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不锈钢管中各元素的作用

来源:不锈钢工业管   时间:2019-7-3 10:55:53

目前已知的化学元素有100多种,在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。

对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢管这一特殊钢系列来说,最常用的元素有十几种,除了组成钢的基本元素铁以外,对不锈钢管的性能与组织影响最大的元素是:碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外,都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。

各种元素对不锈钢管的性能和组织的影响和作用

1.铬在不锈钢管中的决定作用:决定不锈钢管性属的元素只有一种,这就是铬,每种不锈钢管都含有一定数量的铬。迄今为止,还没有不含铬的不锈钢管。铬之所以成为决定不锈钢管性能的主要元素,根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后,促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明: ①铬使铁基固溶体的电极电位提高 ②铬吸收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高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多,主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。

2. 镍在不锈钢管中的作用是在与铬配合后才发挥出来的 镍是优良的耐腐蚀材料,也是合金钢的重要合金化元素。

镍在钢中是形成奥氏体的元素,但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织,含镍量要达到24%;而只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢管。但是镍与铬同时存在于不锈钢管中时,含镍的不锈钢管却具有许多可贵的性能。 基于上面的情况可知,镍作为合金元素在不锈钢管中的作用,在于它使高铬钢的组织发生变化,从而使不锈钢管的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。

3. 锰和氮可以代替铬镍不锈钢管中镍 铬镍奥氏体钢的优点虽然很多,但近几十年来由于镍基耐热合金与含镍20%以下的热强钢的大量发展与应用,以及化学工业日益发展对不锈钢管的需要量越来越大,而镍的矿藏量较少且又集中分布在少数地区,因此在世界范围内出现了镍在供和需方面的矛盾。所以在不锈钢管与许多其他合金领域(如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等)中,特别是镍的资源比较缺乏的国家,广泛地开展了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践,在这方面研究和应用比较多的是以锰和氮来代替不锈钢管与耐热钢中的镍。


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