Vantagens e desvantagens da adição de titânio ao aço inoxidável austenítico

Quando o cromo e o níquel aço inoxidável austenítico é aquecido até a faixa de temperatura de 450-800°C, frequentemente ocorre corrosão ao longo do limite do grão, o que é chamado de corrosão intergranular. De modo geral, a corrosão intergranular é, na verdade, causada pela precipitação de carbono na forma de Cr23C6 a partir da camada austenítica saturada. estrutura metalográficao que faz com que a estrutura de austenita no contorno de grão seja empobrecida em cromo. Portanto, evitar a depleção de cromo nos limites dos grãos é uma maneira eficaz de prevenir a corrosão intergranular.

Os elementos do aço inoxidável são classificados de acordo com sua afinidade com o carbono, e a ordem é titânio, nióbio, molibdênio, cromo e manganês. Pode-se observar que a afinidade do titânio com o carbono é maior do que a do cromo. Quando o titânio é adicionado ao aço, o carbono se combinará preferencialmente com o titânio para formar carboneto de titânio, o que pode efetivamente impedir a formação de carboneto de cromo e a precipitação da depleção de cromo nos limites dos grãos. Pode prevenir eficazmente a corrosão intergranular.

Porque titânio O titânio e o nitrogênio podem ser combinados para formar o nitreto de titânio, e o titânio e o oxigênio podem ser combinados para formar o dióxido de titânio, e a quantidade de titânio adicionada é correspondentemente limitada. Na produção atual de aço inoxidável para evitar a corrosão intergranular, a quantidade de titânio adicionada é principalmente de cerca de 0,8%.

Para evitar a corrosão intergranular, o aço inoxidável contendo titânio deve ser estabilizado após o tratamento com solução. Após o tratamento da solução, o aço inoxidável austenítico obtém uma estrutura de austenita monofásica, mas o estado dessa estrutura não é estável. Quando a temperatura sobe acima de 450 ℃, o carbono na solução sólida precipita gradualmente na forma de carbonetos, dos quais Cr23C6 A temperatura de formação é de 650 ℃ e 900 ℃ é a temperatura de formação do TiC. Para evitar a corrosão intergranular, é necessário reduzir o teor de Cr23C6 para que os carbonetos existam completamente na forma de TiC.

Como a estabilidade dos carbonetos de titânio é maior do que a dos carbonetos de cromo, quando o aço inoxidável é aquecido acima de 700°C, os carbonetos de cromo começam a se transformar em carbonetos de titânio. O tratamento de estabilização consiste em aquecer o aço inoxidável entre 850-930°C e mantê-lo por 1 hora. Nesse momento, os carbonetos de cromo serão completamente decompostos para produzir carboneto de titânio cinza ou preto estável, e a capacidade de corrosão anti-intergranular do aço inoxidável será otimizada. Além disso, a adição de titânio ao aço inoxidável também pode dispersar e precipitar compostos intermetálicos Fe2Ti sob determinadas condições para melhorar a resistência do aço inoxidável a altas temperaturas.

No entanto, o titânio não é totalmente inofensivo no aço inoxidável e, às vezes, o titânio pode prejudicar o desempenho do aço inoxidável. Por exemplo, inclusões como TiO2 e TiN são propensas a existir. Elas têm alto teor e distribuição desigual, o que reduz a pureza do aço inoxidável até certo ponto; também deterioram a qualidade da superfície dos lingotes de aço inoxidável, resultando no aumento do volume de moagem no processo, o que é fácil, resultando em desperdício; o desempenho de polimento do produto acabado não é muito bom e o processamento de superfícies de alta precisão é muito difícil.

Referências relacionadas:
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