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2520不锈钢管中元素的主要作用

2520重庆不锈钢管中的主要元素有CrNiMnSiCN等,各元素的主要作用如下。本文以310S钢中Nb元素的作用为主要研究对象,分别进行了阐述。

1) 铬元素

铬是2520不锈钢管的主要合金元素。为了提高2520不锈钢管的高温抗氧化性能,一般将铬含量控制在25%左右。铬是一种铁素体形成元素。在铸造和焊接过程中,过多的CR会导致δ铁素体的形成,不可能获得全部的奥氏体组织。同时,CR会促进M23C6Cr2NZ相的析出,M23C6Cr2N会在晶界形成薄膜结构,这不仅会降低合金的韧性和脆性,而且会使CR的晶界变差,从而提高了不锈钢晶间腐蚀的敏感性[22]

2) 镍元素

镍是奥氏体的稳定元素。为了获得完整的奥氏体组织,通常添加约20%Ni。镍还可以提高不锈钢表面膜的稳定性,进一步提高不锈钢的耐蚀性。结果表明,20wt%Ni20-25cr钢中最合适的添加剂。

3) 锰元素

锰也是一种奥氏体稳定元素,而镍是昂贵的。为了降低生产成本,现在许多钢种用添加锰来代替镍。此外,Mn能提高N在奥氏体中的固溶性。

重庆不锈钢管1.png


4) 元素C

C是间隙原子,固溶强化效果仅次于N元素,适量的C能与NbV等元素形成MC型碳化物。这些碳化物分散在基体上,可以钉住晶粒,抑制晶粒长大[24]。但过量的C元素的加入会导致液相(初生MC相)析出大尺寸的MC,这些初生MC一般在晶界析出,同时使晶粒尺寸减小,大量的C元素的加入会促进M23C6的析出,导致晶粒尺寸减小耐腐蚀性和韧性。

5) 元素n

N为奥氏体化元素,其间隙固溶强化效果最强。Rolf-sandstrom等人通过对2520根不同氮含量的不锈钢管进行金相观察和热力学计算,发现氮能抑制sigma相的形成。N能促进Z相的形成。在长时间时效条件下,HR3C750℃时效500h后析出Z相,在9-12Cr%钢中,Z相会降低材料的高温(700℃)韧性。目前,Z相对奥氏体不锈钢的影响尚不清楚。高氮不锈钢在焊接过程中会产生氮化物,降低焊接性能。

6) 元素V

2520不锈钢管中不含钒元素,但在微合金钢中常以钒为主。与其它微合金相比,钒元素在800℃以上具有更高的固溶性[29],因此含钒析出相在800℃以下主要起强化作用。VN在奥氏体和铁素体中的固溶量远低于VC。热力学计算和实验表明,VNVC先析出。VCn)析出物通常在700℃左右析出。细小分散的VCn)可以钉扎在晶界和晶粒内,提高了材料的强度。此外,钒还可以固定N元素,提高焊接性能。


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