氮對新型無鎳高氮奧氏體不銹鋼塑性流變行為的影響

針對氯離子環(huán)境中奧氏體不銹鋼焊縫較高的焊接殘余應(yīng)力極易引發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂的普遍性工程難題,對國產(chǎn)304、316l、德國304鋼3種材料的不同焊接工藝進行了系列應(yīng)力腐蝕實驗研究.焊接工藝包括手工焊條電弧焊及co2保護藥芯電弧焊、焊后空冷及澆水速冷,取樣位置包括母材、焊縫起弧及收弧.通過100多個試樣的應(yīng)力腐蝕對比實驗,研究了各種工藝之間的優(yōu)劣,擬合了2種材料在沸騰氯化鎂環(huán)境中應(yīng)力-壽命的數(shù)學(xué)關(guān)系.結(jié)果表明,對應(yīng)力腐蝕壽命而言,316l是304鋼的15倍以上、焊接起弧點高于收弧點、對接焊縫高于角焊縫;焊后速冷工藝可提高焊接接頭抗應(yīng)力腐蝕能力.

精品文檔 。 1歡迎下載 在奧氏體不銹鋼中,有碳、鉻、錳、硅、硫、磷、鉬、氮、鈦、鈮、 鎳、銅、硼、鈰、鑭等元素組成.每種元素對奧氏體不銹鋼的影響如 下 1.碳的影響： 碳在奧氏體不銹鋼中是強烈形成并穩(wěn)定奧氏體且擴大奧氏體區(qū)的元 素,碳形成奧氏體的能力為鎳的30倍.鋼中隨著含碳量增加,奧氏體 不銹鋼強度也隨之提高.此外,還能提高奧氏體不銹鋼在高濃氯化物 （如42%mgcl2沸騰溶液）中的耐應(yīng)力腐蝕性能.但是在奧氏體不銹鋼 中,碳通常被視為有害元素,因為在焊接或加熱到450度到850度,碳 可以和鋼中的鉻形成cr23c6型碳化物.導(dǎo)致局部鉻貧化,使鋼的耐晶 間腐蝕性能下降.20世紀60年代以來新發(fā)展的鉻鎳奧氏體不銹鋼,為 含碳量小于0.03%或0.02%的超低碳型不銹鋼.因此,在冷、熱加工及 焊接與碳弧氣刨時應(yīng)防止不銹鋼表面增碳,以免鉻的

元素含量對奧氏體不銹鋼性能的影響 奧氏體不銹鋼含有較多的cr、ni、mn、n等元素。與鐵素體不 銹鋼和馬氏體不銹鋼相比，奧氏體不銹鋼除了具有較高的耐腐蝕性 外，還有許多優(yōu)點。它具有很高的塑性，容易加工變形成各種型材， 如薄板、管材等；加熱時沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，即沒有γ和α之間的相 變，焊接性好；低溫韌性好，一般情況下沒有冷脆傾向；奧氏體不銹 鋼不具有磁性。由于奧氏體不銹鋼的再結(jié)晶度比鐵素體不銹鋼的高， 所以奧氏體不銹鋼還可以用于550℃以上工作的熱強鋼。 奧氏體不銹鋼是應(yīng)用最廣的不銹鋼，約占不銹鋼總產(chǎn)量的2/3。 由于奧氏體不銹鋼具有優(yōu)異的不銹鋼酸性、抗氧化性、高溫和低溫力 學(xué)性能、生物相容性等，所以在石油、化工、電力、交通、航天、航 空、航海、能源以及輕工、紡織、醫(yī)學(xué)、食品等工業(yè)上廣泛應(yīng)用。 1.高鉬（mo＞4%）奧氏體不銹鋼 高鉬奧氏體不銹鋼的典型代表是：00cr

精品文檔 。 1歡迎下載 在奧氏體不銹鋼中,有碳、鉻、錳、硅、硫、磷、鉬、氮、鈦、鈮、 鎳、銅、硼、鈰、鑭等元素組成.每種元素對奧氏體不銹鋼的影響如 下 1.碳的影響： 碳在奧氏體不銹鋼中是強烈形成并穩(wěn)定奧氏體且擴大奧氏體區(qū)的元 素,碳形成奧氏體的能力為鎳的30倍.鋼中隨著含碳量增加,奧氏體 不銹鋼強度也隨之提高.此外,還能提高奧氏體不銹鋼在高濃氯化物 （如42%mgcl2沸騰溶液）中的耐應(yīng)力腐蝕性能.但是在奧氏體不銹鋼 中,碳通常被視為有害元素,因為在焊接或加熱到450度到850度,碳 可以和鋼中的鉻形成cr23c6型碳化物.導(dǎo)致局部鉻貧化,使鋼的耐晶 間腐蝕性能下降.20世紀60年代以來新發(fā)展的鉻鎳奧氏體不銹鋼,為 含碳量小于0.03%或0.02%的超低碳型不銹鋼.因此,在冷、熱加工及 焊接與碳弧氣刨時應(yīng)防止不銹鋼表面增碳,以免鉻的

