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不銹鋼歷史起源
不銹鋼的發(fā)明和使用,要追溯到次世界大戰(zhàn)時期。英國科學(xué)家亨利·布雷爾利受英國政府軍部兵工廠委托,研究武器的改進(jìn)工作。那時,士兵用的步槍槍膛極易磨損,布雷爾利想發(fā)明一種不易磨損的合金鋼
布雷爾利發(fā)明的不銹鋼于1916年取得英國專利權(quán)并開始大量生產(chǎn),至此,從垃圾堆中偶然發(fā)現(xiàn)的不銹鋼便風(fēng)靡全球,亨利·布雷爾利也被譽(yù)為"不銹鋼之父"。次世界大戰(zhàn)時,英國在戰(zhàn)場上的槍支,總是因槍膛磨損不能使用而運(yùn)回后方。軍工生
產(chǎn)部門命令布雷爾利研制高強(qiáng)度耐磨合金鋼,專門研究解決槍膛的磨損問題。布雷爾利和其助手搜集了國內(nèi)外生產(chǎn)的各種型
號的鋼材,各種不同性質(zhì)的合金鋼,在各種不同性質(zhì)的機(jī)械上進(jìn)行性能實驗,然后選擇出較為適用的鋼材制成槍枝。一天,
他們實驗了一種含大量鉻的國產(chǎn)合金鋼,經(jīng)耐磨實驗后,查明這種合金并不耐磨,說明這不能制造槍支,于是,他們記錄下
實驗結(jié)果,往墻角一扔了事。幾個月后的一天,一位助手拿著一塊锃光瓦亮的鋼材興沖沖跑來對布雷爾利說:"先生,這是我
在清理倉庫時發(fā)現(xiàn)的毛拉先生送來的合金鋼,您是否實驗一下,看它到底有什么特殊作用!""好!"布雷爾利看著光亮耀眼的鋼
材,高興地說。
實驗結(jié)果證明:它是一塊不怕酸、堿、鹽的不銹鋼。這種不銹鋼是德國的毛拉在1912年發(fā)明的,然而,毛拉卻并不知道這種不
銹鋼有什么用途。
布雷爾利心里盤算道:"這種不耐磨卻耐腐蝕的鋼材,不能制槍枝,是否可以做餐具呢?"他說干就干,動手制作了不銹鋼的水
果刀、叉、勺、果盤及折疊刀等。
不銹鋼中鎳的影響
1 鎳對組織的影響
鎳是強(qiáng)烈穩(wěn)定奧氏體且擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的元素,為了獲得單一的奧氏體組織,當(dāng)鋼中含有0.1%碳和18%鉻時所需的低鎳含量
約為8%,這便是18-8鉻鎳奧氏體不銹鋼的基本分,奧氏體不銹鋼中,隨著鎳含量的增加,殘余的鐵素體可完全,
并顯著降低σ相形成的傾向;同時馬氏體轉(zhuǎn)烴溫度降低,甚至可不出現(xiàn)λ→M相變,但是鎳含量的增加會降低碳在奧氏體不銹
鋼中的溶解度,從而使碳化物析出傾向增強(qiáng)。
鎳對性能的影響
鎳對奧氏體不銹鋼特別是對鉻鎳奧氏體不銹鋼力學(xué)性能的影響,主要是由鎳對奧氏體穩(wěn)定性的影響來決定,在鋼中可能發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的鎳含量范圍內(nèi),隨著鎳含量的增加,鋼的強(qiáng)度降低而塑性提高,具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻鎳奧氏體不銹鋼韌性(
包括極低溫韌性)非常優(yōu)良,因而可作為低溫鋼使用,這是眾所周知的,對于具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻錳奧氏體不銹鋼,鎳的
加入可進(jìn)一步改善其韌性。鎳還可顯著降低奧氏體不銹鋼的冷加工硬化傾向,這主要是由于奧氏體穩(wěn)定性增大,減少以至消
除了冷加工過程中的馬氏體轉(zhuǎn)變,同時對奧氏體本身的冷加工硬化作用不太明顯,不銹鋼冷加工硬化傾向的影響,鎳降低奧
