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鎳在給水不銹鋼水管道中的作用

時間:2020-03-17    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:33

無錫不銹鋼管、無錫不銹鋼板廠家無錫漢能不銹鋼2020年3月17日訊 鎳不銹鋼水管中的主要作用是改變鋼的晶體結(jié)構(gòu)。不銹鋼中鎳含量增加的主要原因之一是形成奧氏體晶體結(jié)構(gòu),從而提高不銹鋼的塑性、可焊性和韌性,因此鎳被稱為奧氏體形成元素。


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紅砷鎳礦


普通碳鋼的晶體結(jié)構(gòu)稱為鐵氧體,即Bcc結(jié)構(gòu)。加入鎳后,晶體結(jié)構(gòu)由bcc結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閒cc結(jié)構(gòu),稱為奧氏體。然而,鎳并不是唯一具有這種特性的元素。常見的奧氏體形成元素有鎳、碳、氮、錳和銅。這些元素在奧氏體形成中的相對重要性對于預(yù)測不銹鋼的晶體結(jié)構(gòu)具有重要意義。目前,已經(jīng)有許多公式來表示奧氏體形成元素的相對重要性。最著名的公式是:


奧氏體形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%
 

從這個方程可以看出,碳是一種很強的奧氏體形成元素,其形成奧氏體的能力是鎳的30倍,但不能添加到耐腐蝕不銹鋼中,因為它在焊接后會引起敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕。氮元素形成奧氏體的能力是鎳的30倍,但它是一種氣體。為了避免氣孔問題,只能在不銹鋼中加入少量的氮。錳和銅的加入會降低耐火材料的使用壽命和焊接問題。從鎳方程可以看出,添加錳對奧氏體的形成不是很有效,但添加錳可以使更多的氮溶解到不銹鋼中,而氮是一種很強的奧氏體形成元素。在200系列不銹鋼中,用足夠的錳和氮代替鎳,形成100%的奧氏體組織。鎳含量越低,錳和氮的添加量就越高。例如,在201型不銹鋼中,僅含4.5%鎳和0.25%氮。根據(jù)鎳方程,這些氮在形成奧氏體的能力上相當(dāng)于7.5%的鎳,因此也可以形成100%的奧氏體組織。這也是200系列不銹鋼的形成原理。在一些不符合標(biāo)準(zhǔn)的200系列不銹鋼中,由于錳、氮含量不足,為了形成100%的奧氏體組織,人為降低鉻的添加量,必然導(dǎo)致不銹鋼的耐蝕性下降。

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奧氏體不銹鋼點蝕


在不銹鋼水管中,有兩個相反的力同時作用:鐵素體形成元素不斷形成鐵素體,而奧氏體形成元素不斷形成奧氏體。最終的晶體結(jié)構(gòu)取決于兩種添加元素的相對數(shù)量。鉻是鐵素體形成元素,在不銹鋼晶體結(jié)構(gòu)的形成過程中,鉻與奧氏體形成元素之間存在競爭關(guān)系。由于鐵和鉻都是鐵素體形成元素,400系列不銹鋼是一種具有磁性的完全鐵素體不銹鋼。在把奧氏體形成元素-鎳加入到Fe-Cr不銹鋼的過程中,隨著鎳成分的增加,形成的奧氏體逐漸增加,直至鐵素體組織全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體組織,形成300系列不銹鋼。