冷加工變形對奧氏體不銹鋼耐腐蝕性的影響 1引言 奧氏體不銹鋼是不銹鋼類中鋼種最多、使用量最大的一種,約占整個不銹鋼產(chǎn)量 的65%～70%[1]。奧氏體不銹鋼具有優(yōu)越的耐蝕性,從20年代開始,工業(yè)界特別是化學(xué) 工業(yè)界,綜合考慮力學(xué)耐蝕及工業(yè)性能,廣泛采用奧氏體不銹鋼制作工程構(gòu)件。然而, 在奧氏體不銹鋼的使用過程中,人們逐漸發(fā)現(xiàn)了因腐蝕開裂引起泄露事故[2]。如核電 站登月艙、火箭、船只、儲罐以及各種石油化工管路設(shè)備、建筑物等等,都發(fā)生過許 多起應(yīng)力腐蝕破裂事故;更為常見的是在石油、化學(xué)工業(yè)中,廣泛采用321、304、316 等亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼制造設(shè)備,在含硫氯介質(zhì)中通常發(fā)生嚴重的設(shè)備腐蝕穿孔事故, 造成巨大的經(jīng)濟損失并嚴重危及生產(chǎn)和人身安全。亞穩(wěn)態(tài)的奧氏體不銹鋼材料在設(shè)備 的加工制造過程中,要經(jīng)過冷軋、冷拔、冷彎、平整及矯正等冷加工工藝,它會發(fā)生變

對304奧氏體不銹鋼進行拉伸試驗,研究了其在高溫拉伸變形過程中的鋸齒流變行為。結(jié)果表明:當應(yīng)變速率在2×10-4～2×10-3s-1范圍內(nèi),試驗鋼發(fā)生動態(tài)應(yīng)變時效的溫度為773～973k;出現(xiàn)了a、a+b和e三種鋸齒波和負的應(yīng)變速率敏感系數(shù);鋸齒形成的有效激活能為212.8kj.mol-1;鉻和錳等置換型溶質(zhì)原子與運動位錯的交互作用使試驗鋼出現(xiàn)動態(tài)應(yīng)變時效,導(dǎo)致鋸齒流變行為的產(chǎn)生。

即1cr18ni8是碳≤1％，鉻18％，鎳8％，鐵73％的合金，是國外牌號；我國類似的是304不銹鋼，又叫1cr18ni9ti，其中鎳含量9％，另加鈦1％。其中碳的形態(tài)是碳化鐵結(jié)晶而不是碳化鐵與鐵的固溶體（否則就是馬氏體而不是奧氏體）。

4.2、奧氏體不銹鋼 4.2.1、常見鋼種的化學(xué)成份與性能 1、1cr17ni7 （1）化學(xué)成分 1cr17ni7鋼的化學(xué)成分列于表4-2 表4-21cr17ni7鋼的化學(xué)成分，% csimnspcrni ≤0.15≤1.00≤2.00≤0.030≤0.03516.00-18.006.00-8.00 （2）力學(xué)性能 1cr17ni7不銹鋼的固溶態(tài)及不同程度冷軋態(tài)下的室溫力學(xué)性能示于表4-3。在固溶狀態(tài)下，該鋼種和其他 奧氏體不銹鋼一樣，強度較低而塑性很好。但經(jīng)過冷變形加工，強度明顯 表4-31cr17ni7鋼室溫力學(xué)性能 試樣狀態(tài) бb,mpa ≥ б0.2,mpa ≥ δ5,% ≥ ψ,% ≥ hv ≤ 固溶態(tài)5152054060200 1/4硬化(1/4h)86051525 1/2硬化(

奧氏體不銹鋼

4.2、奧氏體不銹鋼 4.2.1、常見鋼種的化學(xué)成份與性能 1、1cr17ni7 （1）化學(xué)成分 1cr17ni7鋼的化學(xué)成分列于表4-2 表4-21cr17ni7鋼的化學(xué)成分，% csimnspcrni ≤0.15≤1.00≤2.00≤0.030≤0.03516.00-18.006.00-8.00 （2）力學(xué)性能 1cr17ni7不銹鋼的固溶態(tài)及不同程度冷軋態(tài)下的室溫力學(xué)性能示于表4-3。在固溶狀態(tài)下，該鋼種和其他 奧氏體不銹鋼一樣，強度較低而塑性很好。但經(jīng)過冷變形加工，強度明顯 表4-31cr17ni7鋼室溫力學(xué)性能 試樣狀態(tài) бb,mpa ≥ б0.2,mpa ≥ δ5,% ≥ ψ,% ≥ hv ≤ 固溶態(tài)5152054060200 1/4硬化(1/4h)86051525 1/2硬化(

