不銹鋼為什么也會(huì)帶磁 人們常以為磁鐵吸附不銹鋼材,驗(yàn)證其優(yōu)劣和真?zhèn)危晃鼰o(wú)磁,認(rèn)為是好的,貨真價(jià)實(shí);吸者有磁性,則認(rèn)為是冒牌假貨。其實(shí),這是一種極其片面的、不切實(shí)的錯(cuò)誤的辨別方法。 不銹鋼的種類繁多,常溫下按組織結(jié)構(gòu)可分為幾類: 1.奧氏體型:如304、321、316、310等; 2.馬氏體或鐵素體型:如430、420、410等; 奧氏體型是無(wú)磁或弱磁性,馬氏體或鐵素體是有磁性的。 通常用作裝飾管板的不銹鋼多數(shù)是奧氏體型的304材質(zhì),一般來(lái)講是無(wú)磁或弱磁的,但因冶煉造成化學(xué)成分波動(dòng)或加工狀態(tài)不同也可能出現(xiàn)磁性,但這不能認(rèn)為是冒牌或不合格,這是什么原因呢? 上面提到奧氏體是無(wú)磁或弱磁性,而馬氏體或鐵素體是帶磁性的,由于冶煉時(shí)成分偏析或熱處理不當(dāng),會(huì)造成奧氏體304不銹鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。這樣,304不銹鋼中就會(huì)帶有微弱的磁性。 另外,304不銹鋼經(jīng)過(guò)冷加工,組織結(jié)構(gòu)也會(huì)向馬氏體轉(zhuǎn)化,冷加工變形度越大,馬氏體轉(zhuǎn)化越多,鋼的磁性也越大。如同一批號(hào)的鋼帶,生產(chǎn)Φ76管,無(wú)明顯磁感,生產(chǎn)Φ9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些,生產(chǎn)方矩形管因變形量比圓管大,特別是折角部分,變形更激烈磁性更明顯。 要想完全上述原因造成的304鋼的磁性,可通過(guò)高溫固溶處理開恢復(fù)穩(wěn)定奧氏體組織,從而消去磁性。 特別要提出的是,因上面原因造成的304不銹鋼的磁性,與其他材質(zhì)的不銹鋼,如430、碳鋼的磁性完全不是同一級(jí)別的,也就是說(shuō)304鋼的磁性始終顯示的是弱磁性。 這就告訴我們,如果不銹鋼帶弱磁性或完全不帶磁性,應(yīng)判別為304或316材質(zhì);如果與碳鋼的磁性一樣,顯示出強(qiáng)磁性,因判別為不是304材質(zhì)。

奧氏體不銹鋼的基本組織形態(tài) 鐵、鉻和鎳是鉻鎳奧氏體不銹鋼的三大基礎(chǔ)元素,通過(guò)主要合金元素和鎳的合理搭配,鐵-鉻-鎳三元系和在該三元系基礎(chǔ)上加入其他元素構(gòu)成的合金可以在室溫下仍然維持奧氏體基體。另外,加入適量錳和氮,同時(shí)將鎳含量降低乃至完全取消,也能保持合金基體在室溫下呈完全奧氏體組織。但是,隨著鉻、鎳和錳含量的變化和其他元素的加入,以及受熱處理或冷變形的影響,在奧氏體基體上還會(huì)產(chǎn)生其他相,相應(yīng)地合金的性能也會(huì)發(fā)生變化。在奧氏體不銹鋼中經(jīng)常出現(xiàn)的有以下三類。 (1)奧氏體(γ相)的同素異性體:α相(鐵素體)、α′相(體心立方的馬氏體)和ε相(密集六方的馬氏體); (2)碳化物和氮化物:主要是M23C6,MC,M6C和M7C3型碳化物與Cr2N及Ti(CN)等; (3)金屬間相:也稱金屬間化合物,主要有б相、χ相和Laves相等。

不銹鋼有一個(gè)基本元素,即它們都含鉻。在含量大約為12%時(shí),該元素通過(guò)自發(fā)形成一種穩(wěn)定的、透明的鈍化膜來(lái)延緩腐蝕。較高的合金含量可通過(guò)強(qiáng)化薄膜和快速自我修復(fù)薄膜來(lái)提高抗腐蝕性。商業(yè)品牌的不銹鋼鉻含量上限約為30%。 圖4-4所示為某一含碳量下的鉻一鐵雙合金相圖。所謂的γ環(huán)區(qū)(奧氏體)是在鉻含量約為11-13%情況下產(chǎn)生的。如果其它奧氏體形成元素增加的話,鉻含量可擴(kuò)大至約16-18% 。特別應(yīng)該注意的是碳、氮和鎳的影響,它們可擴(kuò)大穩(wěn)定奧氏體的范圍。圖4-5表明了碳和氮元素的加入對(duì)邊界移動(dòng)的影響。   如果不銹鋼在加熱和冷卻過(guò)程中通過(guò)γ相區(qū)。它經(jīng)過(guò)鐵素體——奧氏體——馬氏體轉(zhuǎn)變,而稱為馬氏體不銹鋼,一般這樣的不銹鋼是磁性的類似鐵并且可以通過(guò)熱處理使其硬化。 另一方面,含鉻17%的合金(很少甚至沒有奧氏體形成元素)位于γ環(huán)的外邊,保留了鐵素體結(jié)構(gòu),但通過(guò)熱處理不能使其硬化。也有磁性(由于鐵素體結(jié)構(gòu))稱之為鐵素體不銹鋼,鐵素體不銹鋼在所有溫度下為一同相。

00Cr25Ni20(Nb)系含有較高Cr,Ni的奧氏體耐硝酸不銹鋼。由于碳含量低(≤0.02%),有時(shí)還含有穩(wěn)定化元素Nb,因而耐晶間腐蝕性能較好, 焊后沒有焊接務(wù)化傾向。由于鎳含量較高,因此耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能也優(yōu)于一般的18-8不銹鋼。 00Cr25Ni22Mo2N鋼主要用于尿素生產(chǎn)中汽提塔的結(jié)構(gòu)材料。由于鋼中含氮,不僅使鋼的耐孔蝕性能提高,且可使鋼具有更高的強(qiáng)度和更穩(wěn)定的純奧氏體組織。研究和實(shí)際使用均表明,此鋼耐尿素腐蝕的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于00Cr17Ni14Mo2(316L),也優(yōu)于00Cr18Mn14Mo2N(A4),是近10多年來(lái)。在尿素生產(chǎn)中發(fā)展與應(yīng)用的較新鋼種,國(guó)外70年代開始用于尿素汽提塔,國(guó)內(nèi)大化肥引進(jìn)設(shè)備上也已普通采用。此鋼還可用于醋酸、硫酸生產(chǎn)中制造熱交換器和容器、管道等。

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