”新200系列”不鏽鋼研究報告(六)──鉻錳系列鋼種的性能
鉻錳系列不鏽鋼的力學性能、抗腐蝕性能和制造性能在很大程度上受各鋼種的化學成份影響。
力學性能、制造性能和加工性能
如前所述,加錳減鎳使得可添加鉻的量相應減少,這對材料的抗腐蝕性能有不利影響。加氮有進一步穩定奧氏體相位的功能,(加氮後)也允許加入更多的鉻。
氮也扮演著硬化劑的角色、錳、氮及鉻含量較高的鋼種,其力學性能(屈服強度)也相對較高,有時候比304鉻鎳鋼的印度和強度高出30%。然而這些高氮很難成形,因此會增加加工成本。
較軟的鋼種可以容易地進行“深衝”,一方面加工中能耗較少,另一方面也使得那些本來為加工可延展的300系列鋼種而設計安裝的加工設備得以繼續使用。這種較軟的鋼種可以簡單地通過降氮獲得,當然,這樣做不可避免地要降鉻。加銅是一種解決方案,可以在降氮的同時保持鎳鉻含量穩定。銅的奧氏體相位形成能力可以被進一步利用來替代和減少鋼種的鎳含量(固定氮時)。銅含量越多,鋼越容易被衝壓,而鎳含量越少,鋼材就越便宜。這些相對而言的改進並不意味著“200”系鋼種總是可以代替“300”系鋼種,因為“200”系鋼種的耐腐蝕性要求使其應用範圍非常窄。
鉻錳系列對馬氏體相變(一種可以在材料變形時發生的微觀結構變化)較為敏感,尤其是低鎳鋼。相變的後果是4%鎳的鋼,尤其是1%鎳的鋼,會很明顯地出現深衝加工後的延遲裂化現象。雖然在加工工序後增加一次熱處理可避免上述問題,但卻會增加制造成本。
耐腐蝕性
鉻元素是所有不鏽鋼鋼種耐腐蝕性能的關鍵因素,鉻含量低意味著耐腐蝕性能差。許多最近生產的鉻錳系列鋼種中的鉻含量要比304鋼種低,因此它們對于所有類型的腐蝕的抵抗力均比鉻鎳系列不鏽鋼差。
比如“點蝕”,這是一種通常情況下由于鋼材同水、氮化物接觸,阻礙了不鏽鋼自我鈍化過程而導致的一種局部腐蝕。降鉻對奧氏體鋼種的耐點蝕性能的下降影響很明顯。硫是眾所週知引起點蝕的源頭,但我們注意到某些低劣生產的鉻錳鋼中硫含量很高。
點蝕的這種敏感性表明,化學成份的微小變化,尤其是鉻含量的變化,顯然會對不鏽鋼的使用性能產生較大的影響。因此,從聲譽好的生產企業購買材料、嚴格執行最佳的質量控制和記錄,對于使用者來講是至關重要的。
“縫隙腐蝕”是由于液體長期滯留在鋼材表面,導致材料縫隙中缺氧而產生,緊固件和機械連接件尤其易發生這種現象。沉積物是這種腐蝕的另外一種起因。這些情況下,易形成局部酸化的液體更容易導致腐蝕,這種腐蝕擴散得非常快,比點蝕更加難以預測。
在低PH值下,耐縫隙腐蝕性與鎳含量高低相關
“晶間腐蝕”可以在高碳鋼種或厚規格低鎳鋼種的焊堆區域形成裂化。焊接完成後的冷卻過程中會有碳化鉻沉澱出來,從週圍的金屬中“偷”走了鉻,造成材料易于腐蝕。焊後熱處理(PWHT)或許會減輕這個問題,但會增加制造成本。
資料來源:
中國不銹鋼網 http://www.510bxg.com/