氏體不銹鋼冷加工硬化速率,與降低鋼的室溫及低溫強(qiáng)度,提高塑性的作用,決定了鎳含量的提高有利于奧氏體不銹的冷加
工成形性能,提高鎳含量還可減少以至18-8和17-14-2型鉻鎳奧氏體不銹鋼中的δ鐵素體,從而提高其熱加工性能,但
是,δ鐵素體的減少對這些鋼種的可焊接性不利會增大焊接熱裂紋絲傾向,此外,鎳還可顯著提高鉻錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體
不銹鋼的熱加工性能,從而顯著提高鋼的成材率,在奧氏體不銹鋼中,鎳的加入以及隨著鎳含量的提高,導(dǎo)致鋼的熱力學(xué)穩(wěn)
定性增加,因此奧氏體不銹鋼具有更好的不銹性和耐氧化性介質(zhì)的性能,且隨著鎳含量增加,耐還原性介質(zhì)的性能進(jìn)一步得
到改善.值得指出,鎳還是提高奧氏體不銹耐許多介質(zhì)穿晶型應(yīng)力腐蝕的重要元素,在各種酸介質(zhì)中鎳對奧氏體不銹鋼耐
蝕性能的影響,需要指出,在高溫高壓水中的一些條件下,鎳含量的提高導(dǎo)致鋼和合金的晶間型應(yīng)力腐蝕敏感性增加,但是
這種不利作用會由于鋼及合金中鉻含量的提高而獲得減輕或受到抑制.隨磁卡奧氏體不銹鋼中鎳含量的提高,其產(chǎn)生晶間腐蝕
的臨界碳含量降低,即鋼的晶間腐蝕敏感性增加,至于對奧氏體不銹鋼耐點腐蝕及縫隙腐蝕的性能,鎳的作用并不顯著,此
外,鎳還提高奧氏體不銹鋼的高溫抗氧化性能,這主要與鎳改善了鉻的氧化膜的成分,結(jié)構(gòu)和性能降低,并且鎳含量越高越
有害,這主要是由于鋼中晶界處低熔點硫化鎳所致,一般來說,簡單的鉻鎳(及鉻錳氮)奧氏體不銹鋼僅用于要求不銹性和耐
氧化性介質(zhì)(比如硝酸等)的使用條件下,鉬作為奧氏體不銹鋼中的重要合金元素加入到鋼中使其使用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,鉬的
作用主要是提高鋼在還原性介質(zhì)
不銹鋼的粉塵
制作經(jīng)常是在有粉塵的場地進(jìn)行,空氣中常帶有許多粉塵,它們不斷地落在設(shè)備表面。它們可以用水或堿性溶液去除掉。不過,有附著力的塵垢需要高壓水或蒸氣進(jìn)行清理。
浮鐵粉或嵌入的鐵
在任何表面上,游離鐵都會生銹并使不銹鋼產(chǎn)生腐蝕。因此,必須。浮粉一般可隨粉塵一起掉。有些粘著力很強(qiáng),必須按嵌入的鐵處理。除粉塵外,表面鐵的來源很多,其中包括用普通碳鋼鋼絲刷清理和用以前在普碳鋼,低合金鋼或鑄鐵
件上使用過的砂子、玻璃珠或其它磨料進(jìn)行噴丸處理,或在不銹鋼部件及設(shè)備附近對前面提到的非不銹鋼制品進(jìn)行修磨。在
下料或吊過過程中如果不對不銹鋼采取保護(hù)措施,鋼絲繩、吊具和工作臺面上的鐵很容易嵌入或玷污表面。訂貨要求和制作
后檢查可以防止并發(fā)現(xiàn)游離鐵的存在,ASTM標(biāo)準(zhǔn)A380[3]規(guī)定了檢查不銹鋼表面鐵或鋼粒的鐵銹試驗法。當(dāng)要求不能
有鐵存在的時候,應(yīng)該使用這種檢驗方法。如果結(jié)果令人滿意,應(yīng)用干凈的純水或硝酸對表面進(jìn)行洗滌,直到深藍(lán)色完全消
失。正如標(biāo)準(zhǔn)A380[3]指出的如果鐵銹試驗溶液不能全部干凈,不在設(shè)備的工藝表面,即用來生產(chǎn)人類消費品的直接
接觸表面采用這種試驗方法。比較簡單的試驗方法是在水中暴露12~24小時,檢查是否有銹斑。這種試驗靈敏性差,而且耗時
。這些都是檢測試驗,不是清理方法。如果發(fā)現(xiàn)有鐵存在,必須用后面介紹的化學(xué)和電化學(xué)的方法進(jìn)行清理。
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