一些稀有元素對不銹鋼鍛件的影響有哪些？

一、錳的影響

       錳和鎳一樣都是促使形成奧氏體的合金元素，因而可以代替鎳（或部分代替），但錳本身并不耐蝕，因此不銹鋼鍛件中不能單獨(dú)使用錳作為合金元素。錳對奧氏體的作用與鎳相似，不在于形成奧氏體，而是降低鋼的臨界冷卻速度，在冷卻時(shí)增加奧氏體的穩(wěn)定性，抑制奧氏體的分解，使高溫下形成的奧氏體能夠保持到常溫。在提高鋼的耐蝕性方面，錳的作用不大，如鋼中的錳含量在0~10.4% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）之間變化，不會(huì)使鋼在空氣與酸中的耐蝕性發(fā)生明顯的改變。 這是因?yàn)殄i對提高鐵基固溶體電極電位的作用不大，形成氧化膜的防護(hù)作用也很低，所以工業(yè)上雖有錳合金化的奧氏體鋼鍛件，但它們不能作為不銹鋼鍛件使用。完全以錳代替不銹鋼中的鎳存在一定問題，這是因?yàn)殂t錳鋼要獲得完全奧氏體組織，除了鉻與錳的適當(dāng)含量以外，還應(yīng)當(dāng)考慮碳的含量。當(dāng)鋼中碳含量低時(shí)，將很難得到完全奧氏體組織。如果提高鋼中的碳含量，將會(huì)降低鋼的耐蝕性。再之， 鉻錳不銹鋼在500~800°C加熱后，鋼的抗晶間腐蝕能力將會(huì)很低，加入鈦和鈮也不能降低它對晶間腐蝕的敏感性。因此，目前應(yīng)用較多的是在18-8鉻鎳型奧氏體不銹鋼的基礎(chǔ)上，以錳代替部分鎳或采用同時(shí)加錳和氮的方法來代替全部鎳，以及用錳和氮代鎳的低鎳不銹鋼與無鎳的鉻錳氮不銹鋼，如12Crl7Mn6Ni5N、 20Crl5Mnl5Ni2N和26Crl8Mnl2Si2N等。而且，目前已經(jīng)納入國家標(biāo)準(zhǔn)并獲得應(yīng)用，有的可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的18-8型鉻鎳不銹鋼，如10Crl7Mn9Ni4N和20Crl3Mn9Ni4,具有良好的耐大氣腐蝕性。錳在Cr-Mn-N鋼，增加N的溶解度，對某些有機(jī)酸（如醋酸）會(huì)起有利影響。

二、氮的影響

        氮是奧氏體穩(wěn)定元素，可提高鋼的強(qiáng)度。在奧氏體不銹鋼或奧氏體-鐵素體不銹鋼中，能增強(qiáng)耐點(diǎn)蝕及縫隙腐蝕性，并減少金屬間σ相在髙溫或焊接時(shí)析出的機(jī)會(huì)。同時(shí)，以氮和錳的復(fù)合合金代替昂貴的鎳，還有提高氮溶解度的優(yōu)點(diǎn)。以氮和錳代鎳的低鎳不銹鋼和無鎳的鉻猛氮不銹鋼鍛件，目前已在工業(yè)上獲得應(yīng)用。這類鋼的典型成分是18Cr-5Ni-8Mn-0. 15N,它比06Crl9Nil0 (0Crl8Ni9)牌號(hào)的奧氏體不銹鋼鍛件具有更高的強(qiáng)度和耐蝕性。

三、鉬的影響

       在馬氏體鉻不銹鋼鍛件中，鉬除了提髙其耐蝕性外，還能提高鋼的硬度和強(qiáng)度，增強(qiáng)鋼的二次硬化效應(yīng)。這種作用對不銹鋼鍛件十分有利。鉬可以擴(kuò)大還原介質(zhì)中的鈍化范圍，提高鈍化膜強(qiáng)度和耐蝕性，抗HC1及某些有機(jī)酸，耐點(diǎn)蝕及縫隙腐蝕。鉬也可以提高對氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂的能力，特別是在鹵鹽或氯離子的情況下。利用固溶強(qiáng)化的方法，鉬可以提高奧氏體不銹鋼的強(qiáng)度和馬氏體不銹鋼的抗回火能力。另外，鉬還可以提高鋼的淬透性、高溫強(qiáng)度和抗蠕變性。

四、鈦的影響

       鈦與碳的親和力，除鈮以外，在所有合金元素中是最大的，即使含量很少時(shí)， 也能顯著降低奧氏體的碳含量，優(yōu)先與碳形成碳化欽，避免了貧鉻區(qū)的形成，防止了晶間腐蝕。

五、鈮的影響

       鈮與碳的親和力在所有合金元素中是最大的，因此能與碳優(yōu)先形成碳化鈮，避免了貧鉻區(qū)的形成，防止了不銹鋼鍛件的晶間腐蝕。鈮還可以提高鋼的高溫蠕變斷裂強(qiáng)度。 鎢的碳眾較強(qiáng)，和鉬一樣，形成的碳化物在回火時(shí)阻礙軟化，鎢還可以提高不銹鋼鍛件的蠕變強(qiáng)度。對鋼的淬透性、回火穩(wěn)定性、力學(xué)性能及熱強(qiáng)性的影 響均與鉬相似。