設備襯里、輸送管道、耐硝酸的設備零件等。奧氏體不銹鋼一般採用固溶處理,即將鋼加熱至1050~1150℃,然後水冷,以獲得單相奧氏體組織。
3、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼:兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點,並具有超塑性。
奧氏體和鐵素體組織各約佔一半的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不銹鋼。
4、馬氏體不銹鋼:強度高,但塑性和可焊性較差。
馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等,因含碳較高,故具有較高的強度、硬度和耐磨性,但耐蝕性稍差,用於力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上,如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理後使用的。
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不銹鋼歷史
畢業於英國謝菲爾德大學的著名冶金科學家亨利·布雷爾利(Harry Brearley)於20世紀初期發明了不銹鋼。
不銹鋼的發明和使用,要追溯到第一次世界大戰時期。英國科學家布享利·布雷爾利受英國政府軍部兵工廠委託,研究武器的改進工作。那時,士兵用的步槍槍膛極易磨損,布雷爾利想發明一種不易磨損的合金鋼。布雷爾利發明的不銹鋼於1916年取得英國專利權並開始大量生產,至此,從垃圾堆中偶然發現的不銹鋼便風靡全球,亨利·布雷爾利也被譽為「不銹鋼之父」。
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不銹鋼作用
不銹鋼不會產生腐蝕、點蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼還是建築用金屬材料中強度最高的材料之一。由於不銹鋼具有良好的耐腐蝕性,所以它能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。含鉻不銹鋼還集機械強度和高延伸性於一身,易於部件的加工製造,可滿足建築師和結構設計人員的需要。
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不銹鋼牌號分組
沉澱硬化型不銹鋼。具有很好的成形性能和良好的焊接性,可作為超高強度的材料在核工業、航空和航天工業中應用。
按成分可分為Cr系(400系列)、Cr-Ni系(300系列)、Cr-Mn-Ni(200系列)及析出硬化系(600系列)。
200.系列—鉻-錳 氮 奧氏體不銹鋼
300.系列—鉻-鎳 奧氏體不銹鋼
301—延展性好,用於成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強度優於304不銹鋼。
302—耐腐蝕性同304,由於含碳相對要高因而強度更好。
303—通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工。
304— 即18/8不銹鋼。GB牌號為0Cr18Ni9。
309—較之304有更好的耐溫性。
316—繼304之後,第二個得到最廣泛應用的鋼種,主要用於食品工業、制葯行業和外科手術器材,添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由於較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作「船用鋼」來使用。SS316則通常用於核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個應用級別。[1] 型號 321—除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫銹蝕的風險之外其他性能類似304。
400.系列—鐵素體和馬氏體不銹鋼。
408—耐熱性好,弱抗腐蝕性,11%的Cr,8%的Ni。
409—最廉價的型號(英美),通常用作汽車排氣管,屬鐵素體不銹鋼(鉻鋼)。
410—馬氏體(高強度鉻鋼),耐磨性好,抗腐蝕性較差。
416—添加了硫改善了材料的加工性能。
420—「刃具級」馬氏體鋼,類似布氏高鉻鋼這種最早的不銹鋼。也用於外科手術刀具,可以做的非常光亮。
430—鐵素體不銹鋼,裝飾用,例如用於汽車飾品。良好的成型性,但耐溫性和抗腐蝕性要差。
440—高強度刃具鋼,含碳稍高,經過適當的熱處理後可以獲得較高屈服強度,硬度可以達到58HRC,屬於最硬的不銹鋼之列。最常見的應用例子就是「剃須刀片」。常用型號有 三種:440A、440B、440C,另外還有440F(易加工型)。
500.系列—耐熱鉻合金鋼。
600.系列—馬氏體沉澱硬化不銹鋼。
不銹鋼630—最常用的沉澱硬化不銹鋼型號,通常也叫17-4;17%Cr,4%Ni。
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不銹鋼為什麼耐腐蝕?
當鋼中鉻量原子數量不低於12.5%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。阻止電化學腐蝕。
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不銹鋼的類型
「不銹鋼」一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼,而是表示一百多種工業不銹鋼,所開發的每種不銹鋼都在其特定的應用領域具有良好的性能。成功的關鍵首先是要弄清用途,然後再確定正確的鋼種。有關不銹鋼的進一步詳細情況可參見由NiDI編制的"不銹鋼指南"軟盤。
幸而和建築構造應用領域有關的鋼種通常只有六種。它們都含有17~22%的鉻,較好的鋼種還含有鎳。添加鉬可進一步改善大氣腐蝕性,特別是耐含氯化物大氣的腐蝕 不銹鋼。
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不銹鋼的優點
經驗表明,大氣的腐蝕程度因地域而異。為便於說明,建議把地域分成四類,即 :鄉村,城市,工業區和沿海地區。
鄉村是基本上無污染的區域。該區人口密度低,只有無污染的工業。
城市為典型的居住、商業和輕工業區,該區內有輕度污染,例如交通污染。
工業區為重工業造成大氣污染的區域。污染可能是由於燃油所形成的氣體,例如硫和氮的氧化物,或者是化工廠或加工廠釋放的其它氣體。空氣中懸游的顆粒,像鋼鐵生產過程中產生的灰塵或氧化鐵的沉積也會使腐蝕增加。
沿海地區通常指的是距海邊一英里以內的區域。但是,海洋大氣可以向內陸縱深蔓延,在海島上更是如此,盛行風來自海洋,而且氣候惡劣。例如,英國氣候條件就是如此,所以整個國家都屬於沿海區域。如果風中夾雜著海洋霧氣,特別是由於蒸發造成鹽沉積集聚,再加上雨水少,不經常被雨水沖刷,沿海區域的條件就更加不利。如果還有工業污染的話,腐蝕性就更大。
美國、英國、法國、義大利、瑞典和澳大利亞所進行的研究工作已經確定了這些區域對各種不銹鋼耐大氣腐蝕的影響。有關內容在NiIDI出版的《建築師便覽》中作了簡單介紹,該書中的表可以幫助設計人員為各種區域選擇成本效益最好的不銹鋼。
在進行選擇時,重要的是確定是否還有當地的因素影響使用現場環境。例如,不銹鋼用在工廠煙囪的下方,用在空調排氣擋板附近或廢鋼場附近,會存在非一般的條件。
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維修及清理