對3mm厚304奧氏體不銹鋼板進行了熔化極氣體保護焊接(mig)試驗。在焊接中發(fā)現(xiàn),在適當范圍內(nèi)提高焊接速度有利于減小焊縫和熱影響區(qū)寬度,增加接頭強度的穩(wěn)定性;但是焊接速度過快會導(dǎo)致焊縫區(qū)氣孔的產(chǎn)生,從而降低接頭強度的穩(wěn)定性和耐蝕性。通過控制焊接速度可以保證304奧氏體不銹鋼焊接接頭具有良好的力學(xué)性能和良好的耐腐蝕性能。

在石油化工、航天航空、核能核電及其它領(lǐng)域,越來越多地用到鎳基合金、奧氏體不銹鋼及鈦材。因這幾種材料無磁性或呈低磁性,只能采用滲透探傷法對其原材料或焊縫進行表面探傷,而滲透液中的s、cl、f等元素對這些材料會產(chǎn)生有害反應(yīng)。1s、cl、f對幾種材料的影響為了論證s、cl、f對材料的危害,國外有人做了這樣的試驗:將奧氏體不銹鋼制成u形彎曲試樣,根據(jù)不同的冶金狀況分成三個組,每組三個試件,施加19種不同的滲透材料,暴露于90℃的潮濕的大氣中約80d(天)。結(jié)果高含氯化物的專用清洗劑c-2(水解氯化物含量為700μg/g)和顯象劑d-3(水解氯化物含量約為2200μg/s)對試樣造成腐蝕開裂,涂用其它滲透材料的試樣沒有產(chǎn)生可探出的應(yīng)力腐蝕裂紋。1.1s對鎮(zhèn)基材料產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂鎳基材料在有硫和硫化物存在時加熱,產(chǎn)生晶間腐蝕。鎳-硫化鎳的共晶熔點為643℃,因此鎳在高于此溫度的硫化物介質(zhì)中其晶粒邊界可產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂。

滲透液中S,Cl,F含量對鎳基合金,奧氏體不銹鋼及鈦材的影響

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元素含量對奧氏體不銹鋼性能的影響 奧氏體不銹鋼含有較多的cr、ni、mn、n等元素。與鐵素體不 銹鋼和馬氏體不銹鋼相比，奧氏體不銹鋼除了具有較高的耐腐蝕性 外，還有許多優(yōu)點。它具有很高的塑性，容易加工變形成各種型材， 如薄板、管材等；加熱時沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，即沒有γ和α之間的相 變，焊接性好；低溫韌性好，一般情況下沒有冷脆傾向；奧氏體不銹 鋼不具有磁性。由于奧氏體不銹鋼的再結(jié)晶度比鐵素體不銹鋼的高， 所以奧氏體不銹鋼還可以用于550℃以上工作的熱強鋼。 奧氏體不銹鋼是應(yīng)用最廣的不銹鋼，約占不銹鋼總產(chǎn)量的2/3。 由于奧氏體不銹鋼具有優(yōu)異的不銹鋼酸性、抗氧化性、高溫和低溫力 學(xué)性能、生物相容性等，所以在石油、化工、電力、交通、航天、航 空、航海、能源以及輕工、紡織、醫(yī)學(xué)、食品等工業(yè)上廣泛應(yīng)用。 1.高鉬（mo＞4%）奧氏體不銹鋼 高鉬奧氏體不銹鋼的典型代表是：00cr

取代鎳不銹鋼的新型鉻不銹鋼

瑞典sandvik材料技術(shù)公司新近開發(fā)成功一種新型彈簧絲用低鎳不銹鋼，其主要化學(xué)成分為fe-18cr-4．8mn矗5ni-3cu，用作彈簧絲材性能優(yōu)異，它具有很小的松弛性、良好的抗疲勞性和耐腐蝕性以及優(yōu)良的加工性。該不銹鋼的抗拉強度與aisi302、en1．4310相同，然而含ni量卻不到其一半，并且減少了c和mn的含量，由于增加了c含量而大大改善了耐蝕性，同時兼?zhèn)淞藘?yōu)良的延塑性和冷加工性。成品彈簧經(jīng)最終退火之后，

