不銹鋼生產(chǎn)工藝及耐蝕性能分析

 不銹鋼可以制成各種各樣的形狀和尺寸，而這種合金鋼用于商業(yè)的形態(tài)幾乎是無限的。某些合金鋼如鐵素體類不銹鋼和雙相不銹鋼管在成形上有一定的限制， 但就整體而言幾乎任何可以想像的形狀都可以通過鑄造，熱加工和冷加工等各種工藝生產(chǎn)出來。在上世紀(jì)70年代初期，由于引人了氬-氧脫碳（AOD)和真空-氧脫碳 (VOD)工藝而使不銹鋼的熔煉產(chǎn)生了革命性變化在電弧爐中進(jìn)行預(yù)熔煉，然后把熔融的鋼液轉(zhuǎn)送人精煉罐，此時熔融鋼液可以含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%～2%的碳。在AOD過程中將氬和氧的混合氣吹人熔融的鋼液中.氧和碳結(jié)合成一氧化碳從鋼液中逸出?？刂茪?氧混合氣的吹入通以達(dá)到要求的碳含量。而VOD過程也類似，只是不需要?dú)鍤庾鳛闅怏w載體.而把氧直接吹人熔液，目前采用這些過程生產(chǎn)低碳不銹鋼[碳 <0.04% ]已經(jīng)常規(guī)化了。作為一個附加的效益，這些過程也大大降低了殘余硫的質(zhì)撖分?jǐn)?shù)，使其低到0.001%。在精煉之后熔融鋼液可以注人鑄模或直接傳送到連鑄機(jī)。在后者，鋼可以直接鑄成板坯， 一般是13～25cm厚（5～10in),可以寬到2m(6in)。自上世紀(jì)80年代，連鑄技術(shù)發(fā)展很快.已廣泛用于生產(chǎn)厚板和薄板坯料。

 澆鑄后的鋼就要進(jìn)行各種熱加工過程，使其減小到接近最終的尺寸。這些熱加工包括熱軋、鍛壓或者擠壓。很多不銹鋼可以在進(jìn)行合適的熱處理和酸洗后在熱軋狀態(tài)下使用，也有很多品種進(jìn)一步通過冷軋來減薄，為了生產(chǎn)很薄的板[厚度小于0.25mm(0.01in)]，經(jīng)常用一種Sendzimir軋機(jī)，這種軋機(jī)可以得到很大的軋下量(高達(dá)80%).從而減少或者不需要中間退火處理。焊絲用標(biāo)淮的拔絲過程和用商業(yè)潤滑劑進(jìn)行生產(chǎn)。焊絲必須仔細(xì)地、疋確地清洗，以防止焊接時產(chǎn)生污染。在極端情況下，焊絲可以軋到需要的直徑以避免拔絲時可能產(chǎn)生的表面折皺，而表面折皺有可能裹卷臟物。

 大多數(shù)情況下選用不銹鋼是因其有高的耐腐蝕性和耐熱性。由于形成惰性的富鉻氧化物層，不銹鋼本身能夠避免困擾碳一錳結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的一般性腐濁問題。然而不銹鋼可能遭受其他形式的腐蝕，因而必須從工作環(huán)境考慮對其精心選擇和應(yīng)用。

 在不銹鋼中可能發(fā)生的兩種局部性腐蝕是點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕。從機(jī)理上看兩種腐蝕是相似的，都引起嚴(yán)欺的局部侵蝕。從點(diǎn)蝕的名詞可以看出它是由于惰性局部破損而造成的，并且總和某些冶金上的特殊區(qū)域.如晶界、金屬間化合物組分等有關(guān)。一旦惰性層破裂，層下面的腐蝕而在表面形成小點(diǎn)穴，隨后點(diǎn)穴中溶液的化學(xué)成分發(fā)生變化使侵蝕性（即酸性）不斷增強(qiáng)而導(dǎo)致很快的表面下侵蝕和相鄰腐蝕連接,最終導(dǎo)致構(gòu)件的破壞,由于點(diǎn)蝕只有很小的針眼暴露在表面，因此可以很隱蔽。

 縫隙腐蝕從機(jī)理上看很相似，但其產(chǎn)生不再需要存在某些冶金上特殊的區(qū)域，而從“縫隙”這個名詞上可以看到本來就有一個四周圍著的空間存在，在其中化學(xué)溶液成分發(fā)生和點(diǎn)蝕類似的變化?？p隙腐蝕普遍在螺栓連接結(jié)構(gòu)中發(fā)生，此時螺栓頭和被栓接的表面提供了這種縫隙。點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕都容易在含有氯化物離子的溶液（如海水）中發(fā)生。焊接可能產(chǎn)生某些能加速點(diǎn)蝕的微觀組織或形成縫隙（未焊透、夾渣等）而加速局部的腐蝕。焊接中形成的氧化物如不能淸除也會減弱在某些介質(zhì)中的耐腐蝕能力。

 在所有不銹鋼焊件腐蝕機(jī)制中最嚴(yán)重的，就是晶間侵蝕(IGA)和與其相關(guān)的稱為晶間應(yīng)力腐濁裂紋（IGSCC)的現(xiàn)象。這種形式的侵蝕在奧氏體鋼焊接熱影響區(qū)（HAZ)中最為普遍。它起源于稱之為“敏化"的種冶金狀態(tài)。這是由于在晶界形成富鉻的析出物，使其附近的區(qū)域貧鉻.當(dāng)其鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降到低于12%時就會使組織對腐蝕性侵蝕敏感而產(chǎn)生“敏化”。相似的現(xiàn)象也會在鐵素體不銹鋼的熱影響區(qū)中發(fā)生。

 穿晶應(yīng)力腐蝕裂紋（TGSCC)也是一個嚴(yán)重的問題，特別是對于常用的奧氏體不銹鋼如304L和316L。穿晶SCC這個名詞意味著和晶界關(guān)系不大或者無關(guān)。這種裂紋在每個晶粒中沿一是的原子面擴(kuò)展，從一個晶粒擴(kuò)展到另一個晶粒時經(jīng)常改變其方向而發(fā)生分叉。殘余應(yīng)力和外加應(yīng)力，加上有氯離子存在會促進(jìn)這種裂紋的產(chǎn)生。