Mo含量对不锈钢在环烷酸介质中腐蚀与冲蚀的影响

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化学成分对不锈钢的组织和性能的影响

化学成分对不锈钢的组织和性能的影响

化学成分对不锈钢的组织和性能的影响1、铬(Cr):铬是决定不锈钢耐腐蚀性能的主要元素。

2、碳(C):碳具有双重作用。

碳是不锈钢中仅次于铬的第二号常用元素,不锈钢的组织和性能在很大程度上取决于碳含量及其分布状态。

3、镍(Ni):镍是稳定奥氏体元素。

镍是不锈钢中第三号常用元素,它在钢中起扩大奥氏体区、稳定奥氏体组织的作用。

铬不锈钢加入一定量的镍后,组织的性能都发生明显变化。

镍能有效地降低素体钢的脆性,改善其焊接性能,但对抗应力腐蚀性能有不利的影响,对于奥氏体钢,镍能降低钢的冷加工硬化趋势,改善冷加工性能,使钢在常温和低温下均具有很高的塑性和韧性。

4、锰和氮(Mn、N):锰和氮可以代替镍。

锰是奥氏体形成的元素,它能抑制奥氏体的分解,使高温形成的奥氏体组织保持到室温。

锰稳定奥氏体的作用为镍的1/2,2%的锰可以代替1%的镍。

含锰钢具有冷加工硬化效应显著、耐磨性高的优点。

缺点是对晶间腐蚀很敏感,并且不能通过加钛和铌来消除晶间腐蚀。

氮也是稳定奥氏体元素,氮和锰结合能取代比较贵的镍。

氮稳定奥氏体的作用比镍大。

与碳相当。

氮代镍的比例约为0.025:1,一般认为氮可取代2.5% ~6.5%的镍。

在奥氏体中氮也使最有效的固溶强化元素之一。

氮和铬的亲和力要比碳与铬的亲和力小,奥氏体钢很少见到Cr2N的析出。

因此,氮能在不降低腐蚀性能的基础上,提高不锈钢的强度,研制含氮不锈钢是近几年来不锈钢工业的趋势。

5、钛和铌(Ti、Nb):钛和铌可以防止晶间腐蚀。

铬-镍奥氏体不锈钢在450~800 ℃温度区加热,常发生沿晶界的腐蚀破坏,成为晶间腐蚀。

一般认为,晶间腐蚀是碳从饱和的奥氏体以Cr23C6形态析出,造成晶界处奥氏体贫铬所致。

防止晶界贫铬是防止晶间腐蚀的有效方法。

如将各种元素按与碳的亲和力大小排列,顺序为:钛、锆、钒、铌、钨、钼、铬、锰。

钛和铌与碳的亲和力都比铬大,把它们加入钢中后,碳优先与它们结合生成碳化钛(TiC)和碳化铌(NbC),这样就避免了析出碳化铬而造成晶界贫铬。

各种元素对不锈钢组织性能的影响

各种元素对不锈钢组织性能的影响

低镍奥氏体不锈钢组织与凝固模式Cr-№-N系奥氏体不锈钢因为具有低镍低成本特点而受到广泛关注,但是由于成分与传统的Cr-Ni系奥氏体不锈钢不同,因此该系列不锈钢在轧制过程中容易出现边裂等问题。

这种边裂的产生与凝固模式有关。

奥氏体不锈钢的凝固模式主要由化学成分决定,同时受冷却速度的影响。

本论文选用新型低镍Cr.Mn-N系奥氏体不锈钢Crl5Mn9Cu2NilN为实验材料,利用THE砌ⅥORESTOR-W型焊接热模拟机对试样进行可控制冷却速度和调整Cr、Mn含量的凝固实验,采用光学显微镜和电子探针等手段,研究了冷却速度和Cr、Mn含量对Crl5Mn9Cu2_NilN钢组织和凝固模式的影响。

首先开发了在焊接热模拟试验机上进行熔炼试验的实验方法。

在熔炼实验中发现:保温时较大电流会产生较大电磁搅拌力,进而使熔炼后试样中出现孔洞。

这个问题通过严格控制热电偶的位置,尽量减小加热线圈电流和适当延长保温时间等关键操作得以解决。

然后利用开发成功的熔炼实验方法进行了控制冷却速度和改变Cr、Mn含量的凝固实验。

控制冷却速度凝固实验结果表明:当冷却速度较小时,试样的组织为奥氏体基体上分布着蠕虫状铁素体,凝固模式为FA模式;当冷却速度增大时,凝固模式变为大部分液相先析出铁素体,剩余液相直接析出奥氏体模式;随冷却速度增大,铁素体形态经历了从蠕虫状向网状、树枝状和侧板条状转变。

