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双相不锈钢里的铬元素的作用是什么?
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时间 : 2020-11-16 09:49 浏览量 : 7

铬主要作用是为给不锈钢提供耐腐蚀性

这对于氧化性的环境如含有硝酸的环境特别有效。添加铬后在钢的表面形成一种化学配比为二氧化铁的氧化物。因为铬和氧的亲和力远高于铁,这使得铬的存在增加了这种氧化物的稳定性。铬的质量分数高于10.5%的钢就被认为在大气环境中是不锈的。在侵蚀性更强的环境中能稳定的氧化物则要求含有更高的铬含量。铬也是一种铁素体形成元素。含有Cr)大于12%的Fe-Cr系合金是全铁素体的合金。而在Fe-Cr-C系或Fe-Cr-Ni-C系合金中增加铬含量将在马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢中促使铁素体的形成和残留。在铁素体系合金钢中铬是稳定铁素体组织的主要合金元素。

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铬也是一种很强的碳化物生成元素最普通的富铬碳化物是M23C6。其中M主要是铬,但有时也会出现一部分铁和钼。在双相不锈钢中就是采用M23C6的化学式并默认铬是M中的主要元素。实际上在所有不锈钢中都发现有这种碳化物。双相不锈钢中也可能形成Cr7C3型碳化物,虽然这种类型的碳化物不普遍。其他的复合碳化物和碳氮化物M23CN6也可能形成。铬也可以和氮形成氮化物,最普遍的是Cr2N,在铁素体型不锈钢和双相不锈钢中都观察到这种氮化物。铬也是形成金属间化合物的一种重要成分,而金属间化合物有使双相不锈钢脆化的倾向,最常见的是a相,在Fe-Cr系中这是一种在低于815℃温度下形成的(Fe,Cr)化合物。

实际上σ相可在任何一种不锈钢中形成,但是在高铬奥氏体、铁素体和双相不锈钢中最为普遍:铬也存在于χ相和Laves相金属间化合物中。由于铬在体心立方(BCC)和面心立方(FCC)晶格中都可作为置换原子, 因而从力学性能的观点看铬在一定程度上可起固溶强化作用。然而在铁素体合金钢中,特别是当钢中有碳和氮存在时,高的铬含量会使韧性和塑性变得很差。高铬铁素体类钢必须精心地处理或者是把碳和氮含量降得很低,以便在焊接后得到合格的力学性能。


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