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    浅析钢在热轧和热处理过程中的脱碳机制与防护方法

    2018-10-17   来源:   点击数:30次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港速递:奥氏体不锈钢,顾名思义其组织为奥氏体,奥氏体不锈钢的热处理十分重要,因为奥氏体不锈钢的重要任务是耐蚀,热处理不当,其耐蚀性能会大打折扣,本期主要向大家讲述奥氏体不锈钢的热处理。
      
      奥氏体不锈钢,是常见的不锈钢(18-8钢),如厨房中很多餐具都是奥氏体不锈钢做的。奥氏体不锈钢,顾名思义其组织为奥氏体,它没有磁性,没有淬硬性。
      
      奥氏体不锈钢在氧化性环境中抗腐蚀性非常强,所谓的氧化环境可以简单理解为含氧较多的环境,奥氏体不锈钢韧性好,容易加工成型,因而用途非常广泛。
      
      奥氏体不锈钢主要用于耐蚀目的,热处理对其影响很大。奥氏体不锈钢的耐蚀性和耐酸性主要依赖表面钝化,如果表面钝化这种行为不能维系,则它就会发生腐蚀。因此,奥氏体不锈钢并不是完全不锈,它只是针对氧化环境和酸性环境。对于特殊的离子,并不具有强大的抗拒能力。奥氏体不锈钢的热处理主要影响表面层的钝化能力,因而影响其腐蚀性能。
      
      均匀腐蚀是最常见的腐蚀现象,均匀腐蚀取决于铬元素的分布均匀性。热处理影响铬元素的分布规律,自然影响奥氏体不锈钢的耐均匀腐蚀特性。
      
      晶间腐蚀也是评价奥氏体不锈钢的重要腐蚀性能之一。一般来说,如果奥氏体不锈钢发生敏化,在晶界析出大量的串珠状的碳化物,则其晶间腐蚀性能会大打折扣。奥氏体不锈钢如果发生敏化,即使在很普通的电化学环境也会发生严重的晶间腐蚀。
      
      应力腐蚀开裂是奥氏体不锈钢最常见的破坏形式。大家需要注意,应力腐蚀开裂取决于两方面主要因素:其一,必须有应力,它可能是外加应力,也可能是残余应力;其二,应力腐蚀开裂敏感离子,比如卤族元素离子,尤其以氯离子最为常见。应用奥氏体不锈钢的地方,时常不是使用其承受应力的能力,因此应该特别关注残余应力,因为在含有氯离子的环境中,残余应力会造成其应力腐蚀开裂。去残余应力的方法是去应力退火。
      
      中国钢管信息港速递:点蚀是最可怕的腐蚀。说其是最可怕的腐蚀,采用古人说的一句话形容这个问题再恰当不过了:“千里之堤,溃于蚁穴”。点蚀产生有两个主要原因:其一,是材料成分不均匀,比如发生敏化,奥氏体不锈钢就特别容易发生点蚀;其二,环境腐蚀介质浓度不均匀,这也是引起点蚀的原因。一旦发生点蚀,局部钝化膜层就被破坏掉,于是会在活性和钝化两种状态之间竞争,一旦无法发生钝化,点蚀就会不断进行下去,直到构件穿孔。
      
      奥氏体不锈钢在室温至高温状态没有固态相变点,其热处理的目的主要是为了使加工过程中产生的碳化物溶解到基体中去,从而使合金元素分布更加均匀。将奥氏体不锈钢加热到高温,使碳化物溶解到基体中去,然后快速冷却到室温,这个过程,奥氏体不锈钢不会硬化,因为没有相变,室温仍保持奥氏体状态,这个过程称为固溶处理。固溶处理中,快速冷却的目的只是为了让碳原子及合金元素分布更加均匀。
      
      奥氏体不锈钢在固溶处理时,如果冷却速度过慢,随着温度下降,碳原子在基体中的溶解度下降,碳化物便会析出。并且碳原子特别容易与铬结合,形成M23C6型碳化物,分布在晶界上,晶界发生贫铬现象,发生敏化。奥氏体不锈钢发生敏化以后,应在850?C以上加热,碳化物会固溶,再快速冷却就能够解决敏化问题。
      
      热轧和热处理过程中,钢的表面容易脱碳,脱碳以后其很多性能会受到影响,本期主要介绍钢脱碳知识。
      
      当钢被加热到高温时,表面层与周围空气中氧反应,因而引起氧化和脱碳。
      
      氧化是一种现象,在氧化过程中,基体金属与周围空气中的氧反应产生氧化膜,如氧化进一步发生,氧化物就会从金属表层剥落下来。一般来说,随着加热温度的上升以及加热时间的增加,氧化层的厚度会显着增加。
      
      热轧钢坯过程会产生氧化
      
      脱碳是一种常见的现象,钢中的碳与空气中的氧、二氧化碳和氢气反应,产生一氧化碳或甲烷,导致表层金属中的碳逃逸,这就减少了表层金属中的碳含量。这里需要注意一点,只有当碳氧化的速度小于表层金属氧化的速度,才会发生脱碳现象。
      
      钢表面脱碳层
      
      最常见的情况是,氧化和脱碳同时发生,当氧化的速度大于脱碳的速度时,表面只会发生氧化而不会发生脱碳,即在氧化物下面不会观察到脱碳层。实际上,脱碳的速度通常大于氧化的速度,所以氧化物层和脱碳层经常同时存在。
      
      当脱碳发生在A3温度以上时,脱碳层深,碳含量在脱碳层中变化趋势较缓。当脱碳发生在A3温度以下时,脱碳层浅,碳含量在脱碳层中变化较为剧烈。
      
      调质钢表面脱碳层
      
      Cr可以降低碳的扩散速度,在金属表面形成致密的氧化膜层抑制氧的渗透。Si、W、Mo会加大脱碳,如果含有较多上述元素,在热轧和热处理过程中,应十分关注脱碳问题。中国钢管信息港速递
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