你了解鉬在不鏽鋼中的作用嗎

2018-07-12  來自: 濟南亞遊集團AG機械有限公司 瀏覽次數:348

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鉬提高耐腐蝕性和高溫強度


鉬提高了不鏽鋼的耐腐蝕能力(參考常用不鏽鋼牌號及耐蝕性)。與不含鉬的不鏽鋼相比,含鉬不鏽鋼通常耐腐蝕性能,常應用於腐蝕性更強的環境如化工設備或海洋用途。不鏽鋼有許多牌號,鉬(和鉻、鎳、氮等)含量各不相同。應當根據具體應用環境的腐蝕性,選擇的不鏽鋼牌號。


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鉬作為一個較大的原子,通過固溶強化可提高不鏽鋼的高溫強度。熱交換器和其它高溫設備如汽車排氣係統正是利用了鉬的這一作用。

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鉬是鐵素體形成元素

為了討論鉬對不鏽鋼冶金學的影響,先看看不鏽鋼的金相組織。不鏽鋼按照金相組織可分為以下幾類:

奧氏體不鏽鋼

鐵素體不鏽鋼

馬氏體不鏽鋼

雙相不鏽鋼

沉澱硬化不鏽鋼

這種基於顯微組織的劃分是有用的,因為同一類不鏽鋼中的各牌號往往有類似的物理性能和力學性能,而不同類不鏽鋼之間的性能差異可能很大,例如奧氏體不鏽鋼是沒有磁性的,而鐵素體和雙相不鏽鋼是有磁性的。

不同類不鏽鋼的根本區別在於其原子晶體結構的不同,鐵素體晶體中的原子排布不同於奧氏體晶體的原子排布:

在鐵素體不鏽鋼中,鐵原子和鉻原子分布在晶體立方體的各個角和立方體的中心,而在奧氏體不鏽鋼中,鐵、鉻和鎳原子分布在立方體的各個角和立方體每個麵的中心。


左邊的鐵素體不鏽鋼具有體心立方晶體結構,添加鎳之後,晶體結構從體心立方變為麵心立方,這種結構叫做奧氏體。


這個表麵看似不大的差別深刻地影響了這兩類不鏽鋼的性能。

奧氏體不鏽鋼具有良好的力學性能,容易加工,因此比鐵素體不鏽鋼的應用廣泛得多。所使用的全部不鏽鋼中大約75%是奧氏體不鏽鋼,鐵素體不鏽鋼約占25%。其它三類不鏽鋼--馬氏體不鏽鋼、雙相不鏽鋼和沉澱硬化不鏽鋼各約占總量的1%以下。

合金元素中除了鎳,還有其它元素傾向於形成奧氏體結構,這些元素叫做奧氏體形成元素。而促使鐵素體結構形成的合金元素叫做鐵素體形成元素。



鉬是鐵素體形成元素。這意味著當向奧氏體不鏽鋼中添加鉬來改善耐腐蝕性時,必須也添加鎳或氮等奧氏體形成元素以便保持奧氏體的結構。


雙相不鏽鋼的金相組織是奧氏體和鐵素體的混合晶體結構,因此它們是“雙相”結構。這是通過添加較少的鎳(比形成全奧氏體不鏽鋼所需的鎳量少)實現的。


如下圖所示,在鐵素體鉻不鏽鋼中加8%鎳,可形成奧氏體鉻-鎳不鏽鋼,如304不鏽鋼。如果加入的鎳較少,比如4%-5%,則形成鐵素體和奧氏體的混合結構--雙相不鏽鋼,如2205雙相不鏽鋼。



奧氏體不鏽鋼和雙相不鏽鋼中添加鉬改善了耐腐蝕性,奧氏體不鏽鋼中鉬的添加量一般為2%-7%,雙相不鏽鋼中鉬含量為3%-5%。

在鐵素體不鏽鋼中加入1%-2%的鉬也大大增加了鐵素體不鏽鋼的耐腐蝕性和高溫強度。


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