(2)在高溫下幾乎沒有γ相。因此409L鋼在澆注后開始結(jié)晶時(shí),由于直接與結(jié)晶器表面接觸,液相的過冷度很大,同時(shí)結(jié)晶器表面又促進(jìn)非自發(fā)形核,因此,液相的形核率很高,形成表面細(xì)等軸晶。表面細(xì)等軸晶區(qū)的形成速度很快,此時(shí)鈦的碳化物因時(shí)間短來不及析出。在細(xì)等軸晶區(qū)形成之后,一般的鋼形成柱狀晶,但409L鋼沒有出現(xiàn)柱狀晶。409L鋼由于液固兩相區(qū)溫度區(qū)間窄,結(jié)晶時(shí)成分過冷區(qū)小,柱狀晶不易向前生長。同時(shí),在細(xì)等軸晶區(qū)形成之后,經(jīng)過了一段時(shí)間,鈦和碳有時(shí)間進(jìn)行擴(kuò)散,形成碳化鈦顆粒,促進(jìn)非自發(fā)形核。以上兩個(gè)原因使得該區(qū)域生成等軸晶,而不出現(xiàn)柱狀晶。斷面上沒有柱狀晶組織,全部為等軸晶,只是大小不同。在澆注過程中,當(dāng)鋼坯溫度下降到1100℃時(shí),如果碳含量較多,部分Cr與C形成碳化物,使碳化物周圍出現(xiàn)貧鉻區(qū),有可能出現(xiàn)少量的δ相。此時(shí)鋼中出現(xiàn)兩個(gè)不同性能的相,或δ相含量在32%~6O%是坯塑性區(qū)。409L鋼碳含量很低,即使出現(xiàn)δ相,量也很少。因此,對(duì)性能不會(huì)有大的影響。
409L鋼從高溫到低溫幾乎沒有α→γ相變,因此晶粒很容易長大,出現(xiàn)粗大的鐵素體組織,強(qiáng)度較低,在連鑄中,板坯切斷后上行時(shí),易出現(xiàn)彎頭現(xiàn)象,影響正常生產(chǎn)。409L鋼結(jié)晶時(shí)的主要問題是晶粒粗大導(dǎo)致的性能降低 。
不銹鋼(Stainless Steel)指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼, 又稱不銹耐酸鋼。實(shí)際應(yīng)用中,常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼,而將耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學(xué)成分上的差異,前者不一定耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕,而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。
種類
不銹鋼常按組織狀態(tài)分為:馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼等。另外,可按成分分為:鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。
1、鐵素體不銹鋼:含鉻12%~30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高,耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼。屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因?yàn)楹t量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機(jī)械性能與工藝性能較差,多用于受力不大的耐酸結(jié)構(gòu)及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕,并具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數(shù)小等特點(diǎn),用于硝酸及食品工廠設(shè)備,也可制作在高溫下工作的零件,如燃?xì)廨啓C(jī)零件等。
2、奧氏體不銹鋼:含鉻大于18%,還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好,可耐多種介質(zhì)腐蝕。奧氏體不銹鋼的常用牌號(hào)有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的wC<0.08%,鋼號(hào)中標(biāo)記為“0”。這類鋼中含有大量的Ni和Cr,使鋼在室溫下呈奧氏體狀態(tài)。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能,在氧化性和還原性介質(zhì)中耐蝕性均較好,用來制作耐酸設(shè)備,如耐蝕容器及設(shè)備襯里、輸送管道、耐硝酸的設(shè)備零件等。奧氏體不銹鋼一般采用固溶處理,即將鋼加熱至1050~1150℃,然后水冷,以獲得單相奧氏體組織。
3、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼:兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn),并具有超塑性。奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn),與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時(shí)還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高,具有超塑性等特點(diǎn)。與奧氏體不銹鋼相比,強(qiáng)度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能,也是一種節(jié)鎳不銹鋼。
