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          碳、铬和镍对不锈钢锻件的作用介绍

          2021-11-18 10:39:09

          碳、铬和镍对不锈钢锻件的作用介绍

          碳在不锈钢锻件中的作用主要体现在两个方面:一方面,碳与铬具有很强的亲和力,可以与铬形成一系列复杂的碳化物。钢中碳含量越高,形成的碳化铬越多。不锈钢锻造过程中,当w(Cr)<10%时,主要为硬质合金(Fe,Cr)3C;在高铬钢中,复合碳化物(Cr,Fe)7C3或(Cr,Fe)23C6。这样,固溶体中的铬含量降低,钢的耐腐蚀性也降低。钢中碳含量越高,其耐腐蚀性越低。对于不锈钢锻件,耐腐蚀性是主要要求,因此不锈钢中的碳含量通常很低,大多数仅为0.10%~0.20%(质量分数),一般不超过0.4%(质量分数)。另一方面,不锈钢锻件的强度随着钢中碳含量的增加而增加。在某些场合,要求不锈钢锻件具有高硬度和耐磨性;如不锈钢滚动轴承、弹簧、模具和刀具,需要高硬度和高强度,因此在马氏体不锈钢中,为了产生马氏体相,钢中的碳含量通常在0.1%和1.0%(质量分数)之间变化。随着钢中碳含量的增加,淬火后钢的硬度增加,耐磨性相应提高。同时,钢的强度也增加,塑性相应降低,耐蚀性降低。因此,有必要相应增加钢中的铬含量,以生产9Cr18、85Crl7和90Crl8MoV等不锈钢。

          镍是一种形成奥氏体的合金元素,但只有与铬结合才能充分证明镍的作用。如果仅使用镍,为了在低碳镍钢中获得纯奥氏体单相结构,镍含量需要高达24%(质量分数)。事实上,镍含量需要达到27%(质量分数)才能达到显著水平。因此,不锈钢锻件的耐腐蚀性大大提高,因此镍在不锈钢锻件中不单独用作合金元素。当镍和铬结合时,镍可以提高钢的耐腐蚀性。例如,在铁素体不锈钢锻件中加入少量镍,可以使金相组织由单相铁素体转变为奥氏体体铁素体双相组织,从而通过热处理提高其强度。如果镍的含量进一步增加,它会变成单相奥氏体,这是广泛使用的18-8型铬镍奥氏体不锈钢,具有高耐蚀性、良好的变形性和焊接性,并且没有磁性。

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