Vor- und Nachteile des Zusatzes von Titan zu austenitischem Edelstahl
Wenn das Chrom-Nickel austenitischer rostfreier Stahl auf einen Temperaturbereich von 450-800℃ erhitzt wird, tritt häufig Korrosion entlang der Korngrenze auf, die als interkristalline Korrosion. Im Allgemeinen wird die interkristalline Korrosion durch die Ausscheidung von Kohlenstoff in Form von Cr23C6 aus dem gesättigten Austenit verursacht. metallographische StrukturDadurch wird das Austenitgefüge an der Korngrenze an Chrom verarmt. Daher ist die Vermeidung von Chromverarmung an den Korngrenzen ein wirksames Mittel zur Verhinderung interkristalliner Korrosion.
Die Elemente in nichtrostendem Stahl sind nach ihrer Affinität zu Kohlenstoff geordnet, und zwar in der Reihenfolge Titan, Niob, Molybdän, Chrom und Mangan. Es ist zu erkennen, dass die Affinität von Titan und Kohlenstoff größer ist als die von Chrom. Wenn Titan zu Stahl hinzugefügt wird, verbindet sich Kohlenstoff vorzugsweise mit Titan und bildet Titankarbid, was die Bildung von Chromkarbid und die Ausfällung von Chromverarmung an Korngrenzen wirksam verhindern kann. Kann interkristalline Korrosion wirksam verhindern.
Denn Titan und Stickstoff zur Bildung von Titannitrid und Titan und Sauerstoff zur Bildung von Titandioxid kombiniert werden können, ist die Menge des zugesetzten Titans entsprechend begrenzt. Bei der Herstellung von rostfreiem Stahl wird zur Vermeidung von interkristalliner Korrosion hauptsächlich Titan in einer Menge von etwa 0,8% zugesetzt.
Um interkristalline Korrosion zu vermeiden, muss der titanhaltige nichtrostende Stahl nach der Lösungsbehandlung stabilisiert werden. Nach der Lösungsbehandlung erhält der austenitische nicht rostende Stahl eine einphasige Austenitstruktur, aber der Zustand dieser Struktur ist nicht stabil. Steigt die Temperatur über 450℃, scheidet sich der Kohlenstoff im Mischkristall allmählich in Form von Karbiden aus, von denen Cr23C6 Die Bildungstemperatur liegt bei 650℃, und 900℃ ist die Bildungstemperatur von TiC. Um interkristalline Korrosion zu vermeiden, ist es notwendig, den Gehalt an Cr23C6 zu reduzieren, damit die Karbide vollständig in Form von TiC vorliegen.
Da die Stabilität von Titankarbiden höher ist als die von Chromkarbiden, wandeln sich Chromkarbide in Titankarbide um, wenn der nichtrostende Stahl auf über 700 °C erhitzt wird. Die Stabilisierungsbehandlung besteht darin, den rostfreien Stahl auf 850-930°C zu erhitzen und 1 Stunde lang zu halten. In dieser Zeit werden die Chromkarbide vollständig zersetzt und es entsteht stabiles graues oder schwarzes Titankarbid, und die Fähigkeit des rostfreien Stahls, interkristalline Korrosion zu verhindern, wird optimiert. Darüber hinaus kann der Zusatz von Titan zu rostfreiem Stahl unter bestimmten Bedingungen auch intermetallische Fe2Ti-Verbindungen dispergieren und ausfallen lassen, um die Hochtemperaturfestigkeit des rostfreien Stahls zu verbessern.
Allerdings ist Titan in nichtrostendem Stahl nicht völlig unbedenklich, und manchmal kann Titan die Leistung von nichtrostendem Stahl beeinträchtigen. Zum Beispiel können Einschlüsse wie TiO2 und TiN auftreten. Sie weisen einen hohen Gehalt und eine ungleichmäßige Verteilung auf, was die Reinheit des Edelstahls bis zu einem gewissen Grad verringert; außerdem verschlechtert sich die Oberflächenqualität von Edelstahlblöcken, was zu einem erhöhten Schleifvolumen im Prozess führt, was leicht zu Abfall führt; die Polierleistung des Endprodukts ist nicht sehr gut, und die Bearbeitung von hochpräzisen Oberflächen ist sehr schwierig.
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