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    不锈钢成分特性

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    • 详情介绍
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    不锈钢之所以有优良的防锈性和抗腐蚀性,在于不锈钢表面的Cr易与大气中的氧生成Cr2O3的致密钝态氧化膜2,将大气中的水气及氧阻绝在外,?;せ牟患绦苎趸跋於?,即使材料本身受到外力或化学方式破坏表面,Cr2O3也能迅速再生成。 
          除耐蚀性之外,不锈钢亦具有耐热性、耐高温腐蚀性、高温强度等优点,另一方面不锈钢机械性质虽不如碳钢,但加工硬化现象较碳钢为高,因此常使用加工硬化来达到强度的要求。
          导磁性部分,一般传统观念认识不锈钢一定没有磁性,甚至以此来判断不锈钢和碳钢,但其实不然,在不锈钢中,具沃斯田铁相的不锈钢才具有无磁性特点(但不包括冷作加工后的),肥粒铁和麻田散铁相的不锈钢依旧具有磁性。
     
        不锈钢既为一高合金钢,其成份影响材料特性甚巨,各添加的合金元素对不锈钢的影响整理如下:
    1、铬Cr:
        为不锈钢主要的添加元素,一般在12%以上,因可生成Cr2O3钝态?;つ?,是不锈
        钢具耐蚀性较大的原因,Cr含量的增加,?;つさ奈榷ǘ纫蚕喽蕴嵘?。能耐高温氧
        化及氧化酸,但还原酸(H2SO4、HCL)会溶去Cr2O3氧化膜使之无法重新生长,
        故仅含铬的不锈钢在还原酸的环境中受腐蚀的速率仍高。另外Cr也是肥粒铁相的
        安定元素(Cr当量表示肥粒铁相的安定度),使不锈钢具有质软延展性好、高温强
        度佳的特性。
     2、镍Ni:
        铬钢中加入Ni可增强不锈钢钝态?;つぴ诨乖嶂械哪褪葱?,同时也是沃斯田铁
        相的安定元素(Ni当量表示),使高温沃田铁相在常温仍继续保持安定。另外增加
        Ni的添加可减低不锈钢的加工硬化性使之具有韧性。
     3、碳C:
        加入C可因原子间隙强化而提高不锈钢的强度,同时是沃斯田铁相的安定元素,但
        因敏化(后述)的影响,而有局部腐蚀现象(晶界腐蚀),故以腐蚀观点来看,宜
        降低含碳量(0.03%以下),但会降低强度和硬度,此时可利用后续的加工硬化来达
        到要求的强度,或添加N来改善(C:N = 1:2)。
     4、硅Si:
        杂质成份,可减少高温时的锈皮产生、增加耐热性、高温强度佳、肥粒铁相的安定
        元素。
     5、锰Mn:
        提高强度、可取代Ni的添加(Mn:Ni = 4:1,可降低成本)、沃斯田铁相安定元
        素,但对炼制的过程来说,添加过多的Mn会严重侵蚀炉壁。
     6、磷P:
        杂质成份,一般在0.045%(0.04%)以下。
     7、硫S:
        杂质成份,一般在0.03%以下,但增加S可改善材料的切削性(因沃斯田铁相不锈
        钢材质黏韧,切削加工性不良,亦会造成刀具的毁损,而S与Mn生成MnS纺锤
        体组织的介在物,易切断车屑)。
     8、钼Mo:
        增加Mo可强化钝态膜,有利于耐孔蚀,提高对氯离子的抵抗性;2%以上的Mo可
        有效改善耐硫酸侵蚀的效益;另一方面亦增加硬化能4、肥粒铁相安定因素。
     9、铜Cu:
        增加非氧化性气氛的耐蚀性;3%以上的Cu有析出强化效果;降低不锈钢加工硬化
        效应,使之易冷作成形;但热间加工性差、会发生热脆化。
    10、氮N:
        沃斯田铁相安定因素,增强常温及高温的强度(与C同),但几乎不影响耐蚀性。
    11、钛Ti、铌Nb、钽Ta:
        再钢中取代Cr与C形成安定化的碳化物,减少Cr23C6的析出而产生缺铬区(抗敏
        化,钛的添加量为Ti = 5(or 6) x C,0CR,或Ti = 5 x (C-0.02)),1CR。但Ti添加太多
        时,在铸造时容易堵塞铸嘴。近年来由于低碳钢种开发(xxxL),使得加Ti的使用
        减少许多。
    12、铝Al:
        晶粒细微化、析出强化效果。
    13、硼B:
        可增加Cu的固溶量:提高冷加工性。
    14、硒Se:
        改善切削性质。

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