目前已可在工業條件下生產C+N含量不大于0.015%的鐵素體不銹鋼,但仍未能防止一些鐵素體不銹鋼的晶間腐蝕問題。例如,為了防止Cr26Mo1鐵素體不銹鋼的晶間腐蝕,應使鋼中的C+N含量在0.005%~0.007%,這在工業生產條件下是難以做到的。人們考慮在鐵素體不銹鋼中加入能與C、N結合成穩定碳化物的Ti或Nb以抑制鉻的碳、氮化物的形成,從而提高鐵素體不銹鋼的耐晶間腐蝕性能。
向(xiang)鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中加入Ti或Nb的(de)量(liang)(liang)應視鋼(gang)中的(de)C+N含量(liang)(liang)的(de)不同而異,要控制好由于Nb的(de)價格高于Ti甚多(duo),工業應用的(de)鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)大多(duo)采用Ti或Ti+Nb作為穩定化元素(su)。
Nb在(zai)改善鐵素(su)體(ti)不銹鋼的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)強(qiang)(qiang)度方面(mian)(含(han)19%Cr),較其他元素(su)顯示出最佳效果。進一(yi)步的(de)(de)(de)研(yan)究表明,Nb-Ti雙(shuang)穩定化較單純加(jia)Nb有更好的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)化效果,其原因是NbC在(zai)先析出的(de)(de)(de)TiN上附著(zhu)而抑(yi)制了Fe3Nb3V的(de)(de)(de)粗大化,減少(shao)了沉淀(dian)析出的(de)(de)(de)Nb,從(cong)而使(shi)固溶(rong)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)Nb保(bao)持(chi)在(zai)相對高(gao)的(de)(de)(de)水平,增加(jia)了Nb的(de)(de)(de)固溶(rong)效果。因此(ci),Nb在(zai)一(yi)些高(gao)溫(wen)服役的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)不銹鋼中(zhong)得到廣泛應(ying)用。
Ti和(he)Nb的(de)加入給鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼帶來一些(xie)其(qi)他(ta)問題,主要是鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)韌(ren)性(xing)有所(suo)下降(jiang),韌(ren)脆(cui)轉變溫度升高。這是由(you)于Ti和(he)Nb的(de)析出物(wu)在(zai)變形(xing)過(guo)程中強烈地阻礙位(wei)錯運動,造成位(wei)錯塞(sai)積,產生了應力集中,導致解理(li)裂紋在(zai)析出物(wu)附近形(xing)核,而后沿解理(li)面擴(kuo)展直至斷裂。
向鐵素體不銹鋼(gang)(gang)中加入(ru)Ti、Nb,由于其細化鋼(gang)(gang)晶(jing)粒的(de)作(zuo)用,對(dui)提高非高純鐵素體不銹鋼(gang)(gang)焊后的(de)塑性有著(zhu)有益的(de)影響。
研究過Ti和Nb加(jia)入Cr18型鐵(tie)素體不銹鋼中對(dui)耐點(dian)(dian)蝕(shi)的(de)影響,結果表明,它們可升高鋼的(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電位,提高鋼的(de)耐點(dian)(dian)蝕(shi)性。