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2520不銹鋼

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2520不銹鋼管中合金元素的作用有哪些

來源:至德鋼業 日期:2020-11-19 10:17:51 人氣:916

 2520不銹鋼管中的主要元素有鉻、鎳、錳、硅、碳、氮等,各元素的主要作用闡述如下,由于鈮元素在2520不銹鋼管中的作用是本文主要研究對象,因此單獨對其闡述。


一、鉻元素


 鉻元素是2520不銹鋼管的主要合金元素,為了提高2520不銹鋼管在高溫應用下的抗氧化性,其鉻含量一般控制在25%左右。鉻是鐵素體形成元素,過多的鉻元素會導致鑄造、焊接過程中生成δ-鐵素體,無法得到全奧氏體組織。同時,鉻會促進M23C6、Cr2N和Z相的析出,M23C6和Cr2N會在晶界形成膜狀結構,不但降低合金的韌脆性,而且會導致晶界貧鉻,從而增大不銹鋼的晶間腐蝕的敏感性。


二、鎳元素


 鎳元素是奧氏體穩定化元素,為了得到全奧氏體組織,一般加入20%左右的鎳元素。鎳還可以提高不銹鋼表面膜的穩定性,進而提高不銹鋼的抗腐蝕性能。有研究表明,在20-25Cr鋼中加入20%的鎳最為合適。


三、錳元素


 錳元素也是奧氏體穩定化元素,鎳元素價格較高,為了降低生產成本,現在很多鋼種通過加入錳來代替鎳元素。此外,錳可以提高氮在奧氏體中的固溶度。


四、碳元素


 碳是間隙型原子,其固溶強化效果僅次于氮元素,并且適量的碳能與鈮和釩等元素形成MC型碳化物,這些碳化物彌散分布在基體上,對晶粒起釘扎作用,能夠抑制晶粒長大,但是加入過量的碳會導致大尺寸的MC從液相中析出(一次MC相),這些一次MC一般在晶界處析出,降低了合金的韌塑性;同時大量碳元素的加入會促進M23C6的大量析出,導致材料抗腐蝕性能和韌性下降。


五、氮元素


 氮元素是奧氏體化元素,其間隙固溶強化作用最強。2520不銹鋼管在長時間時效后有sigma相生成,浙江至德鋼業有限公司通過對不同氮含量的2520不銹鋼管的金相的觀察及熱力學計算發現氮能夠抑制sigma相的生成。氮能夠促進Z相的生成,在長時間時效下,例如HR3C在750℃時效500h后會析出Z相。在9~12Cr%鋼中,Z相會降低材料的高溫(700℃)韌性,目前Z相對奧氏體不銹鋼作用還不明確。高氮不銹鋼在焊接中會產生氮化物,降低焊接性能。


六、釩元素


 2520不銹鋼管中不含釩元素,但微合金鋼中常常使用釩作為微合金化主要元素,與其它微合金相比,釩元素在800℃以上時有較高的固溶度,因此含釩的析出相主要在800℃以下起強化作用。VN在奧氏體和鐵素體中固溶都比VC低很多,熱力學計算和實驗都表明VN先于VC析出。釩(C,N)析出物一般會在700℃左右的溫度區間析出。細小彌散的釩(C,N)會釘扎在晶界和晶內,提高材料強度。此外,釩會固定氮元素,改善焊接性能。


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本文標簽:2520不銹鋼管 

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