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304不锈钢腐蚀的影响因素

查阅:498 发布时间:2019-12-30 10:27:54

化学成分的影响

(1)C元素的影响。C的含量是影响304不锈钢晶间腐蚀最主要的因素。304不锈钢抗晶间腐蚀的能力会随着C的含量降低而提高。C质量分数最好控制在低于0.08%,这时晶界中能够析出C的数量较少。在晶界形成Cr23C6碳化物机会就会随之减少,结果不易在晶界处形成“贫铬区”。如果C的质量分数超过0.08%,产生晶间腐蚀的倾向就会大大增加。现在国内外的设备中,重要的零部件大多采用超低碳的奥氏体不锈钢,取得了很好的抗晶间腐蚀效果。

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(2)铬元素的影响。在奥氏体不锈钢中,铬含量的增加,在低敏化温度区会加速晶间腐蚀;在高敏化温度区则会延长产生晶间腐蚀的时间。一般认为在低于550℃是受Cr的扩散控制,高于此温度时,受碳化物的生成速度控制。因此在温度低时,低C不锈钢也易于敏化,一般来说,奥氏体不锈钢中Cr的含量应超过13%,如果更低,则会严重降抵抗晶间腐蚀的能力。

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(3)Ni元素的影响。在不锈钢中加入Ni使钢获得完全奥氏体组织,当钢中含有0.1%的C和18%的Cr时,所需的最低Ni含量约为8%,这便是18-8铬镍奥氏体不锈钢的基本成分。奥氏体不锈钢中,随着Ni含量的增加,残余的铁素体可完全消除,使钢本身没有形成微电池的能力,这也是避免不锈钢被腐蚀的主要原因。但是Ni含量的增加会降低C在奥氏体不锈钢中的溶解度从而使碳化物(Cr23C6)析出倾向增强,所以Ni含量的增加,会增大晶间腐蚀的敏感性。

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(4)Ti、Nb元素的影响。如在不锈钢中加入Ti、Nb等与C的结合能力比Cr更强的元素,能够与C结合合成稳定的碳化物,可以避免在奥氏体中形成贫铬区。Ti是强碳化物形成元素,可形成稳定的TiC,其作用可降低基体的含C量,稳定Cr含量,还可细化晶粒,最主要的作用是使钢中的C优先与Ti形成稳定TiC合金碳化物而无法形成Cr的碳化物,避免出现晶界贫铬增强晶间抗蚀能力。因此,通过添加这些元素,可以减少晶间腐蚀的产生。

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热处理工艺的影响

(1)固溶处理。为了保证304不锈钢具有最好的耐蚀性必须使其具有单相奥氏体组织,因此对304不锈钢进行固溶化处理。固溶处理,就是将奥氏体不锈钢加热到1100 ℃左右,使碳化物相全部或基本溶解,C固溶于奥氏体中,然后快速冷却至室温,使C达到过饱和状态(C已经稳定了,没有能力和机会与Cr形成高铬碳化物),强化固溶体,并提高韧性及抗腐蚀性能,消除应力与软化,以便继续加工或成型,这样就不会在晶界处形成"贫铬区",也就会降低发生晶间腐蚀的几率。

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不锈钢在加热过程中,在敏化温度区停留时间越短,发生晶间腐蚀的机会越小。经过固溶处理后,钢中碳化物全部溶于奥氏体组织,然后采取水淬快冷不让奥氏体在冷却过程中有析出或发生相变。这样,在室温状态下,可以获得单相奥氏体组织,消除晶间腐蚀倾向。固溶化处理技术条件是:加热到850~900℃,保温6h,随炉冷却。

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(2)稳定化处理。稳定化处理通常为固溶处理的后续处理工艺。一般针对含Ti、Nb的钢种。将这种钢再加热到850℃~900℃保温一定时间,在该温度下Cr23C6几乎全部溶解而TiC、NbC只是部分溶解。而后缓冷,在冷却过程中,钢中的C充分地与Ti、Nb等结合,而析出TiC、NbC,而不析出Cr23C6。从而提高抗晶间腐蚀性能。如果不进行稳定化处理,在敏化温度区间(450~850℃),Cr23C6依然会优先沉淀出来。这就是稳定化处理的必要性。对304不锈钢其稳定化处理的工艺条件为将工件加热到850~900℃保温足多长的时间,快速冷却。

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