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耐磨复合钢板中的氢、氧、氮

2021-10-08 10:19


长期以来,钢中氢、氧、氮被人们认为是有害的气体。但是,就目前所知,在耐磨复合钢板中氢、氧有害、但氮在一些耐磨钢板中的有益作用则远远大于它的不利影响。

(1)氢

氢在耐磨复合钢板中有几个和十几个ppm(10-6)的固溶度,而且在奥氏体钢中的固溶度要大于在铁素体钢中的。

当氢超过钢中固溶度时,钢在凝固过程中会有气泡形成。严重时,会引起钢锭上涨时或连铸坯中产生气泡,较轻时氢致细小气泡会在热加工过程中延伸而形成裂纹。此时进行塔形发纹检查,常常会因发纹不合格而判废。

即使钢中仅残留少量、微细的发纹,也会引起耐磨复合钢板的塑、韧性下降,而钢的耐疲劳性能降低尤为明显。这与发纹在交变应力作用下成为了疲劳源有关。为使连铸耐磨钢板坯不产生氢致气泡,有的生产厂提出铁素体铬耐磨钢板[H]≤6×10-6,铬镍奥氏体钢[H]≤10×10-6。但有的厂家提出,在耐磨复合钢板小方坯连铸中,希望钢中[H]≤2×10-6或≤3×10-6。

研究氢在耐磨复合钢板的分布表明,氢在晶界处的浓度要比晶内高3-4cm3/100g。氢在钢内的不均匀分布上海信铬钢耐磨复合,使钢晶界的塑性特征值比晶内相应的特征值低20%-25%。氢对Fe-Cr合金电位影响的研究表明,钢中含氢后,Fe-Cr的电位下降,说明合金的耐腐蚀能力降低。试验和曲线表明:在介质中有微量H2S存在的条件下,传统耐磨钢板易产生氢脆(SCC);而超级耐磨钢板只能在含有极低量H2S的油气井条件下使用。氢还可引起耐磨复合钢板的组织结构产生变化。

(2)氮

一般认为,氮可促进钝化膜中铬的富集,提高钢的钝化能力浙江堆焊耐磨厂家;氮可形成NH3和NH4+使微区溶液的PH值提高;富铬的氮化物在金属与钝化膜的界面处形成,进一步强化了钝化膜的稳定性。

(3)氧

目前耐磨钢板的冶炼与氧密切相关。氧化期是通过氧的作用把炉料中残存的和过多的元素去掉;还原和精炼过程则是将前一阶段氧化了的有用的金属元素(例如铁、铬等)还原到钢中,最后再将钢中氧尽量去除;残余氧在钢中是有害的,而且主要是通过氧化物夹杂的形式而表现出来。

在正确的脱氧条件下,耐磨复合钢板中的氧含量应≤0.03%;对钢的纯净度要求高的耐磨复合钢板,钢中氧量越低越好,例如≤20×10-6或≤40×10-6。


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