奥氏体铜镍合金材料提高钢在弱氧化能力

奥氏体铜镍合金材料的晶间腐蚀提高钢在弱氧化环境下抗IGC的能力给出了样品在650℃回火后，按照AMU GOST 6032方法在有铜屑存在的硫酸和硫酸铜溶液中测试的结果。结果表明:不含钼的钢在回火1 ~ 500 h后，掺杂Si或Si和N的钢易发生IGC;与氮和钼一起合金化的钢X16H15M3(3)和03X20H19AM2(4)仅回火1小时后耐腐蚀。这些奥氏体铜镍合金材料与硅合金化(见等级03X17H13C2AM2(5))加热100小时后耐腐蚀。

将这种奥氏体铜镍合金材料中的氮含量从0.20降低到0.14%，在500小时回火后消除了它对IGC的倾向。只有极低碳钢X16H15M3(7)具有类似的耐腐蚀性能，含003%的碳。钢在550-750℃范围内回火及其他温度和时间参数后不表现出晶间腐蚀倾向。这种钢比相同碳氮含量的X16N15M3钢(图5b)[14]更耐IGC钢，实际上并不比碳含量为0.003%的低碳钢(图5c)差，而且不容易发生点蚀和缝隙腐蚀。含氮钢03Khl7N13S2AM2 (a)和Kh16N15M3 (b, c)在c和Si含量不同时的抗IGC性能。光符号，无IGC;暗的符号，是IGC。因此，在含氮的铬镍奥氏体钢中引入硅可以显著提高其抗IGC的能力，在Cr、N、Mo和Si的平衡含量下相当于一种含0.003% C的低碳不锈钢。

研究结果表明，冷变形奥氏体铬镍钢通过氮和钼的联合掺杂，改善了钢的钝化性，消除了低碳高含量奥氏体铬锰镍钢的点蚀倾向，获得了稳定的高碳奥氏体铬锰镍钢。然而，为了防止不锈钢回火后IGC的离开趋势，氮和钼的掺杂钝化是不够的。显然，这是由于在沿晶界的危险温度区域加热时，过量相的析出形成了贫铬区。因此，奥氏体Cr-Ni钢在550-750°C长时间回火后，在弱氧化环境中保持抗IGC稳定性的必要条件不仅是氮和钼的同时存在，而且根据[13,16,17]，硅的含量也有一定的提高。贫铬边界区钝化，降低了≤0.032% C回火钢溶解速率的几十倍甚至几百倍。