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合金元素的添加对组织性能的影响

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:基本合金元素以外的元素,不论是有意加入的还是杂质,都能有效地改变奥氏体相区的形状和大小,或者影响铁素体不锈钢的微观组织。氮通常是杂质而不是合金元素,对生成奥氏体的作用和碳相似。Baerlecken等[5]揭示了在简单的Fe-Cr合金中加入不同量的碳和氮对扩大奥氏体回线的影响。为了保证铁素体不锈钢的微观组织是完全的铁素体而没有马氏体,已经研究提出了很多当量关系式。关于预测铁素体不锈钢焊件组织的附加讨论将在本章后面进行。

合金元素的添加对组织性能的影响

基本合金元素以外的元素,不论是有意加入的还是杂质,都能有效地改变奥氏体相区的形状和大小,或者影响铁素体不锈钢的微观组织。氮通常是杂质而不是合金元素,对生成奥氏体(即扩大奥氏体相区)的作用和碳相似。Baerlecken等[5]揭示了在简单的Fe-Cr合金中加入不同量的碳和氮对扩大奥氏体回线的影响(图2-2)。譬如加入质量分数为0.04%的C和质量分数为0.03%的N可以使奥氏体+铁素体二相区的相界线移动到w(Cr)大于20%的成分。所以为了在低铬和中铬的钢种中保持铁素体为主要相成分,就需要把碳和氮的含量降到极低(<100×10-6)或者加入铁素体生成元素。在铁素体不锈钢中,除铬以外加入的铁素体形成元素有硅、钛、铌、钼和铝(见表5-1)。由于钛、铌和碳、氮有很大的亲和力,在低含量时就很起作用。铝可以有效地和氮结合,加入铝也改善抗氧化能力,特别是改善高温抗氧化能力。硅一般是作为脱氧剂加入,并提高抗氧化物起皮的能力。在某些钢中,特别是在第三代铁素体不锈钢中加入钼是为了改进其耐腐蚀能力,特别是耐点蚀能力。

奥氏体生成元素(可以扩大奥氏体回线区域的元素),除了碳和氮之外,还有锰、镍和铜。加入锰,传统上是为了控制硫,从而改善其铸造性和其后的热加工性。在铁素体不锈钢中一般不添加镍和铜,尽管加入少量镍可以改善缺口韧度[1,2]。为了保证铁素体不锈钢的微观组织是完全的铁素体而没有马氏体,已经研究提出了很多当量关系式。这些式子已在第3章中进行了综述,读者可参阅3.5节。关于预测铁素体不锈钢焊件组织的附加讨论将在本章后面进行。(www.xing528.com)

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