和其它曝露於大氣中的材料一樣,不銹鋼也會臟。今後的講座將分析影響維修及清理成本的設計因素。但是,在雨水沖刷,人工沖洗和已臟表面之間還存在著一種相互關系。
通過把相同的板條直接放在大氣中和放在有棚的地方確定了雨水沖刷的效果。人工沖洗的效果是通過人工用海綿沾上肥皂水每隔六個月擦洗每塊板條的右邊來確定的。結果發現,與放在有棚的地方和不被沖洗的地方的板條相比,通過雨水沖刷和人工擦洗去除表面的灰塵和淤積對表面情況有良好的作用。而且還發現,表面加工的狀況也有影響,表面平滑的板條比表面粗糙的板條效果要好。
因此洗刷的間隔時間受多種因素影響,主要的影響因素是所要求的審美標准。雖然許多不銹鋼幕牆僅僅是在擦玻璃時才進行沖洗,但是,一般來講,用於外部的不銹鋼每年洗刷兩次。
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典型用途
大多數的使用要求是長期保持建築物的原有外貌。在確定要選用的不銹鋼類型時,主要考慮的是所要求的審美標准、所在地大氣的腐蝕性以及要採用的清理制度。
然而,其它應用越來越多的只是尋求結構的完整性或不透水性。例如,工業建築的屋頂和側牆。在這些應用中,物主的建造成本可能比審美更為重要,表面不很乾凈也可以。
在乾燥的室內環境中使用304不銹鋼效果相當好。但是,在鄉村和城市要想在戶外保持其外觀,就需經常進行清洗。在污染嚴重的工業區和沿海地區,表面會非常臟,甚至產生銹蝕。但要獲得戶外環境中的審美效果,就需採用含鎳不銹鋼。所以,304不銹鋼廣泛用於幕牆、側牆、屋頂及其它建築用途,但在侵蝕性嚴重的工業或海洋大氣中,最好採用316不銹鋼。 不銹鋼拉門現在,人們已充分認識到了在結構應用中使用不銹鋼的優越性。有幾種設計准則中包括了304和316不銹鋼。因為"雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強度及彈限強度融為一體,所以,歐洲准則中也包括了這種鋼。
產品形狀
實際上,不銹鋼是以全標準的金屬形狀和尺寸生產製造的,而且還有許多特殊形狀。最常用的產品是用薄板和帶鋼製成的,也用中厚板生產特殊產品,例如,生產熱軋結構型鋼和擠壓結構型鋼。而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊管或無縫鋼管及其它形式的產品,包括型材、棒材、線材和鑄件。十、表面狀態正如後面將談到的,為了滿足建築師們美學的要求,已開發出了多種不同的商用表面加工。例如,表面可以是高反射的或者無光澤的;可以是光面的、拋光的或壓花的;可以是著色的、彩色的、電鍍的或者在不銹鋼表面蝕刻有圖案,也可進行拉絲等,以滿足設計人員對外觀的各種要求。
保持表面狀態是容易的。只需偶爾進行沖洗就能去除灰塵。由於耐腐蝕性良好,也可以容易地去除表面的塗寫污染或類似的其它表面污染。
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未來展望
由於不銹鋼已具備建築材料所要求的許多理想性能,它在金屬中可以說是獨一無二的,而其發展仍在繼續。為使不銹鋼在傳統的應用中性能更好,一直在改進現有的類型,而且,為了滿足高級建築應用的嚴格要求,正在開發新的不銹鋼。由於生產效率不斷提高,質量不斷改進,不銹鋼已成為建築師們選擇的最具有成本效益的材料之一。不銹鋼集性能、外觀和使用特性於一身,所以不銹鋼仍將是世界上最佳的建築材料之一。中國不銹鋼營銷網整合了不銹鋼及不銹鋼供應鏈信息的服務平台,通過設立不銹鋼行業資訊、行業觀察、企業管理、不銹鋼設計、不銹鋼論壇、設備材料、展會信息、不銹鋼知識、人才招聘等各種欄目,通過最新信息、資料庫、資料庫、分析預測、交流平台等為會員單位和世界各國用戶,提供中國不銹鋼業以的信息和咨詢服務;為不銹鋼業和相關產業提供貿易信息,尋找商業機會;傳播不銹鋼文化和家居生活藝術,提供不銹鋼消費知識。
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不銹鋼的標識方法
鋼的編號和表示方法
①用國際化學元素符號和本國的符號來表示化學成份,用阿拉伯字母來表示成份含量:
如:中國、俄國 12CrNi3A
②用固定位數數字來表示鋼類系列或數字;如:美國、日本、300系、400系、200系;
③用拉丁字母和順序組成序號,只表示用途。
我國的編號規則
①採用元素符號
②用途、漢語拼音,平爐鋼:P、 沸騰鋼:F、 鎮靜鋼:B、甲類鋼:A、T8:特8、
GCr15:滾珠
◆合金鋼、彈簧鋼,如:20CrMnTi 60SiMn、(用萬分之幾表示C含量)
◆不銹鋼、合金工具鋼(用千分之幾表示C含量),如:1Cr18Ni9 千分之一(即
0.1%C),不銹 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如00Cr17Ni13Mo
國際不銹鋼標示方法
美國鋼鐵學會是用三位數字來標示各種標准級的可鍛不銹鋼的。其中:
①奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數字標示,例如,某些較普通的奧氏體不銹鋼
是以201、 304、 316以及310為標記。
不銹鋼②鐵素體和馬氏體型不銹鋼用400系列的數字表示。
③鐵素體不銹鋼是以430和446為標記,馬氏體不銹鋼 是以410、420以及440C為標
記,雙相(奧氏體-鐵素體),
④不銹鋼、沉澱硬化不銹鋼以及含鐵量低於50%的高合金通常是採用專利名稱或商標命名。
4).標準的分類和分級
4-1分級分類:
①國家標准GB ②行業標准YB ③地方標准 ④企業標准Q/CB
4-2 分類:
①產品標准 ②包裝標准 ③方法標准 ④基礎標准
4-3 標准水平(分三級):
Y級:國際先進水平 I級:國際一般水平 H級:國內先進水平
4-4國標
GB1220-84 不銹棒材(I級) GB4241-84 不銹焊接盤園(H級)
GB4356-84 不銹焊接盤園(I級) GB1270-80 不銹管材(I級)
GB12771-91 不銹焊管(Y級) GB3280-84 不銹冷板(I級)
GB4237-84 不銹熱板(I級) GB4239-91 不銹冷帶(I級)
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不銹鋼表面損傷和夾帶外來物的清洗
粉塵
製作經常是在有粉塵的場地進行,空氣中常帶有許多粉塵,它們不斷地落在設備表面。它們可以用水或鹼性溶液去除掉。不過,有附著力的塵垢需要高壓水或蒸氣進行清理。
浮鐵粉或嵌入的鐵
在任何錶面上,游離鐵都會生銹並使不銹鋼產生腐蝕。因此,必須清除。浮粉一般可隨粉塵一起清除掉。有些粘著力很強,必須按嵌入的鐵處理。除粉塵外,表面鐵的來源很多,其中包括用普通碳鋼鋼絲刷清理和用以前在普碳鋼,低合金鋼或鑄鐵件上使用過的砂子、玻璃珠或其它磨料進行噴丸處理,或在不銹鋼部件及設備附近對前面提到的非不銹鋼製品進行修磨。在下料或吊過過程中如果不對不銹鋼採取保護措施,鋼絲繩、吊具和工作檯面上的鐵很容易嵌入或玷污表面。
訂貨要求和製作後檢查可以防止並發現游離鐵的存在,ASTM標准A380[3]規定了檢查不銹鋼表面鐵或鋼微粒的鐵銹試驗法。當要求絕對不能有鐵存在的時候,應該使用這種檢驗方法。如果結果令人滿意,應用干凈的純水或硝酸對表面進行洗滌,直到深藍色完全消失。
正如標准A380[3]指出的如果鐵銹試驗溶液不能全部清除干凈,不推薦在設備的工藝表面,即用來生產人類消費品的直接接觸表面採用這種試驗方法。比較簡單的試驗方法是在水中暴露12~24小時,檢查是否有銹斑。這種試驗靈敏性差,而且耗時。這些都是檢測試驗,不是清理方法。如果發現有鐵存在,必須用後面介紹的化學和電化學的方法進行清理。
劃痕
為了防止工藝潤滑劑或生成物和/或污物積留,必須對劃痕和其它粗糙表面進行機械清理一般都是用不銹鋼專用拋光機去除.
