不銹鋼之所以有優(yōu)良的防銹性和抗腐蝕性,在于不銹鋼表面的Cr易與大氣中的氧生成Cr2O3的致密鈍態(tài)氧化膜2,將大氣中的水氣及氧阻絕在外,保護(hù)基材不繼續(xù)受氧化影響而腐蝕,即使材料本身受到外力或化學(xué)方式破壞表面,Cr2O3也能迅速再生成.
 除耐蝕性之外,不銹鋼亦具有耐熱性、耐高溫腐蝕性、高溫強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn),另一方面不銹鋼機(jī)械性質(zhì)雖不如碳鋼,但加工硬化現(xiàn)象較碳鋼為高,因此常使用加工硬化來達(dá)到強(qiáng)度的要求.導(dǎo)磁性部分,一般傳統(tǒng)觀念認(rèn)識(shí)不銹鋼一定沒有磁性,甚至以此來判斷不銹鋼和碳鋼,但其實(shí)不然,在不銹鋼中,具沃斯田鐵相的不銹鋼才具有無(wú)磁性特點(diǎn)(但不包括冷作加工后的),肥粒鐵和麻田散鐵相的不銹鋼依舊具有磁性.
 不銹鋼既為一高合金鋼,其成份影響材料特性甚巨,各添加的合金元素對(duì)不銹鋼的影響整理如下:
 1、鉻Cr:
 為不銹鋼主要的添加元素,一般在12%以上,因可生成Cr2O3鈍態(tài)保護(hù)膜,是不銹鋼具耐蝕性的原因,Cr含量的增加,保護(hù)膜的穩(wěn)定度也相對(duì)提升.能耐高溫氧
 化及氧化酸,但還原酸(H2SO4、HCL)會(huì)溶去Cr2O3氧化膜使之無(wú)法重新生長(zhǎng)故僅含鉻的不銹鋼在還原酸的環(huán)境中受腐蝕的速率仍高.另外Cr也是肥粒鐵相的 安定元素(Cr當(dāng)量表示肥粒鐵相的安定度),使不銹鋼具有質(zhì)軟延展性好、高溫強(qiáng) 度佳的特性.
 2、鎳Ni:
 鉻鋼中加入Ni可增強(qiáng)不銹鋼鈍態(tài)保護(hù)膜在還原酸中的耐蝕性,同時(shí)也是沃斯田鐵相的安定元素(Ni當(dāng)量表示),使高溫沃田鐵相在常溫仍繼續(xù)保持安定.另外增加Ni的添加可減低不銹鋼的加工硬化性使之具有韌性.
 3、碳C:
 加入C可因原子間隙強(qiáng)化而提高不銹鋼的強(qiáng)度,同時(shí)是沃斯田鐵相的安定元素,但因敏化(后述)的影響,而有局部腐蝕現(xiàn)象(晶界腐蝕),故以腐蝕觀點(diǎn)來看,宜降低含碳量(0.03%以下),但會(huì)降低強(qiáng)度和硬度,此時(shí)可利用后續(xù)的加工硬化來達(dá)到要求的強(qiáng)度,或添加N來改善(C:N = 1:2).
 

4、硅Si:
 雜質(zhì)成份,可減少高溫時(shí)的銹皮產(chǎn)生、增加耐熱性、高溫強(qiáng)度佳、肥粒鐵相的安定元素.
 5、錳Mn:
 提高強(qiáng)度、可取代Ni的添加(Mn:Ni = 4:1,可降低成本)、沃斯田鐵相安定元 素,但對(duì)煉制的過程來說,添加過多的Mn會(huì)嚴(yán)重侵蝕爐壁.
 6、磷P:
 雜質(zhì)成份,一般在0.045%(0.04%)以下.
 7、硫S:雜質(zhì)成份,一般在0.03%以下,但增加S可改善材料的切削性(因沃斯田鐵相不銹 鋼材質(zhì)黏韌,切削加工性不良,亦會(huì)造成刀具的毀損,而S與Mn生成MnS紡錘 體組織的介在物,易切斷車屑).
 8、鉬Mo:
 增加Mo可強(qiáng)化鈍態(tài)膜,有利于耐孔蝕,提高對(duì)氯離子的抵抗性;2%以上的Mo可有效改善耐硫酸侵蝕的效益;另一方面亦增加硬化能4、肥粒鐵相安定因素.
 9、銅Cu:
 增加非氧化性氣氛的耐蝕性;3%以上的Cu有析出強(qiáng)化效果;降低不銹鋼加工硬化 效應(yīng),使之易冷作成形;但熱間加工性差、會(huì)發(fā)生熱脆化.
 10、氮N:
 沃斯田鐵相安定因素,增強(qiáng)常溫及高溫的強(qiáng)度(與C同),但幾乎不影響耐蝕性.
 11、鈦Ti、鈮Nb、鉭Ta:
 再鋼中取代Cr與C形成安定化的碳化物,減少Cr23C6的析出而產(chǎn)生缺鉻區(qū)(抗敏化,鈦的添加量為Ti = 5(or 6) x C,0CR,或Ti = 5 x (C-0.02)),1CR.但Ti添加太多時(shí),在鑄造時(shí)容易堵塞鑄嘴.近年來由于低碳鋼種開發(fā)(xxxL),使得加Ti的使用 減少許多.
 12、鋁Al:
 晶粒細(xì)微化、析出強(qiáng)化效果.
 13、硼B(yǎng):
 可增加Cu的固溶量:提高冷加工性.

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