调整Cr和Mn含量实验结果表明:Cr含量大于17.8%时,凝固模式由大部分液相先析出铁素体而剩余液相直接析出奥氏体模式转变为FA模式。

Cr含量为18.8%时,N含量较低的试样组织变为铁素体和奥氏体各占约50%的双相钢,N含量较高的试样组织仍为奥氏体基体上分布有网状铁素。

含量大于11%时,Mn由奥氏体化元素转变为铁素体化元素,使得凝固模式由液相先析出铁素体而剩余液相直接析出奥氏体模式转变为FA模式,较高的Mn含量增加了固.液界面前沿的成分过冷度,使得结晶形态由胞状转变为树枝状。

含Mo不锈钢的准确快速鉴别

含Mo不锈钢的准确快速鉴别
原理mo在钢中通常是以碳化物的形式存在当施加硫氰酸根后形成橙红色稳定的mo会与硫氰酸根形成亚稳定的橙红色络化物当这些络化物遇到还原性物质氯化亚锡时将迅速发生还原反应铁的络化物还原速度远大于钼的络化物的还原速度且铁的络化物还原速度与钼的含量成正比
经验交流
含 !" 不锈钢的准确快速鉴别
许士海,郭明富 (宜兴北海封头有限公司,江苏 宜兴 #$%#$#)
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$ 概述
不锈钢以其优良的性能和高回报的特点成为钢 铁产业的热点和重点,不少企业,特别是小企业、不 法商人纷纷投资参与市场竞争。市场上不锈钢产品 质量参差不齐、鱼目混珠,甚至将 &’($)*+, - .&% 假冒 为 &’($/*+$#!". - .$0、&&’($/*+$#!". - .$01 牟 取 暴 利,严重扰乱市场、损害用户利益、缩短压力容器使 用寿命和危及压力容器安全。

各种合金元素对不锈钢组织和性能的影响

各种合金元素对不锈钢组织和性能的影响

各种合金元素对不锈钢组织和性能的影响从物理冶金学原理可知,合金的化学成份决定其各种热处理状态和加工处理状态下的金相结构和组织。

以化学成份为基础,加上金相结构和组织决定着该合金材料的性能。

为了比较系统地理解众多不锈钢牌号的异同和各种合金元素对加工性能的影响,下面介绍不锈钢中主要合金元素铬、镍、硅、锰、钼、铜、铝、氮、钛、铌和碳对其金相结构、组织和性能。

一、合金元素的影响1、铬、镍、铝、为形成铁素体的元素,是不锈钢获得耐腐蚀性能的主要合金元素。

在碳钢的基础上加入足够量的铬(w cr≥12%),既可使钢在氧化性介质中产生一种与基体组织牢固结合的铬铁氧化物(F e Cr)2O3的钝化膜;又能提高钢在电介质中的电极电位,从而使化学稳定性得到提高。

硅和铝同样能使钢在氧化性介质中生成致密的保护膜,其中铝的作用比铬还强烈。

在奥氏体型耐热钢中,这些元素均能提高其抗氧化性。

在18-8型不锈钢中,当硅的质量分数从0.4%提高到2.4%时,钢在980℃时抗氧化性能提高22倍。

如果硅含量过高,会严重恶化稳定奥氏体型钢的焊接性,故必须严格控制硅在钢中的含量。

铝在沉淀硬化型不锈钢中,可以提高其室温和高温的强度。

2、镍为形成奥氏体的元素。

能使合金表面钝化,扩大钢在酸中的钝化范围,但不能改善其对稀硝酸的耐蚀性。

它能提高不锈钢抗硫酸、盐酸等腐蚀介质的性能,是耐蚀钢的主要合金元素,如果单独使用镍作为不锈钢合金元素,其质量分数要高达24%才能得到全奥氏体组织,但这是极为不经济的。

而在低碳铬不锈钢(w cr>17%)的基础上,只需加入质量分数为9%的镍。

即可获得耐蚀性好、综合力学性能也好的室温下稳定的奥氏体组织,既能满足钢的耐蚀性要求,又能提高钢的高温强度和抗氧化性能,成为一种具有良好综合性能的钢种。

3、钼和铜钼是形成铁素体的元素。

在铬不锈钢中加入钼,可以提高钢在非氧化性介质中的稳定。

它的独特之处是能抵抗氯离子(Cl-)产生的点腐蚀;同时也能提高奥氏体型钢的热强性,改善奥氏体钢短时塑性和持久塑性,对焊接有利。

各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用

各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用

各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用①铬使铁基固溶体的电极电位提升②铬吸取铁的电子使铁钝化钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提升的现象。