熱回火色和其它氧化層
如果在焊接或修磨過程中不銹鋼在空氣中被加熱到一定的高溫,焊縫兩側、焊縫的下表面和底部都會出現鉻氧化物熱回火色。熱回火色比氧化保護膜薄,而且明顯可見。顏色決定於厚度,可呈見彩虹色、藍色、紫色到淡黃色和棕色。較厚的氧化物一般為黑色。它是由於在高溫或長時間在較高度下停留所致。當出現任何一種這類氧化層時,金屬表面的鉻含量都會降低,造成這些區域的耐腐蝕性降低。在這種情況下,不僅要消除熱回火色和其它氧化層,還應對它們下面的貧鉻金屬層進行清理。
銹斑
製作前或製作過程中有時會看到不銹鋼產品或設備上生銹,這說明表面受到嚴重污染。設備投入使用前必須把銹清除掉,徹底清理過的表面應通過鐵試驗和/或水試驗進行檢驗。
粗糙的研磨和機加工
研磨和機加工都會造成表面粗糙,留有凹槽,重疊和毛刺等缺陷。每種缺陷也可能使金屬表面損傷到一定深度,以至於受損傷的金屬表面無法通過酸洗,電拋光或噴丸(如干噴砂,磨料用玻璃珠)等方法清理掉。粗糙表面能夠成為發生腐蝕和沉積生成物的發源地,重焊前清理焊縫缺陷或清除多餘的焊縫加強高都不能用粗磨進行研磨。對後一種情況,應再用細磨料研磨。
焊接引弧斑痕
焊工在金屬表面引弧時,會造成表面粗糙缺陷。保護膜受損,留下潛在的腐蝕源。焊工應在已經焊好的焊道上或在焊縫接頭的側邊引弧。然後將引弧痕跡熔入焊縫中。
焊接飛濺
焊接飛濺與焊接工藝有很大關系。例如:GTAM(氣體保護鎢極電弧焊)或TIG(惰性氣體保護鎢極焊)沒有飛濺。但是,採用GMAW(氣體保護金屬電弧焊)和FCAW(帶焊劑芯的電弧焊)兩種焊接工藝時如果焊接參數使用不當會造成大量飛濺。出現這種情況時,必須調整參數。如果要解決焊接飛濺的問題,焊接前應在接頭的每一邊塗上防濺劑,這樣可以消除飛濺物的附著力。焊完後可以很容易地將這種防濺劑及各種飛濺物清理掉,可不損傷表面或帶來輕微損傷。
焊劑
利用焊劑進行焊接的工藝有手工焊,帶焊劑芯電弧焊和埋弧焊,這些焊接工藝都會在表面留下細小的焊劑顆粒,普通的清理方法無法將它們清除掉。這此顆粒將是縫隙腐蝕的腐蝕源,必須採用機械清理方法去除這些殘留焊劑。
焊接缺陷
焊接缺陷如:咬邊、未焊透、密集氣孔和裂紋不僅降低接頭的牢固性,而且還會成為縫隙腐蝕的腐蝕源。改善這種結果進行清理操作時,它們還會夾帶固體顆粒。這些缺陷可通過重新焊接或修磨後重焊進行修補。
油和油脂
有機物質如:油,油脂甚至指印都會成為局部腐蝕的腐蝕源。由於這些物質能起屏障作用,它們會影響化學和電化學清理效果,因而必須徹底清理掉。ASTM A380有一種簡單的斷水(WATERBREAK)試驗檢測有機污染物。試驗時,從垂直表面的頂部澆下水,在向下流的過程中水會沿著有機物質的周圍分開。熔劑和/或酸性化學清洗劑可清除油跡和油脂。
殘余粘合劑
撕掉膠帶和保護紙時,粘合劑總有一部分殘留在不銹鋼表面。如果粘全劑還沒硬,可以用有機熔劑去除。但是,當曝露在光和/或空氣中時,粘全劑變硬,形成縫隙腐蝕的腐蝕源。然後需要用細磨料進行機械清理。
油漆、粉筆和標記筆印
這些污染物的影響與油和油脂的影響相似。建議用干凈的刷子和干凈的水或鹼性清洗劑進行洗滌,也可以使用高壓水或蒸汽沖洗。 硬態301不銹鋼在使用狀態下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%,具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳,有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,這類鋼具導熱系數大,膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點,多用於製造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊後塑性和耐蝕性明顯降低等缺點,因而限制了它的應用。爐外精煉技術(AOD或VOD)的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低,因此使這類鋼獲得廣泛應用。
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不銹鋼和碳鋼的物理性能數據對比
碳鋼的密度略高於鐵素體和馬氏體型不銹鋼,而略低於奧氏體型不銹鋼;電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不銹鋼排序遞增;線膨脹系數大小的排序也類似,奧氏體型不銹鋼最高而碳鋼最小;碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不銹鋼有磁性,奧氏體型不銹鋼無磁性,但其冷加工硬化生成馬氏體相變時將會產生磁性,可用熱處理方法來消除這種馬氏體組織而恢復其無磁性。
奧氏體型不銹鋼與碳鋼相比,具有下列特點:
1)高的電阻率,約為碳鋼的5倍。
2)大的線膨脹系數,比碳鋼大40%,並隨著溫度的升高,線膨脹系數的數值也相應地提高。
3)低的熱導率,約為碳鋼的1/3。
③ 不銹鋼2507和2205的區別是什麼
*PREN值:%Cr + 3.3x%Mo + 16x%N
三、2205(S31803,F51,1.4462)雙相不銹鋼物理和機械性能:
1、2205(S31803,F51,1.4462)雙相鋼密度:8.0g/cm3。
2、2205(S31803,F51,1.4462)雙相鋼抗拉強度:σb≥620Mpa。
3、2205(S31803,F51,1.4462)雙相鋼屈服強度:σ0.2≥450Mpa
4、22205(S31803,F51,1.4462)雙相鋼延伸率:δ≥25%。
四、2205(S31803,F51,1.4462)雙相不銹鋼抗腐蝕能力:
1、均勻腐蝕:由於2205雙相鋼鉻含量(22%),鉬(3%)及氮含量(0.18%),2205的抗腐蝕特性在大多數環境下優於316L和317L。
2、局部抗腐蝕:2205雙相鋼中鉻、鉬及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中,對點腐蝕及隙腐蝕具有很強的抵抗能力。
3、抗應力腐蝕:2205雙相鋼的雙相微觀結構有助於提高不銹鋼的抗應力腐蝕龜裂能力。在一定的溫度、應張力、氧氣及氯化物存在的情況下,奧氏體不銹鋼會發生氯化物應力腐蝕。由於這些條件不易控制,因此304L、316L和317L的使用在這方面受到限制。
4、抗腐蝕疲勞:2205雙相鋼的高強度及抗腐蝕能力使其具有很高的抗腐蝕疲勞強度。加工設備易受腐蝕環境和載入循環的影響,2205的特性非常適合這樣的應用。
五、2205(S31803,F51,1.4462)雙相不銹鋼結構:
2205(S31803,F51,1.4462)雙相鋼的化學成分在經過1900°/1922°F (1040°/1080°C)固熔退火處理後,可獲得理想的微觀結構50 α / 50 γ 。如果熱處理的溫度高於2000°F,可能會導致鐵素體成分的增加。像其他的雙相不銹鋼一樣,2205雙相鋼易受金屬間相析出的影響。金屬間相在1300°F和1800°F之間析出,在1600°F溫度下,其析出速度最快。因此,我們需對2205進行試驗,確保無金屬間相,,試驗參考ASTM-A923。
六、2205(S31803,F51,1.4462)雙相不銹鋼加工性能:
1、熱成形:我們建議成形應盡量在600°F 溫度以下進行。在進行熱成形處理時,整個工件應整體受熱,應在1750°F 到2250°F 的溫度范圍內進行,2205雙相鋼在此溫度下非常柔軟。如果溫度過高,2205雙相鋼易於熱撕裂。如果低於此溫度,奧氏體就會發生斷裂。低於1700°F時,由於溫度和形變的影響,金屬間相會很快形成。熱成形進行完後,應立即對其在最低為1900°F 的溫度下進行固熔退火,並進行淬火來還原其相位平衡、韌性及抗腐蝕能力。我們不建議進行應力消除,但如果必須這樣做,材料應在最低為1900°F 的溫度下進行固熔退火,然後迅速冷卻,進行水淬火。
2、冷成形:2205雙相鋼可以進行切割和冷成形。然而,由於2205雙相鋼自身的高強度及硬度,它比奧氏體鋼鐵更需要進行冷成形,,也正因為它的高強度,要充分考慮到回彈的因素。
3、熱處理:2205雙相鋼應在最低為1900°F 的溫度下進行退火處理,然後迅速冷卻,進行水淬火。這項處理應用於固熔退火及應力解除。應力解除處理如在低於1900°F 的溫度下進行,容易導致有害的金屬或非金屬相位的析出。
