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    镍与不锈钢基础知识

    发布日期:2019/4/25 11:31:09    人气:2    栏目:新闻中心

           镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构华体汇|登录入口 。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构,从而改善诸如可塑性华体汇|登录入口 、可焊接性和韧性等不锈钢的属性,所以镍被称为奥氏体形成元素。普通碳钢的晶体结构称为铁氧体华体汇|登录入口 ,呈体心立方(BCC)结构,加入镍华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构华体汇|登录入口 ,这种结构被称为奥氏体华体汇|登录入口 。然而华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,镍并不是唯一具有此种性质的元素华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 。常见的奥氏体形成元素有:镍、碳华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 、氮、锰华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 、铜华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 。这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 。目前华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,人们已经研究出很多公式来表述奥氏体形成元素的相对重要性华体汇|登录入口 ,最著名的是下面的公式:

           奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%

           从这个等式可以看出:碳是一种较强的奥氏体形成元素,其形成奥氏体的能力是镍的30倍华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,但是它不能被添加到耐腐蚀的不锈钢中华体汇|登录入口 ,因为在焊接后它会造成敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀问题华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 。氮元素形成奥氏体的能力也是镍的30倍华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,但是它是气体华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,想要不造成多孔性的问题华体汇|登录入口 ,只能在不锈钢中添加数量有限的氮华体汇|登录入口 。添加锰和铜会造成炼钢过程中耐火生命减少和焊接的问题。

           从镍等式中可以看出华体汇|登录入口 ,添加锰对于形成奥氏体并不非常有效华体汇|登录入口 ,但是添加锰可以使更多的氮溶解到不锈钢中华体汇|登录入口 ,而氮正是一种非常强的奥氏体形成元素。在200系列的不锈钢中华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,正是用足够的锰和氮来代替镍形成100%的奥氏体结构,镍的含量越低华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,所需要加入的锰和氮数量就越高。例如在201型不锈钢中华体汇|登录入口 ,只含有4.5%的镍华体汇|登录入口 ,同时含有0.25%的氮。由镍等式可知这些氮在形成奥氏体的能力上相当于7.5%的镍,所以同样可以形成100%奥氏体结构。这也是200系列不锈钢的形成原理华体汇|登录入口 。在有些不符合标准的200系列不锈钢中华体汇|登录入口 ,由于不能加入足够数量的锰和氮华体汇|登录入口 ,为了形成100%的奥氏体结构,人为的减少了铬的加入量华体汇|登录入口 ,这必然导致了不锈钢抗腐蚀能力的下降华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 。

           在不锈钢中,有两种相反的力量同时作用:铁素体形成元素不断形成铁素体华体汇|登录入口 ,奥氏体形成元素不断形成奥氏体华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 。最终的晶体结构取决于两类添加元素的相对数量。铬是一种铁素体形成元素华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,所以铬在不锈钢晶体结构的形成上和奥氏体形成元素之间是一种竞争关系。因为铁和铬都是铁素体形成元素华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,所以400系列不锈钢是完全铁素体不锈钢华体汇|登录入口 ,具有磁性华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 。在把奥氏体形成元素-镍加入到铁-铬不锈钢的过程中华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,随着镍成分增加华体汇|登录入口 ,形成的奥氏体也会逐渐增加华体汇|登录入口 ,直至所有的铁素体结构都被转变为奥氏体结构,这样就形成了300系列不锈钢华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 。如果仅添加一半数量的镍华体汇|登录入口 ,就会形成50%的铁素体和50%的奥氏体华体汇|登录入口 ,这种结构被称为双相不锈钢。 

           400系列不锈钢是一种铁华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 、碳合铬的合金华体汇|登录入口 。这种不锈钢具有马氏体结构和铁元素华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,因此具有正常的磁特性。400系列不锈钢具有很强的抗高温氧化能力华体汇|登录入口 ,而且与碳钢相比,其物理特性和机械特性都有进一步的改善华体汇|登录入口 。大多数400系列不锈钢都可以进行热处理。

           300系列不锈钢是一种含有铁华体汇|登录入口 、碳华体汇|登录入口 、镍和铬的合金材料华体汇|登录入口 ,一种无磁性不锈钢材料华体汇|登录入口 ,比400系列不锈钢具有更好的可锻特性华体汇|登录入口 。由于300系列不锈钢的奥氏体结构华体汇|登录入口 华体汇|登录入口 ,因此它在许多环境中具有很强的抗腐蚀性能,具有很好的抗金属超应力引起的腐蚀所造成的断裂的性能华体汇|登录入口 ,而且其材料特性不受热处理的影响华体汇|登录入口 。

       


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