Voordelen en nadelen van het toevoegen van titanium aan austenitisch roestvast staal
Wanneer het chroom-nikkel austenitisch roestvast staal wordt verhit tot het temperatuurbereik van 450-800℃, treedt vaak corrosie langs de korrelgrens op, wat wordt genoemd interkristallijne corrosie. Over het algemeen wordt interkristallijne corrosie eigenlijk veroorzaakt door het neerslaan van koolstof in de vorm van Cr23C6 uit de verzadigde austenitische metallografische structuurwaardoor de austenietstructuur bij de korrelgrens chroomarm wordt. Daarom is het vermijden van chroomuitputting bij korrelgrenzen een effectieve manier om interkristallijne corrosie te voorkomen.
De elementen in roestvrij staal zijn gesorteerd op basis van hun affiniteit voor koolstof en de volgorde is titaan, niobium, molybdeen, chroom en mangaan. Het is te zien dat de affiniteit van titanium en koolstof groter is dan die van chroom. Wanneer titanium wordt toegevoegd aan staal, zal koolstof bij voorkeur combineren met titanium om titaniumcarbide te vormen, wat de vorming van chroomcarbide en het neerslaan van chroomdepletie bij korrelgrenzen effectief kan voorkomen. Kan interkristallijne corrosie effectief voorkomen.
Omdat titanium en stikstof kan worden gecombineerd tot titanium nitride vormen, en titanium en zuurstof kan worden gecombineerd tot titaandioxide vormen, is de hoeveelheid toegevoegd titanium dienovereenkomstig beperkt. In de huidige productie van roestvrij staal om interkristallijne corrosie te voorkomen, is de hoeveelheid toegevoegd titanium voornamelijk ongeveer 0,8%.
Om interkristallijne corrosie te voorkomen, moet het titaanbevattend roestvast staal gestabiliseerd worden na de oplossingbehandeling. Na de oplossingsbehandeling verkrijgt het austenitisch roestvast staal een eenfasige austenietstructuur, maar de toestand van deze structuur is niet stabiel. Wanneer de temperatuur boven 450℃ stijgt, zal de koolstof in de vaste oplossing geleidelijk neerslaan in de vorm van carbiden, waarvan Cr23C6 De vormingstemperatuur is 650℃, en 900℃ is de vormingstemperatuur van TiC. Om interkristallijne corrosie te voorkomen, is het noodzakelijk om de inhoud van Cr23C6 te verminderen, zodat de carbiden volledig in de vorm van TiC bestaan.
Omdat de stabiliteit van titaancarbiden hoger is dan die van chroomcarbiden, zullen chroomcarbiden bij verhitting van roestvast staal boven 700 °C veranderen in titaancarbiden. De stabilisatiebehandeling bestaat uit het verhitten van het roestvast staal tot 850-930 °C en dit 1 uur lang te laten staan. Op dat moment worden de chroomcarbiden volledig afgebroken om stabiele grijze of zwarte titaancarbide te produceren en wordt het vermogen van het roestvast staal om interkristallijne corrosie tegen te gaan geoptimaliseerd. Bovendien kan de toevoeging van titanium aan roestvrij staal ook Fe2Ti intermetallische verbindingen onder bepaalde omstandigheden dispergeren en neerslaan om de hoge temperatuursterkte van roestvrij staal te verbeteren.
Titaan is echter niet volledig onschadelijk in roestvrij staal en soms kan titaan de prestaties van roestvrij staal schaden. Insluitsels zoals TiO2 en TiN kunnen bijvoorbeeld voorkomen. Ze hebben een hoog gehalte en ongelijkmatige verdeling, waardoor de zuiverheid van roestvrij staal tot op zekere hoogte, het verslechtert ook de oppervlaktekwaliteit van roestvrij staal ingots, wat resulteert in meer slijpen volume in het proces, dat is gemakkelijk Resultaat in afval, het polijsten prestaties van het eindproduct is niet erg goed, en de verwerking van hoge precisie oppervlakken is erg moeilijk.
Verwante referenties:
ELC extra koolstofarme gestabiliseerde molybdeenkwaliteiten
Chroom in roestvrij staal
Chroomeffect voor roestvast staal eigenschappen
Nikkeleffect in roestvrij staal
Stikstof en molybdeen-chroom in roestvrij staal
Buizen van de Nikkelbasislegering | Buizen van speciaal gelegeerd staal
Diverse elementen op de prestaties van roestvast staal
Voordelen en nadelen van het toevoegen van titanium aan austenitisch roestvast staal