4、機械切削性:在高速的機床上,2205雙相鋼的進給率和切削速度和316L是一樣的。如果採用炭化刀,切割速度與316L 相比降低了大約20%,機器設備及其部件的性能在此起著關鍵性的作用。
5、焊接:2205 合金的焊接性很好。2205雙相鋼所要達到的性能為焊接金屬和熱變質部分仍然保持和基底金屬同樣的抗腐蝕能力、強度及韌性。2205雙相鋼的焊接難度不大,但需設計其焊接程序,以便焊接後,可以保持良好的相位平衡狀態,避免有害的金屬相位或非金屬相位的析出。
七、2205(S31803,F51,1.4462)雙相不銹鋼應用領域:
2205雙相鋼應用領域:中性氯化物環境,煉油工業,石油化學和化學工業,化學工業用輸送管道,石油和天然氣工業,紙漿和造紙工業,化肥工業,尿素工業,磷肥工業,海水環境,能源與環保工業,輕工和食品工業,食品和制葯工業的設備,高強度結構件,海底管線,煙機脫硫,滲透脫鹽淡化設備,硫酸廠,海洋工程緊固件等。
八、2205(S31803,F51,1.4462)雙相不銹鋼的品種規格與供應狀態:
1、上海秉爭實業品種分類:2205無縫管、2205鋼板、2205圓鋼、2205鍛件、2205法蘭、2205圓環、2205焊管、2205鋼帶、2205絲材及2205配套焊材。
2、交貨狀態:無縫管:固溶+酸白,長度可定尺;板材:固溶、酸洗、切邊;焊管:固溶酸白+RT%探傷,鍛件:退火+車光;棒材以鍛軋狀態、表面磨光或車光;帶材經冷軋、固溶軟態、去氧化皮交貨;絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細磨光狀態交貨。
④ 璋佺煡閬撲粈涔堟槸鍙岀浉涓嶉攬閽
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⑤ 雙相鋼以及雙相不銹鋼的性能特點主要有哪些
雙相鋼就是雙相不銹鋼
雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,簡稱DSS),指鐵素體與奧氏體各約佔50%,一般較少相的含量最少也需要達到30%的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。
該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不銹鋼。
歷史發展
雙相不銹鋼從20世紀40年代在美國誕生以來,已經發展到第三代。它的主要特點是屈服強度可達400-550MPa,是普通不銹鋼的2倍,因此可以節約用材,降低設備製造成本。在抗腐蝕方面,特別是介質環境比較惡劣(如海水,氯離子含量較高)的條件下,雙相不銹鋼的抗點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優於普通的奧氏體不銹鋼,可以與高合金奧氏體不銹鋼媲美。
材料介紹
性能特點
由於兩相組織的特點,通過正確控制化學成分和熱處理工藝,使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點,它將奧氏體不銹鋼所具有的優良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強度和耐
氯化物應力腐蝕性能結合在一起,正是這些優越的性能使雙相不銹鋼作為可焊接的結構材料發展迅速,80年代以來已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不銹鋼並列的一個鋼類。雙相不銹鋼有以下性能特點:
(1)含鉬雙相不銹鋼在低應力下有良好的耐氯化物應力腐蝕性能。一般18-8型奧氏體不銹鋼在60°C以上中性氯化物溶液中容易發生應力腐蝕斷裂,在微量氯化物及硫化氫工業介質中用這類不銹鋼製造的熱交換器、蒸發器等設備都存在著產生應力腐蝕斷裂的傾向,而雙相不銹鋼卻有良好的抵抗能力。
(2)含鉬雙相不銹鋼有良好的耐孔蝕性能。在具有相同的孔蝕抗力當量值(PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%)時,雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼的臨界孔蝕電位相仿。雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼耐孔蝕性能與AISI 316L相當。含25%Cr的,尤其是含氮的高鉻雙相不銹鋼的耐孔蝕和縫隙腐蝕性能超過了AISI 316L。
(3)具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。在某些腐蝕介質的條件下,適用於製作泵、閥等動力設備。
(4)綜合力學性能好。有較高的強度和疲勞強度,屈服強度是18-8型奧氏體不銹鋼的2倍。固溶態的延伸率達到25%,韌性值AK(V型槽口)在100J以上。
(5)可焊性良好,熱裂傾向小,一般焊前不需預熱,焊後不需熱處理,可與18-8型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接。
(6)含低鉻(18%Cr)的雙相不銹鋼熱加工溫度范圍比18-8型奧氏體不銹鋼寬,抗力小,可不經過鍛造,直接軋制開坯生產鋼板。含高鉻(25%Cr)的雙相不銹鋼熱加工比奧氏體不銹鋼略顯困難,可以生產板、管和絲等產品。
(7)冷加工時比18-8型奧氏體不銹鋼加工硬化效應大,在管、板承受變形初期,需施加較大應力才能變形。
(8)與奧氏體不銹鋼相比,導熱系數大,線膨脹系數小,適合用作設備的襯里和生產復合板。也適合製作熱交換器的管芯,換熱效率比奧氏體不銹鋼高。
(9)仍有高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆性傾向,不宜用在高於300°C的工作條件。雙相不銹鋼中含鉻量愈低,σ等脆性相的危害性也愈小。
用途
用於煉油、化肥、造紙、石油、化工等耐海水耐高溫濃硝酸等熱交換器和冷淋器及器件。 [1]
結構與類型
雙相不銹鋼由於具有奧氏體+鐵素體雙相組織,且兩個相組織的含量基本相當,故兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點。屈服強度可達400Mpa ~ 550MPa,是普通奧氏體不銹鋼的2倍。與鐵素體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的韌性高,脆性轉變溫度低,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高;同時又保留了鐵素體不銹鋼的一些特點,如475℃脆性、熱導率高、線膨脹系數小,具有超塑性及磁性等。與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的強度高,特別是屈服強度顯著提高,且耐孔蝕性、耐應力腐蝕、耐腐蝕疲勞等性能也有明顯的改善。
雙相不銹鋼按其化學成分分類,可分為Cr18型、Cr23(不含Mo)型、Cr22型和Cr25型四類。對於Cr25型雙相不銹鋼又可分為普通型和超級雙相不銹鋼,其中應用較多的是Cr22型和Cr25型。我國採用的雙相不銹鋼以瑞典產居多,具體牌號有:3RE60(Cr18型),SAF2304 (Cr23型),SAF2205 (Cr22型),SAF2507(Cr25型)。
分類
雙相不銹鋼
第一類屬低合金型,代表牌號UNS S32304(23Cr-4Ni-0.1N),鋼中不含鉬,PREN值為24-25,在耐應力腐蝕方面可代替AISI304或316使用。
第二類屬中合金型,代表牌號是UNS S31803(22Cr-5Ni-3Mo-0.15N),PREN值為32-33,其耐蝕性能介於AISI 316L和6%Mo+N奧氏體不銹鋼之間。
第三類屬高合金型,一般含25%Cr,還含有鉬和氮,有的還含有銅和鎢,標准牌號UNSS32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N),PREN值為38-39,這類鋼的耐蝕性能高於22%Cr的雙相不銹鋼。
第四類屬超級雙相不銹鋼型,含高鉬和氮,標准牌號UNS S32750(25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N),有的也含鎢和銅,PREN值大於40,可適用於苛刻的介質條件,具有良好的耐蝕與力學綜合性 能,可與超級奧氏體不銹鋼相媲美。
