铬在不锈钢锻件的作用

2019-10-10 admin
  不锈钢锻件中含有大量的合金元素,如铬、镍、锰、钛、铌、氮、硅、铝和铜等。
 
铬的作用
 
  铬对不锈钢锻件的耐蚀性起决定作用,在不锈钢的定义中,w(Cr)>10.5%,它是不锈钢耐蚀性的主要元素,钢中铬含量越高,耐蚀性越好。这是因为钢在氧化介质中就可以形成以Cr203为基体的稳定的表面防护膜(约lOμm),即产生钝化现象,在这层膜内富集了铬。同时,铬有效地提高了固溶体(铁素体、马氏体或奥氏体)的电极电位,使原来纯铁(低碳钢)的电极电位由负变正,从而使钢不受腐蚀。 铬元素加人不锈钢中,电极电位遵循n/8规律发生突变。当铬原子含量每达到1/ 8、2/8、3/8、…、n/8,即12.5%、25%、37.5%…摩尔分数时,电极电位就有 一个跃增,腐蚀减弱。铬的原子浓度占1/8 (即12. 5%,摩尔分数),若以质量计则为11. 7% (质量分数),所以铬不锈钢的铬含量一般都在12% (质量分数)以上。当铬原子含量达到25% (摩尔分数)时,还会有第二个突变,此时铬钢的耐蚀性进一步提高。
筒类锻件
 
  此外,铬对不锈钢的力学性能和工艺性能都有很好的作用。铬能提髙钢的淬透性,在低合金结构中已经广泛应用。铬的这种作用降低了奥氏体向铁素体和碳化物的转变速度,使奥氏体等温转变图明显右移,从而降低了钢的淬火临界冷却速度, 致使钢的淬透性增加,一些马氏体不锈钢空淬都可获得马氏体组织。
  铬能提高钢的抗氧化性能,随着铬含量的增加,钢的抗氧化性能明显提髙。在 马氏体铬不锈钢中,钢的抗氧性能比普通钢髙4 ~9倍,马氏体铬不锈钢不起皮的温度约为700-850C°。
 
  铬是目前使钢钝化和给予良好耐蚀性不锈性的唯一有工业使用价值的元素。随 着铬含量的增加,耐大气腐蚀性能提髙。在氧化性介质(如稀硝酸)中,随着铬含量的增加,不锈钢的耐蚀性增加;但在还原性介质中,随着铬含量的增加,不锈钢的耐蚀性下降。
 
  铬对钢的物理性能的影响表现为:铬可以增加钢的晶格常数,比体积随铬含量的增加呈线性增长,且显著降低铁铬合金的热导率,还增加钢的电阻。马氏体铬不锈钢的电阻是普通钢的4 ~6倍。在淬火条件下,由于铬的增加使稳定的铁素体量增加,因此降低了钢的硬度和抗拉强度。在退火条件,低碳的铁-铬合金随铬含量的提高,强度和硬度增加,而伸长率稍有下降。
锻件
 
  铬在纯γ-Fe中的最大溶解度大约为12.0%;当w(C)≈0.5%时,在奥氏体中的最大溶解度大约为20%。在纯a-Fe中的溶解度无限。在Cr-Mn-N钢中能增加N的溶解度。
 
  铬在钢锻件中形成的碳化物倾向大于锰,而小于钨。
  铬能提髙钢的高温强度和高碳钢的耐磨性。
 

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