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310不銹鋼為什么能耐高溫?因為含Cr量高!

一、310簡介

在室溫狀態(tài)下,奧氏體不銹鋼310基體組織為純γ。GB/T 24511-2017中其化學(xué)成分見下面的截圖,因其鉻、鎳的公稱含量分別為25%和20%,310又稱為“2520”。

310因其較好的高溫強度和在高溫下不容易發(fā)生氧化,常作為耐高溫用材,實驗研究表明,在小于1000℃時,310的氧化速率是比較較緩慢的;繼續(xù)升溫至1200℃,310被氧化的程度加快的十分嚴(yán)重。此外,它也用在65%~85%濃度的硝酸等強酸的運輸儲存。 

二、為什么能耐高溫?

高溫環(huán)境下,310耐熱不銹鋼能很好地保持自身各方面性能的穩(wěn)定,不容易被外界的一些腐蝕、氧化等介質(zhì)所影響。這主要得益于310不銹鋼本身中高的Cr含量,因為遇到氧化的介質(zhì),310表面的金屬中Cr,能夠與氧結(jié)合形成Cr2O3,這個氧化膜是能夠防氧化、防腐蝕的。

只要不銹鋼中Cr含量充足,Cr2O3氧化膜就能源源不斷的覆蓋到310鋼的表面,隨著薄膜越來越厚,最終給310鋼穿上了“防護衣”,這樣可以阻止內(nèi)部310金屬與外界的接觸,從而防止進一步被氧化,這也是310鋼在高溫下能夠具有良好的防止氧化的主要原因。 

三、Cr、Ni元素的作用

鉻(Cr):對于耐熱不銹鋼,有Cr才能維系在高溫下自身的穩(wěn)定,不發(fā)生氧化而脫落。但Cr的含量也不能過高,過高的話不銹鋼本身的韌性也會下降,因為Cr是可以促進α出現(xiàn)的成分,而抑制γ,過多的α容易導(dǎo)致材料一些脆性相的產(chǎn)生。因此在奧氏體不銹鋼中,我們希望Cr含量保持適中,既能保證材料各方面性能,又能防止一些脆性相的出現(xiàn)。

鎳(Ni):Ni是耐熱奧氏體不銹鋼中非常重要的元素,并且在促進γ的形成方面有著非常積極的作用。在相圖中,Ni元素含量增加,可以將γ向α的轉(zhuǎn)變溫度變得很低,這樣可以增強基體組織奧氏體的穩(wěn)定。另外,適當(dāng)?shù)恼{(diào)整不銹鋼中Ni含量,能夠明顯改善不銹鋼的綜合機械性能,保證其良好的焊接性能。

最后,附上我們之前發(fā)過的一張簡要的300不銹鋼族譜。


參考文獻:張冠男. 高端耐熱奧氏體不銹鋼310 MIG焊接接頭組織及力學(xué)性能研究[D]. 太原: 太原科技大學(xué),2020 

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