不銹鋼
不銹鋼鋼種很多,性能各異,它在發展過程中逐步形成了幾大類。
按組織結構分,分為馬氏不銹鋼(包括沉澱硬化不銹鋼)、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和奧氏體加鐵素體雙相不銹鋼等四大類;
按鋼中的主要化學成分或鋼中的一些特徵元素來分類,分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等;
按鋼的性能特點和用途分類,分為耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、高強不銹鋼等;
按鋼的功能特點分類,分為低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、超塑性不銹鋼等。常用的分類方法是按鋼的組織結構特點和鋼的化學成分特點以及兩者相結合的方法分類。一般分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉澱硬化型不銹鋼等,或分為鉻不銹鋼和鎳不銹鋼兩大類。
焊接特性
雙相不銹鋼具有良好的焊接性能,與鐵素體不銹鋼及奧氏體不銹鋼相比,它既不像鐵素體不銹鋼的焊接熱影響區,由於晶粒嚴重粗化而使塑韌性大幅降低,也不像奧氏體不銹鋼那樣,對焊接熱裂紋比較敏感。
雙相不銹鋼由於其特殊的優點,廣泛應用於石油化工設備、海水與廢水處理設備、輸油輸氣管線、造紙機械等工業領域,近些年來也被研究用於橋梁承重結構領域,具有很好的發展前景。
節約型雙相鋼"經常會出現的焊接性能問題。而焊接標准雙相鋼並不是一個問題,而且不論採用何種工藝,都有適合這些應用的焊材。從金相的角度來看,焊接2101(1.4162)根本就沒有問題,實際上它甚至要比標准級的雙相鋼更加容易焊接,因為這種材料事實上可以採用乙炔焊工藝來進行焊接,而對於標准雙相鋼材料而言,始終必須避免使用這種工藝。焊接2101所面臨的實際問題是熔池的粘度不同,因此可濕性差了一點。這迫使操作人員在焊接的過程中更加多地使用電弧焊,而這正是問題的所在。盡管可以通過選擇超合金化焊材加以彌補,但是我們經常希望選擇匹配的焊材。
2101節鎳雙相不銹鋼典型顯微組織
在2101中,也存在低溫熱影響區和高溫熱影響區中的顯微結構之間的熱影響區相互作用,比2304、2205或2507更加有利。在以2101進行試驗時,也已經發現由於鎳含量較低,因此產生了含有較多氮與錳的不同類型的"回火色",而這影響了腐蝕性能。在電弧和熔池中發生的這一成分損失是由於氮與錳的蒸發與熔敷,這對於雙相鋼等級的材料來說是一個新問題,因此在這次講課中將作了較多描述。
焊接特點
雙相不銹鋼其焊接特點如下:
雙相不銹鋼在正常固溶處理(1020℃~1100℃加熱並水冷)後,鋼中含有大約50%~60%奧氏體和50%~40%鐵素體組織。隨著加熱溫度的提高,兩相比例變化並不明顯。
雙相不銹鋼具有良好的低溫沖擊韌性,如20mm厚的板材橫向試樣在-80℃時沖擊吸收功可達100J以上。在大多數介質中其耐均勻腐蝕性能和耐點腐蝕性能均較好,但要注意,該類鋼在低於950℃熱處理時,由於σ相的析出,其耐應力腐蝕性能將顯著變壞。由於該鋼Cr當量與Ni當量比值適當,在高溫加熱後仍保留有較大量的一次奧氏體組織,又可使二次奧氏體在冷卻過程中生成,結果鋼中奧氏體相總量不低於30%~40%因而使鋼具有良好的耐晶間腐蝕性能。
另外,如前所述,在焊接這種鋼時裂紋傾向很低,不須預熱和焊後熱處理。由於母材中含有較高的N,焊接近縫區不會形成單相鐵素體區,奧氏體含量一般不低於30%。適用的焊接方法有鎢極氬弧焊和焊條電弧焊等,一般為了防止近縫區晶粒粗化,施焊時,應盡量使用低的線能量焊接。
影響因素
影響雙相不銹鋼焊接質量的因素主要體現在以下幾方面:
含N量影響
Gómez de Salazar JM等人研究了保護氣體中 N2的不同含量對雙相不銹鋼性能的影響。結果表明,隨著混合氣體中 N2分壓 PN2的增加,焊縫中氮的質量分數ω(N)開始迅速增加,然後變化很小,焊縫中的鐵素體相含量φ(α)隨ω(N)增加呈線性下降,但φ(α)對抗拉強度和伸長率的影響與ω(N)的影響剛好相反。同樣的鐵素體相含量φ(α),母材的抗拉強度和伸長率均高於焊縫。這是由於顯微組織的不同所造成的。雙相不銹鋼焊縫金屬中含 N 量提高後可以改善接頭的沖擊韌性,這是由於增加了焊縫金屬中的γ相含量,以及減少了Cr2N 的析出。
熱輸入影響
與焊縫區不同,焊接時熱影響區的ω(N)是不會發生變化的,它就是母材的ω(N),所以此時影響組織和性能的主要因素是焊接時的熱輸入。根據文獻 ,焊接時應選擇合適的線能量。焊接時如果熱輸入太大,焊縫熱影響區范圍增大,金相組織也趨於晶粒粗大、紊亂,造成脆化,主要表現為焊接接頭的塑性指標下降。如焊接熱輸入太小,造成淬硬組織並易產生裂紋,對HAZ的沖擊韌性同樣不利。此外,凡影響冷卻速度的因素都會影響到 HAZ 的沖擊韌性,如板厚、接頭形式等。
σ相脆化
國外文獻介紹了再熱引起的雙相不銹鋼及其焊縫金屬的σ相脆化問題。母材和焊縫金屬的再熱過程中,先由α相形成細小的二次奧氏體γ*,然後析出σ相。結果表明,脆性開裂都發生於σ相以及基體與σ相的界面處,對母材斷口觀察表明,在σ相周圍區域內都為韌窩,由於α相區寬,大量生成的σ相才會使韌性降低,然而在焊縫中α相區是細小的,斷口仍表現為脆性斷裂,只要少量的σ相生成就足以引起焊縫金屬韌性的降低,因此,焊縫金屬中的σ相脆化傾向比母材要大得多。
氫致裂紋
雙相不銹鋼焊接接頭的氫脆通常發生於α相,且氫脆的敏感性隨焊接時峰值溫度的升高而增加。其微觀組織的變化為:峰值溫度增加,γ相含量減少,α相含量增加,同時由α相邊界和內部析出的Cr2N 量增加,故極易發生氫脆。
應力腐蝕開裂
母材和焊縫金屬中的裂紋都起始於α/γ界面的α相一側,並在α相內擴展。奧氏體(γ)由於其固有的低氫脆敏感性,因此,可起到阻擋裂紋擴展的作用。由於DSS 中含有一定量的奧氏體,所以其應力腐蝕開裂傾向性較小。
點蝕問題
耐點蝕是雙相不銹鋼的一個重要特性,與其化學成分和微觀組織有著密切關系。點蝕一般產生於α/γ界面,因此被認為是產生於γ相和α相之間的γ*相。這意味著γ*相中的含Cr量低於γ相。γ*相與γ相的成分不同,是由於γ* 相中 的Cr 和Mo含量低於初始γ相中的Cr、Mo含量。進一步研究表明,含N量較低的鋼,其點蝕電位對冷卻速度較為敏感。因此,在焊接含 N 量較低的雙相不銹鋼時,對冷卻速度的控制要求更加嚴格。在雙相不銹鋼焊接過程中,合理控制焊接線能量是獲得高質量雙相不銹鋼接頭的關鍵。線能量過小,焊縫金屬及熱影響區的冷卻速度過快,奧氏體來不及析出,從而使組織中的鐵素體相含量增多;如線能量過大,盡管組織中能形成足量的奧氏體,但也會引起熱影響區內的鐵素體晶粒長大以及σ相等有害相的析出。一般情況下,焊條電弧焊(Shieded Metal Arc Welding,SMAW)、鎢極氬弧焊(Gas Tungsten Arc Welding,GTAW)、葯芯焊絲電弧焊(Flux-Cored WireArc Welding,FCAW)和等離子弧焊(Plasma Arc Welding,PAW)等焊接方法均可用於雙相不銹鋼的焊接,且在焊前一般不需要採取預熱措施,焊後也不需進行熱處理。
工藝提升
1)合金元素和冷卻速度
實驗和理論計算表明:臨界區加熱後獲得雙相組織所需的臨界冷卻速率與鋼中錳含量具有一定關系。其根鋼中存在的合金元素,就可估算獲得雙相組織所需要的臨界冷卻速率,為熱處理雙相鋼生產時,選擇適當的冷卻方法提供依據。
當鋼的化學成分一定時,應在保證獲得雙相組織的前提下,盡可能採用較低的冷卻速度,使鐵素體中的碳有充分的時間擴散到奧氏體中,從而降低雙相鋼的屈服強度,提高雙相鋼的延性。如果鋼中合金元素含量較4,臨界冷卻速度過高,冷卻後鐵素體中含有較高的固溶碳,不利於獲得優良性能的雙相鋼,這時應改變鋼的化學成分,增加鋼中的合金元素含量,從而降低臨界冷卻速度,或者在雙相鋼的生產工藝中,加入補充回火工序,降低鐵素體中的固溶碳,改善雙相鋼的性能。如果鋼中含有強的碳化物形成元素,當估算臨界冷卻速率時,應考慮到這些元素對臨界區加熱時所形的奧氏體淬透性和有利影響,V和Ti的碳化物粒子可以通過相界面的釘扎作用提高奧氏體的淬透性,降低臨界冷卻速度.
