前面已提到,錳是較弱的奧氏體形成元素,它在不銹鋼(gang)中是一種脫氧劑,鋼中錳量一般≤1%或≤2%。隨不銹鋼中錳量的增加,可顯著提高氮在鋼中的溶解度(圖2.29);錳、氮復合加入常常用來代替鋼中昂貴、稀缺的鎳。需要指出,向不銹鋼中復合加入錳、氮,僅能從組織上為獲得奧氏體組織而代鎳,但并不能在不銹耐蝕性方面代鎳,這也是由于錳元素本身特性所決定的,錳既不能提高不銹鋼的熱力學穩定性,也不能對鋼的鈍化行為產生任何有益的影響。
早期,以錳(meng)、氮(dan)復合(he)加入(ru)代替17-7型(xing)和18-8型(xing)不銹鋼中(zhong)的(de)(de)鎳,美國發展了AISI 200系Cr-Mn-N不銹鋼,近(jin)代,在開(kai)發超級奧氏體和超級雙(shuang)相不銹鋼的(de)(de)過程中(zhong),也開(kai)始(shi)向鋼中(zhong)加入(ru)少量錳(meng),既可提高(gao)鋼中(zhong)的(de)(de)含氮(dan)量,穩定或控制適宜相比例,又可改善鋼的(de)(de)性(xing)能(neng),同時還可節約鎳元素(su)。為(wei)了同一目的(de)(de),最近(jin)出現的(de)(de)幾(ji)種(zhong)經(jing)濟型(xing)雙(shuang)相不銹鋼也開(kai)始(shi)加入(ru)少量錳(meng)。
錳(meng)對不銹(xiu)鋼的(de)不銹(xiu)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)影響,基(ji)本上(shang)都是負面的(de)。并列入(ru)了耐(nai)點(dian)蝕(shi)指(zhi)數 公式中(zhong)。圖(tu)(tu)2.30(A)、圖(tu)(tu)2.30(B)和(he)(he)圖(tu)(tu)2.31則系錳(meng)對 奧氏體和(he)(he)雙相不銹(xiu)鋼耐(nai)點(dian)蝕(shi)、耐(nai)縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)影響。可以看出(chu),隨(sui)錳(meng)量(liang)(liang)增加(jia),鋼的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)、耐(nai)縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)下降。這與錳(meng)和(he)(he)硫形(xing)成(cheng)MnS,或(huo)隨(sui)鋼中(zhong)錳(meng)量(liang)(liang)增加(jia),MnS量(liang)(liang)增加(jia),MnS中(zhong)的(de)鉻量(liang)(liang)低,MnS夾雜在腐(fu)蝕(shi)介質中(zhong)溶解,常常成(cheng)為點(dian)蝕(shi)、縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)源有(you)關。一(yi)些(xie)試驗指(zhi)出(chu),當將(jiang)(jiang)18-8不銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)錳(meng)量(liang)(liang)降到約0.1%,此鋼的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)能(neng)(neng)力將(jiang)(jiang)有(you)可能(neng)(neng)達到含2%Mo的(de)0Cr18Ni12Mo2(316)的(de)水平。
為了發(fa)展以錳、氮(dan)(dan)代鎳不(bu)(bu)銹(xiu)鋼和為增加鋼中(zhong)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)溶解度,進(jin)一步發(fa)揮氮(dan)(dan)在鋼中(zhong)的(de)(de)(de)有益作用,開發(fa)加少量錳的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼和雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼時(shi)都要充(chong)分注(zhu)意錳在不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)對(dui)耐(nai)蝕性,特(te)別是耐(nai)點蝕性的(de)(de)(de)不(bu)(bu)利影響。
錳在不銹鋼(gang)中的有益作(zuo)用(yong)一是(shi)形成MnS,抑制含鎳的不銹鋼(gang)中硫的有害作(zuo)用(yong),提(ti)(ti)高(gao)鋼(gang)的熱塑(su)性;二是(shi)在焊(han)接(jie)材料中加(jia)入(ru)2%以上(shang)的錳,可提(ti)(ti)高(gao)奧氏體不銹鋼(gang)的焊(han)縫抗熱裂紋(wen)的敏感性。
錳(meng)在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中還會促進σ相等脆(cui)性(xing)相的(de)(de)析出(圖2.32),降低鋼(gang)的(de)(de)塑、韌性(xing),這也為錳(meng)在高鉻、鉬不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中的(de)(de)應用帶來不(bu)利影響。