不鏽鋼的力學(xué)性，詳情參考m.chenkun.net.cn

不論不鏽鋼板還是耐熱鋼板，奧氏體型的鋼板的綜合性能*好，既有足夠的強(qiáng)度，又有極好的塑性同時(shí)硬度也不高，這也是它們被廣泛采用的原因之一。奧氏體型不鏽鋼同絕大多數(shù)的其它金屬材料相似，其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和硬度，隨著溫度的降低而提高；塑性則隨著溫度降低而減小。其抗拉強(qiáng)度在溫度15~80＆#176;C範(fàn)圍內(nèi)增長(zhǎng)是較為均勻的。更重要的是：隨著溫度的降低，其衝擊韌度減少緩慢，並不存在脆性轉(zhuǎn)變溫度。所以不鏽鋼在低溫時(shí)能保持足夠的塑性和韌性。
      不鏽鋼的耐熱性能
      耐熱性能是指高溫下，既有抗氧化或耐氣體介質(zhì)腐蝕的性能即熱穩(wěn)定性，同時(shí)在高溫時(shí)雙有足夠的強(qiáng)度即熱強(qiáng)性。
      碳的影響:碳在奧氏體不鏽鋼中是強(qiáng)烈形成並穩(wěn)定奧氏體且擴(kuò)大奧氏體區(qū)的元素.碳形成奧氏體的能力約為鎳的30倍,碳是一種間隙元素,通過(guò)固溶強(qiáng)化可顯著提高奧氏體不鏽鋼的強(qiáng)度.碳還可提高奧氏體不鏽鋼在高濃氯化物(如42%MgCl2沸騰溶液)中的耐應(yīng)力腐蝕的性能.
      但是,在奧氏體不鏽鋼中,碳常常被視為有害元素,這主要是由於在不鏽鋼和耐蝕用途中的一些條件下(比如焊接或經(jīng)450~850℃加熱),碳可與鋼中的鉻形成高鉻的Cr23C6型碳化合物從而導(dǎo)致局部鉻的貧化,使鋼的耐蝕性特彆是耐晶間腐蝕性能下降.因此,60年代以來(lái)新發(fā)展的鉻鎳奧氏體不鏽鋼大都是碳含量小於0.03%或0.02%超低碳型的,可以知道隨著碳含量降低,鋼的晶間腐蝕敏感性降低,當(dāng)碳含量低於0.02%才具有*明顯的效果,一些實(shí)驗(yàn)珠光還指出,碳還會(huì)增大鉻奧氏體不鏽鋼的點(diǎn)腐蝕分傾向.由於碳的有害作用,不僅在奧氏體不鏽鋼冶煉過(guò)和中應(yīng)按要求控製儘量低的碳含量,而且在隨後的熱,冷加工和熱處理等過(guò)程中也在防止不鏽鋼表麵增碳,且免鉻的碳化物析出.
 不鏽鋼的力學(xué)性

      鉻的影響:鉻是奧氏體不鏽鋼中*主要的合金元素,奧氏體不鏽鋼的不鏽性和耐蝕性的獲得主要是由於在會(huì)質(zhì)作用下,鉻促進(jìn)了鋼的鈍化並使鋼保持穩(wěn)定鈍態(tài)的結(jié)果.○1鉻對(duì)組織的影響:在奧氏體不鏽鋼中,鉻是強(qiáng)烈形成並穩(wěn)定鐵體的元素,縮小奧氏體區(qū),隨著鋼中含量增加,奧氏體不鏽鋼中可出現(xiàn)鐵素體(δ)組織,研究表明,在鉻鎳奧氏體不鏽鋼中,當(dāng)碳含量為0.1%,鉻含量為18%時(shí),為獲得穩(wěn)定的單一奧氏體組織,所需鎳含量*低,約為8%,就這一點(diǎn)而言,常用的18Cr—8Ni型鉻鎳奧氏體不鏽鋼是含鉻,鎳量配比*為適宜的一種.