2)兩階段冷卻工藝
當鋼中合金元素含量較低時,冷卻速度較慢會得到鐵素體加珠光體組織;冷卻速度較快時,則鐵素體中保留固溶碳較高,不利於降低屈服強度和提高延性。採用兩階段冷卻可以改善雙相鋼的性能,即從臨界區加熱溫度緩冷到某一溫度,然後快冷。緩冷可以使鐵素體中的碳向未轉變的奧氏體富聚。而快冷則可以避免未轉變的奧氏體等溫分解,保證獲得所需的雙相組織和性能。例如0.08%C-1.4%Mn鋼,從800℃;加熱到水冷的力學性能為:σ0.2=365PMa,σb=700MPa,σ0.2/σb=0.52,eu=18%,et=21%。如採用兩階段冷卻工藝,即在800℃;加熱後,空冷到600℃;,然後水冷,其性能為:σ0.2=280MPa,σb=600MPa,σ0.2/σb=0.47,eu=21%,et=29%。兩階段冷卻使雙相鋼的屈服強度降低,延性提高。
3)雙相鋼板熱軋後盤卷溫度的影響
對於一個給定成分的鋼,臨界區加熱時奧氏體的淬透性可以通過鋼板熱軋後高溫卷來修正。高溫盤卷可使碳、錳等合金元素在第二組(珠光體或貝氏體)中明顯富集。有利提高隨後臨界區處理時雙相鋼的綜合性能。以0.049%C-1.99%Mn-0.028%Al-0.0019%N鋼的試驗結果為例,採用兩種工藝過程:一種為普通扎制工藝,終軋溫度900℃;→油冷到600℃;盤卷→吹風冷到室溫→冷軋70%→連續退火。兩種盤卷工藝的碳和錳分布的分析結果可見高溫盤卷可使碳和錳在第二相中明顯富集,而普通的軋制工藝錳基本無富集趨勢。
用高溫盤卷以修正合金含量較低的鋼在隨後臨界區處理時的淬透性,並降低熱處理雙相鋼的屈服強度,提高其延性的技術,已在有關工廠用於熱處理雙相鋼的生產,所得到的熱處理雙相鋼板綜合性能良好,板材各部位的性能均勻,縱向、橫向性能一致。例如對0.09%C-0.44Si-1.54%Mn-0.023%Al鋼。
限制要求
1.需要對相比例進行控制,最合適的比例是鐵素體相和奧氏體相約各佔一半,其中某一相的數量最多不能超過65%,這樣才能保證有最佳的綜合性能。如果兩相比例失調,例如鐵素體相數量過多,很容易在焊接HAZ形成單相鐵素體,在某些介質中對應力腐蝕破裂敏感。
2.需要掌握雙相不銹鋼的組織轉變規律,熟悉每一個鋼種的TTT和CCT轉變曲線,這是正確指導制定雙相不銹鋼熱處理,熱成型等工藝的關鍵,雙相不銹鋼脆性相的析出要比奧氏體不銹鋼敏感的多。
3.雙相不銹鋼的連續使用溫度范圍為-50~250℃,下限取決於鋼的脆性轉變溫度,上限受到475℃脆性的限制,上限溫度不能超過300℃。
4.雙相不銹鋼固溶處理後需要快冷,緩慢冷卻會引起脆性相的析出,從而導致鋼的韌性,特別是耐局部腐蝕性能的下降。
5.高鉻鉬雙相不銹鋼的熱加工與熱成型的下限溫度不能低於950℃,超級雙相不銹鋼不能低於980℃低鉻鉬雙相不銹鋼不能低於900℃,避免因脆性相的析出在加工過程造成表面裂紋
6.不能使用奧氏體不銹鋼常用的650-800℃的消除應力處理,一般採用固溶退火處理。對於在低合金鋼的表面堆焊雙相不銹鋼後,需要進行600-650℃整體消應處理時,必須考慮到因脆性相的析出所帶來的韌性和耐腐蝕性,尤其是耐局部腐蝕性能的下降問題,盡可能縮短在這一溫度范圍內的加熱時間。低合金鋼和雙相不銹鋼復合板的熱處理問題也要同此考慮。
7.需要熟悉了解雙相不銹鋼的焊接規律,不能全部套用奧氏體不銹鋼的焊接,雙相不銹鋼的設備能否安全使用與正確掌握鋼的焊接工藝有很大關系,一些設備的失效往往與焊接有關。關鍵在於線能量和層間溫度的控制,正確選擇焊接材料也很重要。焊接接頭(焊縫金屬和焊接HAZ)的兩相比例,尤其是焊接HAZ維持必要的奧氏體數量,這對保證焊接接頭具有與母材同等的性能很重要。
8.在不同的腐蝕環境中選用雙相不銹鋼時,要注意鋼的耐腐蝕性總是相對的,盡管雙相不銹鋼有較好的耐局部腐蝕性能,就某一個雙相不銹鋼而言,他也是有一個適用的介質條件范圍,包括溫度、壓力、介質濃度、pH值等,需要慎重加以選擇。從文獻和手冊中獲取的數據很多是實驗室的腐蝕試驗結果,往往與工程的實際條件有差距,因此在選材時需要注意,必要時需要進行在實際介質中的腐蝕試驗或是現場條件下的掛片試驗,甚至模擬裝置的試驗。
焊材選用要求
焊材要求
焊材包括:①填充金屬;②保護氣體和背面保護氣體。分述如下。在焊態下使用的焊接結構,其焊縫金屬與母材相比應是合金元素鎳含量較高的。這是為了保證合適的鐵素體和奧氏體的相比例。這一純焊縫金屬在焊態下,必須有這樣的成分,即能在結晶後直接均勻地形成以奧氏體為主(30%~70%)的並含有鐵素體的雙相組織。當焊件可在1050~1100℃溫度下退火時,應該選擇與母材成分(Ni=55%~70%)相當的焊縫金屬。在這種焊接工藝中,焊後佔主要的鐵素體基體轉變形成了平衡的鐵素體/奧氏體組織。焊接雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼的焊材均是配套設計的。手工焊用的塗葯焊條既可以用鈦型葯皮焊條,也可以用鹼性葯皮焊條。鹼性葯皮的焊條對全位置的焊接更適宜一些,而鐵型悍條工藝性優良,在幾乎所有的實際應用中都可獲得滿意的效果。
採用填充焊絲和其他焊接方法(GTAW、GMAW、SAW)熔敷的焊縫金屬與焊絲有類似的化學成分。
背面保護氣體用於單面焊的焊管內部氣體保護,即可以用於工業純氬氣,也可以用於高純度氬氣(99.99%)。在所有情況下,氣體都應該乾燥(PrEN439:除CO2外,所有氣體最大不超過40ppm露點最高-50℃,CO2中的水分最大不超過200ppm,露點最高為-35℃),因該採取各種措施避免水分侵入保護氣體中。
保護氣體和背面保護氣體對焊縫金屬的含氮量有影響。由於保護氣體中的N2分壓低,可能從焊縫熔池中擴散出N2,從而使焊縫金屬氮量降低,最大可減少0.05%N2。存在這種危險時,在保護氣體和背面保護氣體中必須加入5%N2,以防止焊縫金屬N2損失。 [4]
焊材選用
雙相不銹鋼用的焊材,其特點是焊縫組織為奧氏體占優的雙相組織,主要耐蝕元素(鉻、鉬等)含量與母材相當,從而保證與母材相當的耐蝕性。為了保證焊縫中奧氏體的含量,通常是提高鎳和氮的含量,也就是提高約2%~4%的鎳當量。在雙相不銹鋼母材中,一般都有一定量的氮含量,在焊材中也希望有一定的含氮量,但一般不宜太高,否則會產生氣孔。這樣鎳含量較高就成了焊材與母材的一個主要區別。
根據耐腐蝕性、接頭韌性的要求不同來選擇與母材化學成分相匹配的焊條,如焊接Cr22型雙相不銹鋼,可選用Cr22Ni9Mo3型焊條,如E2209焊條。採用酸性焊條時脫渣優良,焊縫成形美觀,但沖擊韌性較低,當要求焊縫金屬具有較高的沖擊韌性,並需進行全位置焊接時,應採用鹼性焊條。當根部封底焊時,通常採用鹼性焊條。當對焊縫金屬的耐腐蝕性能具有特殊要求時,還應採用超級雙相鋼成分的鹼性焊條。
對於實心氣體保護焊焊絲,在保證焊縫金屬具有良好耐腐蝕性與力學性能的同時,還應注意其焊接工藝性能,對於葯芯焊絲,當要求焊縫成形美觀時,可採用金紅石型或鈦鈣型葯芯焊絲,當要求較高的沖擊韌度或在較大的拘束度條件下焊接時,宜採用鹼度較高的葯芯焊絲。
對於埋弧焊宜採用直徑較小的焊絲,實現中小焊接規范下的多層多道焊,以防止焊接熱影響區及焊縫金屬的脆化,並採用配套的鹼性焊劑
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⑦ 不銹鋼生銹是怎麼回事
不銹鋼生銹是怎麼回事
一般情況下,不銹鋼是不會生銹的。但如果使用或保養不當、或不銹鋼所喚逗處的環境太惡劣,不銹鋼就有可能出現生銹現象。當我們看到鋼鐵表面出現的黃色或桔黃色的銹斑時,便很快能確認這是生銹的跡象。
為什麼不銹鋼會生銹呢?首先讓我們了解不銹鋼的結構:
不銹鋼是由類似拼湊玩具一般按缺森原子排列組成的水晶固體。除鐵元素之外,還含有其金屬成分如鉻、鎳、鈦等。鉻、鎳元素具有防銹功能,它形成一層保護膜-鈍態薄膜,防止不銹鋼生銹。
一般情況下,只要這層薄膜沒有受損、破裂或是受到雜質的污染,不銹鋼就不會生銹。但是如果使用或保養不當,造成該鈍態薄膜受到破壞的話,不銹鋼就會生銹。
不銹鋼在什麼情況下會生銹呢?
