Ventajas y desventajas de añadir titanio al acero inoxidable austenítico
Cuando el cromo-níquel acero inoxidable austenítico se calienta a una temperatura de 450-800℃, a menudo se produce corrosión a lo largo del límite de grano, lo que se denomina corrosión intergranular. En términos generales, la corrosión intergranular está causada por la precipitación de carbono en forma de Cr23C6 a partir de la capa austenítica saturada. estructura metalográficalo que hace que la estructura de austenita en el límite de grano se agote en cromo. Por lo tanto, evitar el agotamiento de cromo en los límites de grano es una forma eficaz de prevenir la corrosión intergranular.
Los elementos del acero inoxidable se clasifican según su afinidad por el carbono, y el orden es titanio, niobio, molibdeno, cromo y manganeso. Se puede observar que la afinidad del titanio y el carbono es mayor que la del cromo. Cuando se añade titanio al acero, el carbono se combinará preferentemente con el titanio para formar carburo de titanio, lo que puede prevenir eficazmente la formación de carburo de cromo y la precipitación de agotamiento de cromo en los límites de grano. Puede prevenir eficazmente la corrosión intergranular.
Porque titanio y el nitrógeno pueden combinarse para formar nitruro de titanio, y el titanio y el oxígeno pueden combinarse para formar dióxido de titanio, la cantidad de titanio añadido es correspondientemente limitada. En la producción real de acero inoxidable para evitar la corrosión intergranular, la cantidad de titanio añadido es principalmente de unos 0,8%.
Para evitar la corrosión intergranular, el acero inoxidable que contiene titanio debe estabilizarse después del tratamiento en solución. Después del tratamiento en solución, el acero inoxidable austenítico obtiene una estructura de austenita monofásica, pero el estado de esta estructura no es estable. Cuando la temperatura se eleva por encima de 450℃, el carbono en la solución sólida precipitará gradualmente en forma de carburos, de los cuales Cr23C6 La temperatura de formación es 650℃, y 900℃ es la temperatura de formación de TiC. Para evitar la corrosión intergranular, es necesario reducir el contenido de Cr23C6 para que los carburos existan completamente en forma de TiC.
Como la estabilidad de los carburos de titanio es mayor que la de los carburos de cromo, cuando el acero inoxidable se calienta por encima de 700°C, los carburos de cromo empezarán a transformarse en carburos de titanio. El tratamiento de estabilización consiste en calentar el acero inoxidable a una temperatura comprendida entre 850 y 930°C y mantenerlo durante 1 hora. En ese momento, los carburos de cromo se descompondrán por completo para producir carburo de titanio gris o negro estable, y se optimiza la capacidad anticorrosión intergranular del acero inoxidable. Además, la adición de titanio al acero inoxidable también puede dispersar y precipitar compuestos intermetálicos Fe2Ti en determinadas condiciones para mejorar la resistencia a altas temperaturas del acero inoxidable.
Sin embargo, el titanio no es completamente inofensivo en el acero inoxidable, y a veces puede perjudicar el rendimiento del acero inoxidable. Por ejemplo, suelen existir inclusiones como TiO2 y TiN. Tienen un alto contenido y una distribución desigual, lo que reduce en cierta medida la pureza del acero inoxidable; también deteriora la calidad de la superficie de los lingotes de acero inoxidable, lo que provoca un aumento del volumen de rectificado en el proceso, que es fácil que genere residuos; el rendimiento de pulido del producto acabado no es muy bueno, y el procesamiento de superficies de alta precisión es muy difícil.
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