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浅析铬在不锈钢等金属材料中的作用
发布时间:2019-04-17   点击次数:38次
  浅析铬在不锈钢等金属材料中的作用
  在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说,常用的元素有十几种,除了组成钢的基本元素铁以外,对不锈钢的性能与组织影响大的元素是:碳•●、铬•●、镍•●、锰•●、硅•●、钼•●、钛•●、铌•●、钛•●、锰•●、氮•●、铜•●、钴等。这些元素中除碳•●、硅•●、氮以外,都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的,当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时,它们的影响要比单独存在时复杂得多,因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用,而且要注意它们互相之间的影响,如下是铬对不锈钢和不锈铁棒材的影响。
  1-1.铬在不锈钢中的决定作用:决定不锈钢性属的元素只有一种,这就是铬,每种不锈钢都含有一定数量的铬。迄今为止,还没有不含铬的不锈钢。铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素,根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后,促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明:
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  钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多,主要有薄膜论•●、吸附论及电子排列论。
  1 铬对钢组织的影响 铬是一种碳化物形成元素。在金属材料中,它能与碳生成Cr3C等金属化合物,而这种金属化合物具有较高的强度•●、硬度。当它以颗粒状弥散性分布在金属基体上时,能大大提高材料的强度•●、韧性•●、耐磨性。
  2 铬阻碍奥氏体晶粒长大 除锰以外,所有合金元素都能阻碍加热时奥氏体晶粒的长大。在材料中,它与碳形成的碳化物Cr3C的存在,当加热的温度不太高时,这种未溶的碳化物能阻碍奥氏体晶粒的长大。这样就易获得细小的奥氏体的晶粒,从而获得细小的冷却后的组织。我们知道,细小的晶粒比粗大的晶粒具有更高的强度,更好的塑性•●、韧性。
  3 铬能提高淬透性 材料经淬火处理,目的是为了获得更多的马氏体组织。含铬的合金,当淬火时,铬能使C曲线(奥氏体等温转变曲线)右移,并出现了双C曲线。这样降低了获得马氏体组织的小冷却速度,则更易获得马氏体组织,从而降低了残余奥氏体的含量。在回火时就能获得更多的回火组织,而这种回火组织性能优良是我们所需的。
  4 铬能提高钢的回火稳定性 回火时,铬减慢了铁与碳原子的扩散速度,因而使淬火钢回火时马氏体不易分解,并减慢了碳物的形成与聚集。在相同温度下回火时,合金钢的强度和硬度比相同含碳量的碳钢为高。反之,当回火成相同硬度时,合金钢因回火温度高,回火时间长,而具有较高的塑性•●、韧性,其内应力也小。
  5 铬在不锈钢中的作用 铬是不锈钢中基本的合金元素,其含量一般均在13%以上。它的主要作用是提高钢的耐蚀性。在氧化性介质中,有使钢表面形成一层牢固而致密的铬的氧化物,使钢受到保护。铬溶于钢中能显著提高钢的电极电位,降低了因电极电位不同形成的电化学腐蚀。铬还能与镍配合,可形成单相奥氏体组织并赋予钢良好的耐蚀性•●、良好的韧性和强度。
由此可见,铬在不锈钢等金属材料中的作用尤为重要。 
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