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鈮在不銹鋼中的作用

時(shí)間:2020-09-08    作者:無(wú)錫不銹鋼板    瀏覽:71

無(wú)錫不銹鋼板無(wú)錫不銹鋼管專業(yè)生成廠家無(wú)錫漢能不銹鋼2020年9月8日訊  鈮(Nb)是Cr系和Cr-Ni系不銹鋼的重要的合金元素之一,用量?jī)H次于鉬。其作用是多方面的,尤其在高溫領(lǐng)域中的耐熱不銹鋼更為重要,它可部分的替代價(jià)格貴的鉬。

 

鈮既是一種強(qiáng)鐵素體形成元素,又是強(qiáng)碳氮化物形成元素,在長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)又易于形成金屬化合物,所以鈮在不銹鋼中的物理冶金很復(fù)雜。鈮在不銹鋼中的作用決定于鈮的存在形式,自由鈮和炭、氮化物中的鈮含量決定于NbC、NbN、Nb(CN)的以溫度為函數(shù)的溶度積。

 

鈮對(duì)室溫力學(xué)性能的影響。由于鈮的原子半徑2.94埃,比常用的置換合金元素中任何一個(gè)都搭,所以它有最大的強(qiáng)化作用。

 

微量Nb對(duì)奧氏體不銹鋼的蠕變性能的影響。固溶鈮和NbC對(duì)蠕變性能的影響機(jī)制是完全不同的,固溶鈮與鉬的作用相同,是以固溶強(qiáng)化為主要機(jī)制,而碳化鈮則在蠕變過程中以阻止蠕變滑動(dòng)為主要機(jī)制。

 

鈮對(duì)碳的穩(wěn)定化。眾所周知,347型不銹鋼是用Nb穩(wěn)定化的,因而具有良好的抗晶間腐蝕性。當(dāng)Nb/C比大于8-10,不發(fā)生晶間腐蝕,這是由于在1050退火或845-900℃穩(wěn)定化處理,鋼種的碳全部形成NbC,從而避免了在比較低的溫度回火時(shí)產(chǎn)生Cr23C6而產(chǎn)生晶界的貧鉻區(qū),無(wú)貧鉻區(qū),也就無(wú)晶間腐蝕。

 

鈮的細(xì)化晶粒作用。奧氏體不銹鋼沒有相變細(xì)化晶粒技術(shù)可利用,只能NbC、Nb(CN)在熱加工中的析出溶解規(guī)律,析出物質(zhì)點(diǎn)的“釘扎”原理組織晶界移動(dòng),和溶質(zhì)鈮原子對(duì)晶界的拖拽作用,組織再結(jié)晶,細(xì)化晶粒,細(xì)化效果決定于鋼中碳、氮、鈮的總含量。

 

鈮代鉬的應(yīng)用。鈮對(duì)18Cr-2Mo和18Cr-0Mo鋼的870℃下100小時(shí),2%的蠕變性能的影響的試驗(yàn)結(jié)果表明0Mo鋼加0.32%的Nb與2Mo鋼加0.22%Nb的蠕變強(qiáng)度相當(dāng)。顯示出0.1%的Nb的作用于2%Mo相當(dāng),鈮的作用20倍于鉬,因此在耐高溫的用途中,Nb代Mo價(jià)值很高。



鈮(Nb)是Cr系和Cr-Ni系不銹鋼的重要的合金元素之一,用量?jī)H次于鉬。其作用是多方面的,尤其在高溫領(lǐng)域中的耐熱不銹鋼更為重要,它可部分的替代價(jià)格貴的鉬。

 

鈮既是一種強(qiáng)鐵素體形成元素,又是強(qiáng)碳氮化物形成元素,在長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)又易于形成金屬化合物,所以鈮在不銹鋼中的物理冶金很復(fù)雜。鈮在不銹鋼中的作用決定于鈮的存在形式,自由鈮和炭、氮化物中的鈮含量決定于NbC、NbN、Nb(CN)的以溫度為函數(shù)的溶度積。

 

鈮對(duì)室溫力學(xué)性能的影響。由于鈮的原子半徑2.94埃,比常用的置換合金元素中任何一個(gè)都搭,所以它有最大的強(qiáng)化作用。

 

微量Nb對(duì)奧氏體不銹鋼的蠕變性能的影響。固溶鈮和NbC對(duì)蠕變性能的影響機(jī)制是完全不同的,固溶鈮與鉬的作用相同,是以固溶強(qiáng)化為主要機(jī)制,而碳化鈮則在蠕變過程中以阻止蠕變滑動(dòng)為主要機(jī)制。

 

鈮對(duì)碳的穩(wěn)定化。眾所周知,347型不銹鋼是用Nb穩(wěn)定化的,因而具有良好的抗晶間腐蝕性。當(dāng)Nb/C比大于8-10,不發(fā)生晶間腐蝕,這是由于在1050退火或845-900℃穩(wěn)定化處理,鋼種的碳全部形成NbC,從而避免了在比較低的溫度回火時(shí)產(chǎn)生Cr23C6而產(chǎn)生晶界的貧鉻區(qū),無(wú)貧鉻區(qū),也就無(wú)晶間腐蝕。

 

鈮的細(xì)化晶粒作用。奧氏體不銹鋼沒有相變細(xì)化晶粒技術(shù)可利用,只能NbC、Nb(CN)在熱加工中的析出溶解規(guī)律,析出物質(zhì)點(diǎn)的“釘扎”原理組織晶界移動(dòng),和溶質(zhì)鈮原子對(duì)晶界的拖拽作用,組織再結(jié)晶,細(xì)化晶粒,細(xì)化效果決定于鋼中碳、氮、鈮的總含量。

 

鈮代鉬的應(yīng)用。鈮對(duì)18Cr-2Mo和18Cr-0Mo鋼的870℃下100小時(shí),2%的蠕變性能的影響的試驗(yàn)結(jié)果表明0Mo鋼加0.32%的Nb與2Mo鋼加0.22%Nb的蠕變強(qiáng)度相當(dāng)。顯示出0.1%的Nb的作用于2%Mo相當(dāng),鈮的作用20倍于鉬,因此在耐高溫的用途中,Nb代Mo價(jià)值很高。

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