构成金属与合金钝化的理论专门多,要紧有薄膜论、吸附论及电子排列论。

1-2.碳在不锈钢中的两重性碳是工业用钢的要紧元素之一,钢的性能与组织在专门大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式,在不锈钢中碳的阻碍尤为明显。

碳在不锈钢中对组织的阻碍要紧表现在两方面,一方面碳是稳固奥氏体的元素,同时作用的程度专门大(约为镍的30倍),另一方面由于碳和铬的亲和力专门大,与铬形成—系列复杂的碳化物。

因此,从强度与耐腐烛性能两方面来看,碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。

认识了这一阻碍的规律,我们就能够从不同的使用要求动身,选择不同含碳量的不锈钢。

例如工业中应用最广泛的,也是最起码的不锈钢——0Crl3~4Cr13这五个钢号的标准含铬量规定为12~14%,确实是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑到里面去以后才决定的,目的即在于使碳与铬结合成碳化铬以后,固溶体中的含铬量不致低于11.7%这一最低限度的含铬量。

就这五个钢号来讲由于含碳量不同,强度与耐腐蚀性能也是有区别的,0Cr 13~2Crl3钢的耐腐蚀性较好但强度低于3Crl3和4Cr13钢,多用于制造结构零件,后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的零件。

又如为了克服18-8铬镍不锈钢的晶间腐蚀,能够将钢的含碳量降至0.03%以下,或者加入比铬和碳亲和力更大的元素(钛或铌),使之不形成碳化铬,再如当高硬度与耐磨性成为要紧要求时,我们能够在增加钢的含碳量的同时适当地提升含铬量,做到既满足硬度与耐磨性的要求,又兼顾—定的耐腐蚀功能,工业上用作轴承、量具与刃具有不锈钢9Cr18和9Cr17MoVCo钢,含碳量虽高达0.85~0.95%,由于它们的含铬量也相应地提升了,因此仍保证了耐腐蚀的要求。