254smo、al－6xn等超級奧氏體不銹鋼性能 1.1化學(xué)成分與金相組織 一些主要高合金奧氏體不銹鋼的主要化學(xué)成分在表1中給出。其中al－6xn 和254smo為典型的6鉬超級奧氏體不銹鋼，而654smo為典型的7鉬超級奧氏 體不銹鋼。 超級奧氏體不銹鋼的基本金相組織為典型的，百分之百的奧氏體。但由于鉻 和鉬的含量均較高，很有可能會出現(xiàn)些金屬中間相，如chi和σ相。這些金屬中 間相常常會出現(xiàn)在板材的中心部位。但是如果熱處理正確，就會避免這些金屬中 間相的生成，從而得到近百分之百的奧氏體。254smo的金相組織沒有任何其它 金屬中間相。該組織是經(jīng)在1150～12000c溫度下熱處理之后得到的。 在使用過程中，如果出現(xiàn)了少量的金屬中間相，它們也不會對機械性能和表 面的耐腐蝕性能有很大的影響。但是要盡量避免溫度范圍600～10000c，尤其是 在焊

~1~ 奧氏體不銹鋼的特性 一般來說，304不銹鋼與316不銹鋼在抗化學(xué)腐蝕性能方面差別不大， 不過在某些特定介質(zhì)下有所區(qū)別。 最初開發(fā)出的不銹鋼為304，在特定情況下，這種材料對點腐蝕(pitting corrosion)比較敏感。額外增加2-3%的鉬可以減少這種敏感性，這樣就誕生 了316。此外，這些額外的鉬還可以降低某些熱有機酸的腐蝕。 316不銹鋼幾乎成為食品飲料行業(yè)標準材料。由于世界范圍內(nèi)鉬元素的 短缺及316不銹鋼中鎳含量更多，316不銹鋼的價格比304不銹鋼更貴。 點腐蝕是一種主要由不銹鋼表面沉積腐蝕引起的現(xiàn)象，這是因為缺氧而 不能形成氧化鉻保護層。 尤其在小型閥門中，閥板上出現(xiàn)沉積的可能性很小，因此點腐蝕也很少 發(fā)生。 在各種類型的水介質(zhì)（蒸餾水、飲用水、河水、鍋爐水、海水等）中， 304不銹鋼與316不銹鋼的抗腐蝕性能幾乎一樣

1 奧氏體不銹鋼的腐蝕 奧氏體不銹鋼不僅有良好的耐腐蝕性能，而且有良好的力學(xué)性能、工藝性能、 焊接性能、低溫性能和沒有磁性。漂亮美觀，是最理想的金屬材料。所以人們一 聽到奧氏體不銹鋼管用在自來水工程上，在施工中采用氬弧焊焊接，總是萬無一 失沒有問題的。其實恰恰相反，原因是一般自來水中都含有氯離子（cl一），微 量的cl一和o2一般影響很大,幾個ppmcl一加上微量o2,可以引起18/8鉻鎳不銹 鋼孔蝕和引力腐蝕的破壞. 一、據(jù)有關(guān)資料介紹，奧氏體不銹鋼腐蝕破壞事例 1、某工廠幾十臺不銹鋼儲罐，分別用板厚4—6mm的sus304、304l、316、 316l不銹鋼板焊接而成。在安裝后充水，水源來自消防龍頭，僅3—4個月放水 檢查時，就發(fā)現(xiàn)嚴重的點蝕，最多一個罐達200多個蝕孔，最深達4—5mm，儲 罐已不能正常使用，只好報廢，造成巨大

1 奧氏體不銹鋼的腐蝕 奧氏體不銹鋼不僅有良好的耐腐蝕性能，而且有良好的力學(xué)性能、工藝性能、 焊接性能、低溫性能和沒有磁性。漂亮美觀，是最理想的金屬材料。所以人們一 聽到奧氏體不銹鋼管用在自來水工程上，在施工中采用氬弧焊焊接，總是萬無一 失沒有問題的。其實恰恰相反，原因是一般自來水中都含有氯離子（cl一），微 量的cl一和o2一般影響很大,幾個ppmcl一加上微量o2,可以引起18/8鉻鎳不銹 鋼孔蝕和引力腐蝕的破壞. 一、據(jù)有關(guān)資料介紹，奧氏體不銹鋼腐蝕破壞事例 1、某工廠幾十臺不銹鋼儲罐，分別用板厚4—6mm的sus304、304l、316、 316l不銹鋼板焊接而成。在安裝后充水，水源來自消防龍頭，僅3—4個月放水 檢查時，就發(fā)現(xiàn)嚴重的點蝕，最多一個罐達200多個蝕孔，最深達4—5mm，儲 罐已不能正常使用，只好報廢，造成巨大

304奧氏體不銹鋼的高溫拉伸行為和形變組織研究