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不銹鋼材料

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至德鋼業(yè)告訴您鋁元素在不銹鋼管中的作用有哪些

來源:至德鋼業(yè) 日期:2020-10-27 15:23:48 人氣:1524

 奧氏體耐熱鋼具有良好的耐高溫、耐腐蝕、力學性能以及可加工性能,所以經常在耐酸堿腐蝕、高溫或者低溫的石油化工、電力、海洋、能源等行業(yè)的零部件使用,然而不銹鋼管服役的這些環(huán)境一般都處于硫化物、水蒸氣的氧化性氣氛中,縮短了零部件的壽命,所以進一步研發(fā)能克服耐高低溫、耐腐蝕、力學性能優(yōu)良的不銹鋼管已經成為一種趨勢。近幾十年來,隨著國內外的學者的不斷探索,發(fā)現(xiàn)在不銹鋼管中加入鋁元素會在表面形成比傳統(tǒng)的奧氏體不銹鋼管表面的三氧化二鉻保護膜性能更為優(yōu)良的三氧化二鋁保護膜,這樣相對傳統(tǒng)的不銹鋼管,在沒有增加成本的基礎上開發(fā)出了一種性能優(yōu)良的高鋁型奧氏體不繡鋼。


  鋁在不銹鋼管中作用主要有兩個方面:一是用作煉鋼時的脫氧定氮劑,并且細化晶粒,阻礙低碳鋼的時效,提高鋼在低溫下的韌性。二是作為合金化元素加入鋼中,提高鋼的抗氧化性,改善鋼的電、磁性能,提高滲氮鋼的耐腐蝕和疲勞強度。鋁元素在現(xiàn)代的煉鋼和生產中通常是當做脫氧劑使用,部分的鋁與氧結合會形成三氧化二鋁或者鋁的氧化物類的雜質,剩余的鋁會溶入固態(tài)鐵中,稱之為酸溶鋁,在隨后的冷卻過程中,由于加熱和冷卻的方式不同,有的在固態(tài)下會形成AlN的彌散物,能夠起到細化晶粒的作用,有的會繼續(xù)保留在固態(tài)鐵中,我國規(guī)定的酸溶鋁在鋼中的質量分數(shù)不能超過0.07%。鋁在鋼中還有一個作用是鎮(zhèn)靜鋼液,防止鋼液凝固時產生大量的氣泡。由于鋁元素是鐵素體形成元素,鎳元素在不銹鋼管含量比較少的時候,隨著鋁元素含量的增多,鐵素體的含量增多,這樣會使奧氏體不銹鋼方管變成了鐵素體+奧氏體的雙相組織,大量存在的鐵素體會使材料的力學性能以及抗蠕變性能大幅度下降,所以高鋁不銹鋼管在成分設計上顯得尤為重要。


 舍夫勒組織圖是用來表述不銹鋼方管元素化學組成(不計算其中氮元素)與相組織的定量關系圖,可以根據(jù)元素的化學成分推算出相組織及其鐵素體的量,圖中縱坐標表示鎳當量,是反映不銹鋼方管組織奧氏體化程度的指標,其值是根據(jù)化學組成中包含的奧氏體化元素(如鎳,碳,錳等)的量,按其奧氏體化作用的強烈程度折算成相當于若干個鎳之總和;橫坐標表示鉻當量來表示,鉻當量是反映組織中鐵素體化程度的指標,其量值是根據(jù)組織中的鐵素體化元素(如鉻,鋁,硅,妮等)的量,按其鐵素體化作用的強烈程度,折算成相當于若干個鉻之總和。所以我們可以把上述兩類元素在鋼中所占的比例計算出來,折算成鉻當量、鎳當量的形式來表示。兩者的計算公式分別為:


 鎳當量:Nieq=%Ni+%Co+30(%C)+25(%N)+0.5(%Mn) 


 鉻當量:Creq=%Cr+2(%Si)+1.5(%Mo)+5(%V)+5.5(%Al)+1.75(%Nb)+1.5(%Ti)+0.75(%W) 


本文標簽:不銹鋼管 

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