不锈钢材料中C.Cr.Ni.Mo元素对焊接的影响

不锈钢材料中C.Cr.Ni.Mo元素对焊接的影响

不锈钢材料中C.Cr.Ni.Mo元素对焊接的影响引言不锈钢是一种重要的材料,在许多领域都有广泛的应用。

其中,C(碳)、Cr(铬)、Ni(镍)、Mo(钼)等元素在不锈钢材料中扮演着重要的角色。

本文将探讨这些元素对不锈钢焊接性能的影响。

C(碳)C元素是不锈钢中的主要合金元素之一。

它的存在可以显著提高不锈钢的强度和硬度。

然而,在焊接过程中,过高的碳含量会导致焊缝区域的晶间腐蚀敏感性增加。

因此,控制合适的碳含量对焊接质量至关重要。

Cr(铬)Cr元素在不锈钢中起到抗腐蚀的关键作用。

它与氧气反应生成一种致密的铬氧化物膜(Cr2O3),阻碍了进一步的氧气扩散,从而提高了不锈钢的抗腐蚀性能。

在焊接中,合适的Cr含量可以保证焊缝区域的抗腐蚀性能与母材相当。

Ni(镍)Ni元素在不锈钢中起到增强韧性和抗冲击性能的作用。

在焊接过程中,合适的Ni含量可以有助于减少焊接热影响区的脆性相的形成,提高焊缝的韧性。

此外,Ni还可以改善焊接材料的耐腐蚀性能。

Mo(钼)Mo元素是不锈钢中的常用合金元素之一,主要用于提高抗蚀性能。

Mo可以与其他元素形成稳定的化合物,增加不锈钢的抗氧化性能和耐蚀性。

在焊接过程中,适当的Mo含量可以减少焊缝区域的晶间腐蚀,提高焊缝的耐蚀性。

影响焊接性能的因素除了上述C、Cr、Ni、Mo元素对焊接性能的影响外,还有其他一些因素可能会影响焊接质量。

例如焊接工艺参数、焊接电流密度和焊接速度等。

正确选择和控制这些因素对于保证焊接接头的质量至关重要。

结论C、Cr、Ni、Mo元素在不锈钢材料中发挥着重要的作用,影响着焊接质量和性能。

适当控制这些元素的含量可以确保焊接接头具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和耐热性能。

除了合适的元素含量,合理的焊接工艺参数和焊接操作也是确保焊接质量的关键因素。

本文主要介绍了不锈钢材料中C、Cr、Ni、Mo元素对焊接的影响。

未来的研究可以进一步探索不锈钢焊接中其他元素、焊接材料和焊接工艺对焊接性能的影响,以推动不锈钢焊接技术的发展和应用。

钼元素在提高不锈钢耐腐蚀性中的作用

钼元素在提高不锈钢耐腐蚀性中的作用

铝元素在提高不锈钢耐腐蚀性中的作用铝最常见的应用是生产不锈钢和银基合金。

钥被广泛认为可以提高不锈钢的耐点蚀性能,因此是不锈钢成分中的关键合金元素。

双相、超双相和奥氏体不锈钢都在制造过程中使用钥。

什么是不锈钢?对于一种被视为不锈钢的钢,它必须含有至少10.5%的络。

在该阈值以上,它促进形成高度稳定的钝化膜,该钝化膜在暴露于含氧环境时立即形成。

这种非常薄的自修复层可以在各种温度下提供保护,免受从海水到酸的各种恶劣环境的影响。

增加锚含量通常会增加耐腐蚀性,这与较厚的钝化膜有关。

由于不锈钢固有的耐腐蚀性,一般的表面腐蚀很少成为问题。

在钝化膜中可能存在缺陷或弱点的情况下,更容易发生点蚀。

PREN计算根据经验,钥可以提高耐点蚀性能。

因此,它是计算耐点蚀当量数(PREN值)的主要组成部分。

此PREN值可用于比较不同等级,但不能安全地用于预测特定应用中等级的绝对性能。

这是一种根据不同类型金属的化学成分比较其耐点蚀性能的有用理论方法。

最广泛接受的PREN配方利用络、铝和氮的含量,即PREN=%Cr+3.3x⅜Mo+16x⅜No由于大多数产品规格允许一系列成分,某些最终用户也会指定最小PREN值,以确保足够的耐腐蚀性。

PREN计算结果因此,可以看出,铝含量的增加比络的耐点蚀性提高得更大。

原则上,添加越来越多的铝会迅速提高合金的性能。

那么,为什么这个简单的逻辑没有得到更广泛的遵循呢?提高铜含量对合金的成本有直接影响。

与珞相比,它目前的成本高出约4倍,这抵消了PREN计算中的正因子(3.3)o然而,为了保持奥氏体不锈钢良好的机械和物理财产,为了提高耐腐蚀性而增加的锚或铝必须通过镇和作为“奥氏体形成剂”的一系列其他元素来抵消。

与铭相比,钥在形成奥氏体方面的系数为1.5o因此,只要耐点蚀性的提高(与络相比)大于保持奥氏体所需的额外银含量,添加铝而不是铭就更具成本效益。

向不锈钢中添加铝已被证明可以增加点蚀和再钝化电位,从而通过减少钝化膜中的点缺陷数量来提高钝化膜的电阻。

C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo这几种元素含量在钢中的作用和对性能的影响

C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo这几种元素含量在钢中的作用和对性能的影响

C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo这几种元素含量在钢中的作用和对性能的影响1、铬(Cr)铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。

可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆;含量超过12%时。

使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。

还增加钢的热强性,铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。

铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。

降低伸长率和断面收缩率。

当铬含量超过15%时,强度和硬度将下降,伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。

含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。

铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。

使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能,在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物,从而提高材料表面的耐磨性。

含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。

铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。

有良好的回火稳定性。

在电热合金中,铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。

(1) 对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体,缩小奥氏体相区城。

铬与碳形成多种碳化物,与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等.铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少C、减缓奥氏体的分解速度,显著提高钢的淬透性.但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用A、提高钢的强度和硬度.时加入其他合金元素时,效果较显著B、显著提高钢的脆性转变温度C、在含铬量高的Fe-Cr合金中,若有σ相析出,冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、提高钢的耐磨性,经研磨,易获得较高的表面光洁度B、降低钢的电导率,降低电阻温度系数C、提高钢的矫顽力和剩余磁感.广泛用于制造永磁钢D、铬促使钢的表面形成钝化膜,当有一定含量的铭时,显著提高钢的耐腐蚀性能(特别是硝酸)。

若有铬的碳化物析出时,使钢的耐腐蚀性能下降E、提高钢的抗氧化性能F、铬钢中易形成树枝状偏析,降低钢的塑性G、由于铬使钢的热导率下降,热加工时要缓慢升温,锻、轧后要缓冷(4)在钢中的应用A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性,并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用,并具有一定的回火稳定性和韧性E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用,当需形成奥氏体钢时,稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例,如Cr18Ni9等F、我国铬资源较少.应尽量节省铬的使用2、钼(Mo)钼在钢中能提高淬透性和热强性。

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