      有奧氏體不鏽鋼中,隨著鉻含量的增加,一些金屬間相(比如δ相)的形成傾向增大,當(dāng)鋼中含有鉬時(shí),鉻含含量會(huì)增加還會(huì)χ相等的形成,如前所述,σ, χ相的析出不僅顯著降低鋼的塑性和韌性,而且在一些條件下還降低鋼的耐蝕性,奧氏體不鏽鋼中鉻含量的提高可使馬氏體轉(zhuǎn)烴溫度(Ms)下降,從而提高奧氏體基體的穩(wěn)定性.因此高鉻(比如超過(guò)20%)奧氏體不鏽鋼即使經(jīng)過(guò)冷加工和低溫處理也很難獲得馬氏體組織..不鏽鋼的力學(xué)性
      鉻是強(qiáng)碳化物形成元素,在奧氏體不鏽鋼中也不例外,奧氏體不鏽鋼中常見(jiàn)的鉻碳化物有Cr23C6;當(dāng)鋼中含有鉬或鉻時(shí),還可見(jiàn)到期Cr6C等碳化物,它們的形成在某些條件下對(duì)鋼的性能會(huì)產(chǎn)生重要影響.○2鉻對(duì)性能的影響:一般來(lái)主,隻要奧氏體不鏽鋼保持完全奧氏體組織而冇有δ鐵素體等的形成,僅提高鋼中鉻含量不會(huì)對(duì)力學(xué)性能有顯著影響,鉻對(duì)奧氏體不鏽鋼性能影響*大的是耐蝕性,主要表現(xiàn)為:鉻提高鋼的耐氧化性介質(zhì)和酸性氯化物介質(zhì)的性能;在鎳以及鉬和銅複合作用下,鉻提高鋼耐一些還原性介質(zhì),有機(jī)酸,尿素和堿介質(zhì)的性能;鉻還提高鋼耐局部腐蝕,比如晶間腐蝕.點(diǎn)腐蝕,縫隙腐蝕以及某此條件下應(yīng)力體育館的性能..對(duì)奧氏體不鏽鋼晶間體育館敏感性影響*大的因素是鋼中碳含量,其他元素對(duì)晶間體育館的作用主要視其對(duì)碳化物的溶解和沉澱行為的影響而定,在奧氏體不鏽鋼中,鉻能增大碳的溶解度而降低鉻的貧化度,因而提高鉻含量對(duì)奧氏體不鏽鋼的耐晶間腐蝕是有益,鉻非常有效地改善奧氏體不鏽鋼的耐點(diǎn)腐蝕及縫隙腐蝕性能,當(dāng)鋼中同時(shí)有鉬或鉬及氮存在時(shí),鉻的這種有效性大加強(qiáng),雖然根據(jù)研究鉬的耐點(diǎn)體育館及縫隙腐蝕的能力為鉻的話倍左右,氮為鉻的30倍,但是大量研究,奧氏體不鏽鋼中如果冇有鉻或者鉻含量較低,鉬及氮的耐點(diǎn)腐蝕與縫隙腐蝕作用便會(huì)喪失或不夠顯著.
      鉻對(duì)奧氏體不鏽鋼的耐應(yīng)力腐蝕性能的作用,隨實(shí)驗(yàn)介質(zhì)條件及實(shí)際使用環(huán)境而異,在MgCl2沸騰溶液中,鉻的作用一般是有害的,但是在含Cl-和氧的水介質(zhì),高溫高壓水以及點(diǎn)腐蝕為起源的應(yīng)力腐蝕條件下,提高鋼中鉻含量則對(duì)耐應(yīng)力腐蝕有利,同時(shí),鉻還可防止奧氏體不鏽鋼及合金中由於鎳含量提高而容易出現(xiàn)的晶間型應(yīng)力腐蝕的傾向,對(duì)開(kāi)苛性(NqOH)應(yīng)力腐蝕,鉻的作用也是有益的不鏽鋼的力學(xué)性
      鉻除對(duì)負(fù)數(shù)氏體不鏽鋼耐蝕性有重要影響外,還能顯著提高該類鋼的抗氧化,抗硫化和抗融鹽腐蝕等性能.
      鎳是奧氏體不鏽鋼中的主要合金元素,其主要作用是一百萬(wàn)並穩(wěn)定奧氏體,使鋼獲得完全奧氏體組織,從而使鋼具有良好的強(qiáng)度和塑性,韌性的配合,並具有優(yōu)良的冷,熱加工性和冷形成性以及焊接,低溫與無(wú)磁等性能,同時(shí)提高奧氏體不鏽鋼的熱力學(xué)穩(wěn)定性,使之不僅比相同鉻,鉬含量的鐵素體,馬氏體等類不鏽鋼肯有更好的不鏽性和耐氧化性介質(zhì)的性能,而且於表麵膜穩(wěn)定性的提高,從而使鋼還具有更加優(yōu)異的耐一些還原性介質(zhì)的性能.