4、馬氏體不銹鋼:強(qiáng)度高,但塑性和可焊性較差馬氏體不銹鋼的常用牌號(hào)有1Cr13、3Cr13等,因含碳較高,故具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性,但耐蝕性稍差,用于力學(xué)性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上,如彈簧、汽輪機(jī)葉片、水壓機(jī)閥等。這類鋼是在淬火、回火處理后使用的。
不銹鋼作用
不銹鋼不會(huì)產(chǎn)生腐蝕、點(diǎn)蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼還是建筑用金屬材料中強(qiáng)度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性,所以它能使結(jié)構(gòu)部件永久地保持工程設(shè)計(jì)的完整性。含鉻不銹鋼還集機(jī)械強(qiáng)度和高延伸性于一身,易于部件的加工制造,可滿足建筑師和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的需要。
典型用途
大多數(shù)的使用要求是長期保持建筑物的原有外貌。在確定要選用的不銹鋼類型時(shí),主要考慮的是所要求的審美標(biāo)準(zhǔn)、所在地大氣的腐蝕性以及要采用的清理制度。然而,其它應(yīng)用越來越多的只是尋求結(jié)構(gòu)的完整性或不透水性。例如,工業(yè)建筑的屋頂和側(cè)墻。在這些應(yīng)用中,物主的建造成本可能比審美更為重要,表面不很干凈也可以。在干燥的室內(nèi)環(huán)境中使用304不銹鋼效果相當(dāng)好。但是,在鄉(xiāng)村和城市要想在戶外保持其外觀,就需經(jīng)常進(jìn)行清洗。在污染嚴(yán)重的工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū),表面會(huì)非常臟,甚至產(chǎn)生銹蝕。但要獲得戶外環(huán)境中的審美效果,就需采用含鎳不銹鋼。所以,304不銹鋼廣泛用于幕墻、側(cè)墻、屋頂及其它建筑用途,但在侵蝕性嚴(yán)重的工業(yè)或海洋大氣中,最好采用316不銹鋼?,F(xiàn)在,人們已充分認(rèn)識(shí)到了在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中使用不銹鋼的優(yōu)越性。有幾種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中包括了304和316不銹鋼。因?yàn)?雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強(qiáng)度及彈限強(qiáng)度融為一體,所以,歐洲準(zhǔn)則中也包括了這種鋼。 實(shí)際上,不銹鋼是以全標(biāo)準(zhǔn)的金屬形狀和尺寸生產(chǎn)制造的,而且還有許多特殊形狀。最常用的產(chǎn)品是用薄板和帶鋼制成的,也用中厚板生產(chǎn)特殊產(chǎn)品,例如,生產(chǎn)熱軋結(jié)構(gòu)型鋼和擠壓結(jié)構(gòu)型鋼。而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊管或無縫鋼管及其它形式的產(chǎn)品,包括型材、棒材、線材和鑄件。
表面狀態(tài)
正如后面將談到的,為了滿足建筑師們美學(xué)的要求,已開發(fā)出了多種不同的商用表面加工。例如,表面可以是高反射的或者無光澤的;可以是光面的、拋光的或壓花的;可以是著色的、彩色的、電鍍的或者在不銹鋼表面蝕刻有圖案,也可進(jìn)行拉絲等,以滿足設(shè)計(jì)人員對(duì)外觀的各種要求。保持表面狀態(tài)是容易的。只需偶爾進(jìn)行沖洗就能去除灰塵。由于耐腐蝕性良好,也可以容易地去除表面的涂寫污染或類似的其它表面污染。
未來展望
由于不銹鋼已具備建筑材料所要求的許多理想性能,它在金屬中可以說是獨(dú)一無二的,而其發(fā)展仍在繼續(xù)。為使不銹鋼在傳統(tǒng)的應(yīng)用中性能更好,一直在改進(jìn)現(xiàn)有的類型,而且,為了滿足高級(jí)建筑應(yīng)用的嚴(yán)格要求,正在開發(fā)新的不銹鋼。由于生產(chǎn)效率不斷提高,質(zhì)量不斷改進(jìn),不銹鋼已成為建筑師們選擇的最具有成本效益的材料之一。不銹鋼集性能、外觀和使用特性于一身,所以不銹鋼仍將是世界上最佳的建筑材料之一。中國不銹鋼營銷網(wǎng)整合了不銹鋼及不銹鋼供應(yīng)鏈信息的服務(wù)平臺(tái),通過設(shè)立不銹鋼行業(yè)資訊、行業(yè)觀察、企業(yè)管理、不銹鋼設(shè)計(jì)、不銹鋼論壇、設(shè)備材料、展會(huì)信息、不銹鋼知識(shí)、人才招聘等各種欄目,通過最新信息、資料庫、數(shù)據(jù)庫、分析預(yù)測、交流平臺(tái)等為會(huì)員單位和世界各國用戶,提供中國不銹鋼業(yè)以的信息和咨詢服務(wù);為不銹鋼業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供貿(mào)易信息,尋找商業(yè)機(jī)會(huì);傳播不銹鋼文化和家居生活藝術(shù),提供不銹鋼消費(fèi)知識(shí)。