Advantages and Disadvantages of adding Titanium to Austenitic Stainless Steel

Преимущества и недостатки добавления титана в аустенитную нержавеющую сталь

Когда хром-никель аустенитная нержавеющая сталь нагревается до температуры 450-800℃, часто возникает коррозия по границе зерен, которая называется межкристаллитная коррозия. Вообще говоря, межкристаллитная коррозия на самом деле вызвана осаждением углерода в виде Cr23C6 из насыщенного аустенитного слоя. металлографическая структурачто приводит к обеднению хромом аустенитной структуры на границе зерен. Поэтому предотвращение обеднения хромом по границам зерен является эффективным способом предотвращения межкристаллитной коррозии.

Элементы, входящие в состав нержавеющей стали, отсортированы по степени сродства к углероду в следующем порядке: титан, ниобий, молибден, хром и марганец. Видно, что сродство титана к углероду выше, чем у хрома. Когда титан добавляется в сталь, углерод предпочтительно соединяется с титаном, образуя карбид титана, что может эффективно предотвратить образование карбида хрома и выпадение осадка хрома на границах зерен. Может эффективно предотвращать межкристаллитную коррозию.

Потому что титан и азот могут быть объединены для образования нитрида титана, а титан и кислород могут быть объединены для образования диоксида титана, количество добавляемого титана соответственно ограничено. В реальном производстве нержавеющей стали, чтобы избежать межкристаллитной коррозии, количество добавляемого титана в основном составляет около 0,8%.

Чтобы избежать межкристаллитной коррозии, титансодержащая нержавеющая сталь должна быть стабилизирована после обработки раствором. После обработки раствором аустенитная нержавеющая сталь приобретает однофазную аустенитную структуру, но состояние этой структуры не является стабильным. Когда температура поднимается выше 450℃, углерод в твердом растворе постепенно осаждается в виде карбидов, из которых Cr23C6 образуется при температуре 650℃, а 900℃ - это температура образования TiC. Чтобы избежать межкристаллитной коррозии, необходимо уменьшить содержание Cr23C6, чтобы карбиды полностью существовали в форме TiC.

Поскольку стабильность карбидов титана выше, чем карбидов хрома, при нагреве нержавеющей стали выше 700°C карбиды хрома начинают превращаться в карбиды титана. Стабилизирующая обработка заключается в нагреве нержавеющей стали до температуры 850-930°C и выдерживании ее в течение 1 часа. В это время карбиды хрома полностью разлагаются, образуя стабильный серый или черный карбид титана, а способность нержавеющей стали противостоять межкристаллитной коррозии оптимизируется. Кроме того, добавление титана в нержавеющую сталь может также диспергировать и осаждать интерметаллические соединения Fe2Ti при определенных условиях для повышения высокотемпературной прочности нержавеющей стали.

Однако титан не совсем безвреден в нержавеющей стали, и иногда титан может ухудшить ее характеристики. Например, существует вероятность появления таких включений, как TiO2 и TiN. Они имеют высокое содержание и неравномерное распределение, что в определенной степени снижает чистоту нержавеющей стали; они также ухудшают качество поверхности слитков нержавеющей стали, что приводит к увеличению объема шлифовки в процессе, что легко приводит к образованию отходов; полировочные характеристики готового продукта не очень хороши, а обработка высокоточных поверхностей очень затруднена.

Преимущества и недостатки добавления титана в аустенитную нержавеющую сталь

Похожие статьи