      1鎳對(duì)組織的影響不鏽鋼的力學(xué)性
  　 鎳是強(qiáng)烈一百萬(wàn)並穩(wěn)定奧氏體且擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的元素,為了獲得單一的奧氏體組織,當(dāng)鋼中含有0.1%碳和18%鉻時(shí)所需的*低鎳含量約為8%,這便是*有名18-8鉻鎳奧氏體不鏽鋼的基本分,奧氏體不鏽鋼中,隨著鎳含量的增加,殘餘的鐵素體可完全消除,並顯著降低σ相形成的傾向;同時(shí)馬氏體轉(zhuǎn)烴溫度降低,甚至可不出現(xiàn)λ→M相變,但是鎳含量的增加會(huì)降低碳在奧氏體不鏽鋼中的溶解度,從而使碳化物析出傾向增強(qiáng).
       2鎳對(duì)性能的影響
       鎳對(duì)奧氏體不鏽鋼特彆是對(duì)鉻鎳負(fù)數(shù)氏體不鏽鋼力學(xué)性能的影響主要是由鎳對(duì)奧氏體穩(wěn)定性的影響來(lái)決定,在鋼中可能發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的鎳含量範(fàn)圍內(nèi),隨著鎳含量的增加,鋼的強(qiáng)度降低頁(yè)塑性提高,具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻鎳奧氏體不鏽鋼韌性(包括極低溫韌性)非常優(yōu)良,因而可作為低溫鋼使用,這是眾所周知的,對(duì)於具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻錳奧氏體不鏽鋼,鎳的加入可進(jìn)一步改善其韌性.鎳還可顯著降低奧氏體不鏽鋼的冷加工硬化傾向,這主要是由於奧氏體穩(wěn)定性增大,減少以至消除了冷加工過(guò)程中的馬氏體轉(zhuǎn)變,同時(shí)對(duì)奧氏體本身的冷加工硬化作用不太明顯,不鏽鋼冷加工硬化傾向的影響,鎳降低奧氏體不鏽鋼冷加工硬化速率,與降低鋼的室溫及低溫強(qiáng)度,提高塑性的作用,決定了鎳含量的提高有利於奧氏體不鏽的冷加工成形性能,提高鎳含量還可減少以至消除18-8和17-14-2型鉻鎳9鉗)奧氏體不鏽鋼中的δ鐵素體,從而提高其熱加工性能,但是,δ鐵素體的減少對(duì)這些鋼種的可焊接性不利會(huì)增大焊接熱裂紋絲傾向,此外,鎳還可顯著提高鉻錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體不鏽鋼的熱加工性能,從而顯著提高鋼的成材率
       在奧氏體不鏽鋼中,鎳的加入以及隨著鎳含量的提高,導(dǎo)致鋼的熱力學(xué)穩(wěn)定性增加,因此奧氏體不鏽鋼具有更好的不鏽性和耐氧化性介質(zhì)的性能,且隨著鎳含量增加,耐還原性介質(zhì)的性能進(jìn)一步得到改善.值得指出,鎳還是提高奧氏體不鏽耐許多介質(zhì)穿晶型應(yīng)力腐蝕的**重要元素.
       在各種酸介質(zhì)中鎳對(duì)奧氏體不鏽鋼耐蝕性能的影響,需要指出,在高溫高壓水中的一些條件下,鎳含量的提高導(dǎo)致鋼和合金的晶間型應(yīng)力腐蝕敏感性增加,但是這種不利作用會(huì)由於鋼及合金中鉻含量的提高而獲得減輕或受到抑製.隨**奧氏體不鏽鋼中鎳含量的提高,其產(chǎn)生晶間腐蝕的臨界碳含量降低,即鋼的晶間腐蝕敏感性增加,至於對(duì)奧氏體不鏽鋼耐點(diǎn)腐蝕及縫隙腐蝕的性能,鎳的作用並不顯著,此外,鎳還提高奧氏體不鏽鋼的高溫抗氧化性能,這主要與鎳改善了鉻的氧化膜的成分,結(jié)構(gòu)和性能降低,並且鎳含量越高越有害,這主要是由於鋼中晶界處一百萬(wàn)低熔點(diǎn)硫化鎳所致.不鏽鋼的力學(xué)性
        一般來(lái)說(shuō),簡(jiǎn)單的鉻鎳(及鉻錳氮)奧氏體不鏽鋼僅用於要求不鏽性和耐氧化性介質(zhì)(比如硝酸等)的使用條件下,鉬作為奧氏體不鏽鋼中的重要合金元素加入到鋼中使其使用範(fàn)圍進(jìn)一步擴(kuò)大,鉬的作用主要是提高鋼在還原性介質(zhì)(比H2SO4,H3PO4,以及一些有機(jī)酸和尿素環(huán)境)的耐蝕性,並提高鋼的耐點(diǎn)腐蝕及縫隙腐蝕等性能.
