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奥氏体不锈钢中添加钛的利弊
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admin

时间 : 2019-01-03 16:12 浏览量 : 176

钛对奥氏体不锈钢品质的重要性

二氧化钛晶体

当铬镍奥氏体不锈钢被加热到450-800℃的温度范围时,经常发生沿晶界的腐蚀,这被称为晶间腐蚀(查看其他形式的不锈钢的腐蚀机理介绍)。一般而言,晶间腐蚀实际上是由碳以Cr23C6形式的饱和奥氏体冶金结构中析出造成腐蚀。因此,为防止晶间腐蚀应避免晶界贫铬。

不锈钢中的元素按其碳亲和力排序,按钛,钽,钼,铬和锰的顺序排列。可以看出钛和碳的亲和力大于铬的亲和力。当在钢中加入钛时,碳优先与钛结合形成碳化钛,这可以有效地防止碳化铬的形成和沉淀而形成的晶界贫铬,能有效防止晶间腐蚀。

但是钛又会和空气中的氮可以结合形成氮化钛,钛和氧可以结合形成二氧化钛,因此钛的添加量是有限的。为了避免实际不锈钢生产中的晶间腐蚀,钛的添加量主要为约0.8%。

为避免晶间腐蚀,含钛的不锈钢固溶处理后还一定要做稳定化处理。在固溶处理后奥氏体不锈钢获得单相奥氏体组织,但这个组织的状态并不稳定,当温度提升到大于450℃时,固溶体中的碳会逐渐以碳化物的形态析出,其中Cr23C6的形成温度是650℃,900℃是TiC形成温度。要避免晶间腐蚀就要降低Cr23C6含量,让碳化物完全以TiC形态存在。

由于钛的碳化物稳定性高于铬的碳化物稳定性,当不锈钢加热到700℃以上时,铬的碳化物开始转变成钛的碳化物。稳定化是将不锈钢加热到850-930°C并持续1小时。此时,碳化铬将完全分解,形成稳定的灰色或黑色碳化钛。优化了不锈钢的抗晶间腐蚀性。另外,在不锈钢中添加钛,在一定条件下,可以分散Fe2Ti金属间化合物,提高不锈钢的高温强度。但是钛在不锈钢中也完全起的正面作用,有时钛的加入也会影响不锈钢的性能。例如,氮化钛和二氧化钛等杂质会影响不锈钢纯度。另外钛还会降低不锈钢锭的表面质量,容易导致工序修磨量增加,造成浪费和影响最终成品效果。

因此在不锈钢制作过程中添加钛必须严格把控添加的量和操作供需,不然反而得不偿失


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