有三種基本物質能夠破壞不銹鋼的鈍態表層,對其產生腐蝕。
機械磨蝕物
是指會刮壞鋼表面的東西,如:鋼擦、金屬線刷和金屬碎片等。
水
從我們水龍頭流出的水,其硬度是不同的,由於您所居住的區域不同,可能是硬水或是軟水。硬水有雜質,加熱後,雜質靜止形成沉澱物,會破壞鈍態表層並使不銹鋼生銹。
注意:其它來自加工食物或服務過程中產生的沉澱物也必須適時清除掉。
漂白劑
它隨處可見。存在於水中,食物中,食鹽中。其中最壞的一種來自於家用和工業清潔劑。
不銹鋼為什麼會生銹?
不銹鋼為什麼會生銹當不銹鋼管表面出現褐色銹斑(點)的時候,人們大感驚奇:認為 「不銹鋼是不生銹的,生銹就不是不銹鋼了,可能是鋼質出現了問題」。 其實,這是對不銹鋼缺乏了解的一種片面的錯誤看法。不銹鋼在一定的 條件下也會生銹的。
不銹鋼具有抵抗大氣氧化的能力---即不銹性,同時也具有在含酸、鹼、鹽的介質中乃腐蝕的能力---即耐蝕性。但其抗腐蝕能力的大小是 隨其鋼質本身化學組成、加互狀態、使用條件及環境介質型別而改變的。 如304鋼管,在乾燥清潔的大氣中,有絕對優良的抗銹蝕能力,但將它移到海濱地區,在含有大量鹽份的海霧中,很快就會生銹了;而316鋼管則表現良好。因此,不是任何一種不銹鋼,在任何環境下都能耐腐蝕, 不生銹的。
不銹鋼是*其表面形成的一層極薄而堅固細密的穩定的富鉻氧化膜(防護膜),防止氧原子的繼續滲入、繼續氧化,而獲得抗銹蝕的能力。一旦有某種原因,這種薄膜遭到了不斷地破壞,空氣或液體中氧原 子就會不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來,形成疏鬆的氧化鐵,金 屬表面也就受到不斷地銹蝕。這種表面膜受到破壞的形式很多,日常生 活中多見的有如下幾種:
1.不銹鋼表面存積著含有其他金屬元素的粉塵或異類金屬顆粒的附 著物,在潮溼的空氣中,附著物與不銹鋼間的冷凝水,將二者連成一個 微電池,引發了電化學反應,保護膜受到破壞,稱之謂電化學腐蝕。
2.不銹鋼表面粘附有機物汁液(如瓜菜、面湯、痰等),在有水氧 情況下,構成有機酸,長時間則有機酸對金屬表面的腐蝕。
3.不銹鋼表面粘附含有酸、鹼、鹽類物質(如裝修牆壁的鹼水、石 灰水噴濺),引起區域性腐蝕。
4.在有污染的空氣中(如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大氣 )伏鏈畝,遇冷凝水,形成硫酸、硝酸、醋酸液點,引起化學腐蝕。
以上情況均可造成不銹鋼表面防護膜的破壞引發銹蝕。所以,為確保金屬表面永久光亮,不被銹蝕,我們建議:
1.必須經常對裝飾不銹鋼表面進行清潔擦洗,去除附著物,消除引發修飾的外界因素。
2. 海濱地區要使用316材質不銹鋼,316材質能抵抗海水腐蝕。 3.市場上有些不銹鋼管化學成分不能符合相應國家標准,達不到304 材質要求。因此也會引起生銹,這就需要使用者認真選擇有信譽廠家的產品。
不銹鋼為什麼會生銹
耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、鹼、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼。又稱不銹耐酸鋼。實際應用中,常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼,而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由於兩者在化學成分上的差異,前者不一定耐化學介質腐蝕,而後者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決於鋼中所含的合金元素。鉻是使不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素,當鋼中含鉻量達到12%左右時,鉻與腐蝕介質中的氧作用,在鋼表面形成一層很薄的氧化膜( 自鈍化膜),可阻止鋼的基體進一步腐蝕。除鉻外,常用的合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等,以滿足各種用途對不銹鋼組織和效能的要求。不銹鋼通常按基體組織分為:①鐵素體不銹鋼。含鉻12%~30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高 , 耐氯化物應力腐蝕效能優於其他種類不銹鋼。②奧氏體不銹鋼。含鉻大於18%,還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好,可耐多種介質腐蝕。③奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼。兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點,並具有超塑性。④馬氏體不銹鋼。強度高,但塑性和可焊性較差。
不銹鋼是具有60年發展歷程的現代材料
自本世紀初發明不銹鋼以來,不銹鋼就把現代材料的形象和建築應用中的卓越聲譽集於一身,使其競爭對手羨慕不已。
奧氏體不銹鋼
在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量並加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進行強化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外,如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低於0.03%或含Ti、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕效能。高矽的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由於奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業中獲得了廣泛的應用。
只要鋼種選擇的正確,加工適當,保養合適,不銹鋼不會產生腐蝕、點蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼還是建築用金屬材料中強度最高的材料之一。由於不銹鋼具有良好的耐腐蝕性,所以它能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。含鉻不銹鋼還集機械強度和高延伸性於一身,易於部件的加工製造,可滿足建築師和結構設計人員的需要。
在建築、大樓和結構的行業中,不銹鋼成功的關鍵是其具有良好的耐腐蝕效能。
不銹鋼牌號分組
200 系列—鉻-鎳-錳 奧氏體不銹鋼
300 系列—鉻-鎳 奧氏體不銹鋼
型號 301—延展性好,用於成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強度優於304不銹鋼。
型號 302—耐腐蝕性同304,由於含碳相對要高因而強度更好。
型號 303—通過新增少量的硫、磷使其較304更易切削加工。
型號 304—通用型號;即18/8不銹鋼。GB牌號為0Cr18Ni9。
型號 309—較之304有更好的耐溫性。
型號 316—繼304之後,第二個得到最廣泛應用的鋼種,主要用於食品工業和外科手術器材,新增鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由於較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作「船用鋼」來使用。SS316則通常用於核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個應用級別。[1]
型號 321—除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫銹蝕的風險之外其他效能類似30......
不銹鋼會生銹嗎?
當不銹鋼表面出現褐色銹斑(點)的時候,人們大感驚奇:認為 「不銹鋼是不生銹的,生銹就不是不銹鋼了,可能是鋼質出現了問題」。 其實,這是對不銹鋼缺乏了解的一種片面的錯誤看法。不銹鋼在一定的 條件下也會生銹的。
不銹鋼具有抵抗大氣氧化的能力---即不銹性,同時也具有在含酸、鹼、鹽的介質中乃腐蝕的能力---即耐蝕性。但其抗腐蝕能力的大小是隨其鋼質本身化學組成、加工狀態、使用條件及環境介質型別而改變的。 如304不銹鋼,在乾燥清潔的大氣中,有絕對優良的抗銹蝕能力,但將它移到海濱地區,在含有大量鹽份的海霧中,很快就會生銹了;而316不銹鋼則表現良好。因此,不是任何一種不銹鋼,在任盯環境下都能耐腐蝕, 不生銹的。
不銹鋼是靠其表面形成的一層極薄而堅固細密的穩定的富鉻氧化膜(防護膜),防止氧原子的繼續滲入、繼續氧化,而獲得抗銹蝕的能力。一旦有某種原因,這種薄膜遭到了不斷地破壞,空氣或液體中氧原 子就會不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來,形成疏鬆的氧化鐵,金屬表面也就受到不斷地銹蝕。這種表面膜受到破壞的形式很多,日常生活中多見的有如下幾種:
不銹鋼表面存積著含有其他金屬元素的粉塵或異類金屬顆粒的附著物,在潮溼的空氣中,附著物與不銹鋼間的冷凝水,將二者連成一個微電池,引發了電化學反應,保護膜受到破壞,稱之謂電化學腐蝕。比如新房剛裝修後,水管記憶體在金屬碎屑,沉積在水槽表面就很容易引起浮銹。
不銹鋼表面粘附有機物汁液(如瓜菜、面湯、痰等),在有水氧情況下,構成有機酸,長時間有機酸會對金屬表面產生腐蝕。
不銹鋼表面粘附含有酸、鹼、鹽類物質(如裝修牆壁的鹼水、石灰水噴濺),引起區域性腐蝕。 比較典型的是裝修時,工人使用水槽後,沒有及時清潔水槽,造成酸鹼物質腐蝕表面。
在有污染的空氣中(如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大氣 ),遇冷凝水,形成硫酸、硝酸、醋酸液點,引起化學腐蝕。
以上情況均可造成不銹鋼表面防護膜的破壞引發銹蝕。所以,為確保金屬表面永久光亮,不被銹蝕,我們建議:
1、必須經常對不銹鋼表面進行清潔擦洗,去除附著物,消除引發腐蝕的外界因素。
2、市場上有些不銹鋼化學成分不能符合相應國家標准,因此也會引起生銹,這就需要使用者認真選擇有信譽廠家的產品
304不銹鋼材料為什麼會生銹?