        1鉬對(duì)組織的影響不鏽鋼的力學(xué)性
       鉬和鉻都是形成和穩(wěn)定鐵素體並擴(kuò)大鐵素體相區(qū)的元素,鉬形成鐵素體的能力與鉻相當(dāng).鉬還促進(jìn)奧氏體不鏽鋼中金屬間相,比如σ相,,κ相,和Laves相等的沉澱,對(duì)鋼的耐蝕性和力學(xué)性能都會(huì)產(chǎn)生不利影響,告彆是導(dǎo)致塑性,韌性下降,為使奧氏體不鏽鋼保持單一的奧氏體組織,隨著鋼中鉬含量的增加,奧氏體形成元素(鎳,氮及錳等)的含量也要相應(yīng)提高,以保持鋼中鐵素體與奧氏體形成元素之間的平衡.
         2鉬對(duì)性能的影響不鏽鋼的力學(xué)性
         鉬對(duì)奧氏體不鏽鋼的氧化作用不顯著,因此當(dāng)鉻鎳奧氏體不鏽鋼保持單一的奧氏體組織且無(wú)金屬間析出時(shí),鉬的加入對(duì)其室溫力學(xué)性能影響不大,但是,隨著鉬含量的增加,鋼的高溫強(qiáng)度提高,比如持久,蠕變等性能均獲較大改善,因此含鉬不鏽鋼也常在高溫下應(yīng)用,然而,鉬的加入使鋼的高溫變形抗力增大,加之鋼中常常存在少量δ鐵素體因而含鉬不鏽鋼的熱衷加工性比不含鉬鋼為差,而且鉬含量越高,熱加工性能越壞,另外,含鉬奧氏體不鏽鋼中容易一百萬(wàn)κ(σ)相沉澱,這將顯著惡化鋼的塑性和韌性,因此在含鉬奧氏體不鏽鋼的生產(chǎn),設(shè)備製造和應(yīng)用過(guò)程中,要注意防止鋼中金屬間相的形成.
         鉬在奧氏體不鏽鋼中的主要作用是提高鋼的耐還原性介質(zhì)的腐蝕性能和耐點(diǎn)腐蝕,耐縫隙腐蝕等的性能.分彆為鉬對(duì)鉻鎳奧氏體不鏽鋼在硝酸,硫酸,醋酸,磷酸和尿素等介質(zhì)中耐蝕性的影響,可以看出,除在氧化性介質(zhì)HNO3中處,鉬的作用都是有益的,因此含鉬的奧氏體不鏽鋼一般不用天耐硝酸的腐蝕,除非硝酸中含F(xiàn)-,Cl-等離子,
          雖然鉬作用為合金元素對(duì)奧氏體不鏽鋼耐還原性介質(zhì),麵點(diǎn)腐蝕及縫隙腐蝕的原因尚不完全清楚,但大量實(shí)驗(yàn)已指出,鉬的耐蝕作用僅相當(dāng)鋼中含有較高量的鉻時(shí)才有效,鉬主要是強(qiáng)化鋼中鉻的耐蝕作用,與此同時(shí),鉬形成酸鹽後的緩蝕作用也已為實(shí)驗(yàn)所證實(shí).
         在耐高濃氯化物溶液的應(yīng)力腐蝕方麵,雖然鉬作為合金元素對(duì)奧氏體不鏽鋼耐還原性介質(zhì),耐點(diǎn)腐蝕及縫隙腐蝕的原因尚不完全清楚,但大量實(shí)驗(yàn)已指出,鉬的作用僅當(dāng)鋼中含有較高量的鉻時(shí)才有效,鉬主要是強(qiáng)化鋼中鉻的耐蝕作用,與此同時(shí),鉬形成鉬酸鹽後的緩衝作用也已為實(shí)驗(yàn)所證實(shí).
         在耐高濃氯化物沉淪的應(yīng)力腐蝕方麵,雖然一此實(shí)驗(yàn)指同.3#以下的鉬對(duì)奧氏體不鏽鋼的耐應(yīng)力腐蝕性能有害,,但是由於常見(jiàn)鉻鎳奧氏體不鏽鋼多在含有微量氯化物及飽和氧的水介質(zhì)中使用,其應(yīng)力腐蝕又以點(diǎn)腐蝕為起源,因此含鉬的鉻鎳鉬奧氏體不鏽鋼由於耐點(diǎn)腐蝕性能較高,所以在實(shí)際應(yīng)用中常常比不含鉬鋼具有更好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能.