高鉻鐵素體不銹鋼存在的主要問(wèn)題
870°C脆性
脆性轉(zhuǎn)變溫度和缺口敏感性含鉻量超過(guò)15%的普通鐵素體不銹鋼(經(jīng)正常熱處理后)對(duì)缺口十分敏感,其脆性轉(zhuǎn)變溫度一般均高于室溫,有缺口才顯示室溫脆性,若含鉻量增高,缺口尖銳度即增加,脆性轉(zhuǎn)變溫度隨著升高,至870°C,其切口敏感性才完全消失。
475°C脆性
通常鐵素體不銹鋼加熱至高溫,基本上不出現(xiàn)奧氏體相變,因此很難經(jīng)淬火形成馬氏體而產(chǎn)生明顯強(qiáng)化,但是經(jīng)處.理后,能明顯提高強(qiáng)度和硬度,可是塑性和沖擊韌性卻明顯下降。
含鉻量> 12%的鐵素體不銹鋼,加熱至340~ 540°C時(shí),經(jīng)一定時(shí)間后,鋼的硬度增加,沖擊韌性顯著降低,特別在
475°C時(shí)最為嚴(yán)重,稱為475°C脆性。形成原因是由于一種富鉻(Cr61%~83%) 的a' 相的沉淀析出所致。a' 相的析出不僅帶來(lái)脆性,而且顯著降低耐蝕性能。
σ相脆化
鐵素體不銹鋼在500~925C溫度范圍內(nèi)加熱或停留時(shí),同樣會(huì)使不銹鋼產(chǎn)生嚴(yán)重脆化,脆化的原因是由于σ相析出。由于σ相是一種無(wú)磁且高硬的脆性相,因而常引起鋼的韌性下降。σ相產(chǎn)生于晶粒邊界。焊時(shí)長(zhǎng)時(shí)保溫能形成σ相,使鋼的硬度提高,塑性顯著降低,缺口韌性及耐腐蝕性也降低。冷加工也會(huì)增大σ相的析出速度,提高鉻含量將顯著加速σ相的形成。若重新加熱至800°C以,上,保溫1h或更長(zhǎng)時(shí)間,使σ相溶解后速冷至室溫,則可消除σ相。
高溫脆化
普通高鉻鐵素體不銹鋼(間隙元素如碳、氮的含量在中等以上時(shí)),加熱至950~ 1000°C以上,急冷至室溫,其塑性和缺口韌性顯著降低,這稱為高溫脆性。若重新加熱至750~850°C,可以恢復(fù)其塑性。
高溫脆性十分有害。在焊接、進(jìn)行950C以上等溫?zé)崽幚砘蜩T造工藝過(guò)程中,均可出現(xiàn)這種脆化,同時(shí)耐蝕性也顯.著降低。
晶間腐蝕敏感性
綜上所述,普通高鉻鐵索體不銹鋼不但引起脆化,而且?guī)?lái)晶間腐蝕敏感性,尤其是當(dāng)溫度超過(guò)900~950°C以上而后快冷時(shí),具有十分敏感的晶間腐蝕傾向,若重新加熱至700~850°C左右熱處理,可消除晶間腐蝕敏感性。使用普通高鉻鐵素體不銹鋼必須注意防止“475°C 脆性和σ相脆性”??赏ㄟ^(guò)800C左右保溫一定時(shí)間快冷予以消除。焊接或高溫淬火,因經(jīng)過(guò)其相應(yīng)脆化溫度區(qū)的時(shí)間短暫,故一.般來(lái)不及出現(xiàn)脆化。
鐵素體不銹鋼用途之所以有限,與上述因素有關(guān)。