304材料出現生銹現象,可能有以下幾個原因: 1:使用環境中存在氯離子。 氯離子廣泛存在,比如食鹽/汗跡/海水/海風/土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環境中,腐蝕很快,甚至超過普通的低碳鋼。 所以對不銹鋼的使用環境有要求,而且需要經常擦拭,除去灰塵,保持清潔乾燥。(這樣就可以給他定個「使用不當」。) 美國有一個例子:某企業用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液,該容器已使用近百餘年,上個世紀九十年代計劃更換,因橡木材料不夠現代,採用不銹鋼更換後16天容器因腐蝕泄漏。 2:沒有經過固溶處理。 合金元素沒有溶入基體,致使基體組織合金含量低,抗蝕效能差。 3:這種不含鈦和鈮的材料有天生的晶間腐蝕的傾向。 加入鈦和鈮,再配以穩定處理,可以減少晶間腐蝕。 在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕效能好,不必經過鍍色等表面處理,而發揮不銹鋼所固有的表面性能,使用於多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。代表性能的有13鉻鋼,18-8鉻鎳鋼等高合金鋼。 從金相學角度分析,因為不銹鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。 為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。 304 是一種通用性的不銹鋼,它廣泛地用於製作要求良好綜合性能(耐腐蝕和成型性)的裝置和機件。 304不銹鋼是按照美國ASTM標准生產出來的不銹鋼的一個牌號。304相當於我國的0Cr19Ni9 (0Cr18Ni9)不銹鋼。304含鉻19%,含鎳9%。 304是得到最廣泛應用的不銹鋼/耐熱鋼。用於食品生產裝置/昔通化工裝置/核能等: 304 對應中國牌號為0Cr18Ni9,1Cr18Ni9Ti,含碳量≤0:08% 304L 是碳含量較低的304不銹鋼的變種,用於需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至最少,而碳化物的析出可能導致不銹鋼在某些環境中產生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。 以上資料由上海世強不銹鋼材料廠提供,參考網站: shsqbxg
不銹鋼為什麼會出現生銹現象
不銹鋼(Stainless Steel)是不銹耐酸鋼的簡稱,耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼;而將耐化學腐蝕介質(酸、鹼、鹽等化學浸蝕)腐蝕的鋼種稱為耐酸鋼。由於兩者在化學成分上的差異而使他們的耐蝕性不同,普通不銹鋼一般不耐化學介質腐蝕,而耐酸鋼則一般均具有不銹性。
不銹鋼的發明和使用,要追溯到第一次世界大戰時期。英國科學家亨利·布雷爾利受英國 *** 軍部兵工廠委託,研究武器的改進工作。那時,士兵用的步槍槍膛極易磨損,布雷爾利想發明一種不易磨損的合金鋼。
布雷爾利發明的不銹鋼於1916年取得英國專利權並開始大量生產,至此,從垃圾堆中偶然發現的不銹鋼便風靡全球,亨利·布雷爾利也被譽為「不銹鋼之父」。第一次世界大戰時,英國在戰場上的槍支,總是因槍膛磨損不能使用而運回後方。軍工生產部門命令研製高強度耐磨合金鋼的布雷爾利,專門研究解決槍膛的磨損問題。布雷爾利和其助手蒐集了國內外生產的各種型號的鋼材,各種不同性質的合金鋼,在各種不同性質的機械上進行效能實驗,然後選擇出較為適用的鋼材製成槍枝。一天,他們實驗了一種含大量鉻的國產合金鋼,經耐磨實驗後,查明這種合金並不耐磨,說明這不能製造槍支,於是,他們記錄下實驗結果,往牆角一扔了事。幾個月後的一天,一位助手拿著一塊鋥光瓦亮的鋼材興沖沖跑來對布雷爾利說:「先生,這是我在清理倉庫時發現的毛拉先生送來的合金鋼,您是否實驗一下,看它到底有什麼特殊作用!」「好!」布雷爾利看著光亮耀眼的鋼材,高興地說。
實驗結果證明:它是一塊不怕酸、鹼、鹽的不銹鋼。這種不銹鋼是德國的毛拉在1912年發明的,然而,毛拉卻並不知道這種不銹鋼有什麼用途。
布雷爾利心裡盤算道:「這種不耐磨卻耐腐蝕的鋼材,不能制槍枝,是否可以做餐具呢?」他說干就干,動手製作了不銹鋼的水果刀、叉、勺、果盤及摺疊刀等。
含鉻15%~30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高,耐氯化物應力腐蝕效能優於其他種類不銹鋼,屬於這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高,耐腐蝕效能與抗氧化效能均比較好,但機械效能與工藝效能較差,多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕,並具有高溫抗氧化效能好、熱膨脹系數小等特點,用於硝酸及食品工廠裝置,也可製作在高溫下工作的零件,如燃氣輪機零件等。
含鉻不達標, 就會生銹
為什麼不銹鋼螺絲還是會生銹?
你可以頂塗層,這樣就不會銹了。現在的高要求螺栓都是做的XYLAN塗層和PTFE塗層,有機會可以試試。
304不銹鋼為什麼會生銹
一般情況下,不銹鋼是不會生銹的。但如果使用或保養不當、或不銹鋼所處的環境太惡劣,不銹鋼就有可能出現生銹現象。當我們看到鋼鐵表面出現的黃色或桔黃色的銹斑時,便很快能確認這是生銹的跡象。
為什麼不銹鋼會生銹呢?首先讓我們了解不銹鋼的結構:
不銹鋼是由類似拼湊玩具一般按原子排列組成的水晶固體。除鐵元素之外,還含有其金屬成分如鉻、鎳、鈦等。鉻、鎳元素具有防銹功能,它形成一層保護膜-鈍態薄膜,防止不銹鋼生銹。
一般情況下,只要這層薄膜沒有受損、破裂或是受到雜質的污染,不銹鋼就不會生銹。但是如果使用或保養不當,造成該鈍態薄膜受到破壞的話,不銹鋼就會生銹。
不銹鋼為什麼會生銹?304不銹鋼會生銹嗎?
首先理清一個概念,不銹鋼不是不能生銹,只是很難生銹,304不銹鋼的生銹有以下可能:
1.氯離子
氯離子廣泛存在,比如食鹽/汗跡/海水/海風/土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環境中,腐蝕很快,甚至超過普通的低碳鋼。所以對不銹鋼的使用環境有要求,而且需要經常擦拭,除去灰塵,保持清潔乾燥。(這樣就可以給他定個「使用不當」。) 美國有一個例子:某企業用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液,該容器已使用近百餘年,上個世紀九十年代計劃更換,因橡木材料不夠現代,採用不銹鋼更換後16天容器因腐蝕泄漏。
2.固溶處理
合金元素沒有溶入基體,致使基體組織合金含量低,抗蝕效能差。
3.晶間腐蝕
這種不含鈦和鈮的材料有晶間腐蝕的傾向。加入鈦和鈮,再配以穩定處理,可以減少晶間腐蝕。在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕效能好,不必經過鍍色等表面處理,而發揮不銹鋼所固有的表面性能,使用於多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。代表性能的有13鉻鋼,18-8鉻鎳鋼等高合金鋼。從金相學角度分析,因為不銹鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。用於需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至最少,而碳化物的析出可能導致不銹鋼在某些環境中產生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。
4.表面現象
表面痕現象是指304不銹鋼深加工或者加工產品研磨後,在產品表面發生線裝或者點狀凹點痕缺陷。
原因:表面、模具表面有異物,壓邊墊表面有傷疤。
對策:在加工之前去除異物,傷疤,還可以通過充分研磨去除桔皮。
桔皮現象是指304不銹鋼成型品在研磨或者其他情況下,表面產生象桔皮一樣的形狀的現象。
原因:研磨不充分 ,加工越大桔皮越嚴重, 原材料晶粒粗大,熱處理軟化。
對策:深加工產品充分研磨,選擇適合的熱處理條件,控制原材料的晶粒度
為什麼不銹鋼也會生銹
因為水分中含有腐蝕性元素在裡面。腐蝕性物質在金屬表面長時間停留,就會產生侵蝕,就會出現我們常說的生銹,不光是不銹鋼會生銹,銅也會生銹。只是不銹鋼和銅的成分比鐵的成分對於水分中的腐蝕性元素產生的抗體時效不一樣。