鎳在給水不銹鋼水管道中的作用

無(wú)錫不銹鋼管、無(wú)錫不銹鋼板廠家無(wú)錫漢能不銹鋼2020年3月17日訊 鎳在不銹鋼水管中的主要作用是改變鋼的晶體結(jié)構(gòu)。不銹鋼中鎳含量增加的主要原因之一是形成奧氏體晶體結(jié)構(gòu)，從而提高不銹鋼的塑性、可焊性和韌性，因此鎳被稱為奧氏體形成元素。

普通碳鋼的晶體結(jié)構(gòu)稱為鐵氧體，即Bcc結(jié)構(gòu)。加入鎳后，晶體結(jié)構(gòu)由bcc結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閒cc結(jié)構(gòu)，稱為奧氏體。然而，鎳并不是唯一具有這種特性的元素。常見(jiàn)的奧氏體形成元素有鎳、碳、氮、錳和銅。這些元素在奧氏體形成中的相對(duì)重要性對(duì)于預(yù)測(cè)不銹鋼的晶體結(jié)構(gòu)具有重要意義。目前，已經(jīng)有許多公式來(lái)表示奧氏體形成元素的相對(duì)重要性。最著名的公式是：

從這個(gè)方程可以看出，碳是一種很強(qiáng)的奧氏體形成元素，其形成奧氏體的能力是鎳的30倍，但不能添加到耐腐蝕不銹鋼中，因?yàn)樗诤附雍髸?huì)引起敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕。氮元素形成奧氏體的能力是鎳的30倍，但它是一種氣體。為了避免氣孔問(wèn)題，只能在不銹鋼中加入少量的氮。錳和銅的加入會(huì)降低耐火材料的使用壽命和焊接問(wèn)題。從鎳方程可以看出，添加錳對(duì)奧氏體的形成不是很有效，但添加錳可以使更多的氮溶解到不銹鋼中，而氮是一種很強(qiáng)的奧氏體形成元素。在200系列不銹鋼中，用足夠的錳和氮代替鎳，形成100%的奧氏體組織。鎳含量越低，錳和氮的添加量就越高。例如，在201型不銹鋼中，僅含4.5%鎳和0.25%氮。根據(jù)鎳方程，這些氮在形成奧氏體的能力上相當(dāng)于7.5%的鎳，因此也可以形成100%的奧氏體組織。這也是200系列不銹鋼的形成原理。在一些不符合標(biāo)準(zhǔn)的200系列不銹鋼中，由于錳、氮含量不足，為了形成100%的奧氏體組織，人為降低鉻的添加量，必然導(dǎo)致不銹鋼的耐蝕性下降。

在不銹鋼水管中，有兩個(gè)相反的力同時(shí)作用：鐵素體形成元素不斷形成鐵素體，而奧氏體形成元素不斷形成奧氏體。最終的晶體結(jié)構(gòu)取決于兩種添加元素的相對(duì)數(shù)量。鉻是鐵素體形成元素，在不銹鋼晶體結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程中，鉻與奧氏體形成元素之間存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。由于鐵和鉻都是鐵素體形成元素，400系列不銹鋼是一種具有磁性的完全鐵素體不銹鋼。在把奧氏體形成元素-鎳加入到Fe-Cr不銹鋼的過(guò)程中，隨著鎳成分的增加，形成的奧氏體逐漸增加，直至鐵素體組織全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體組織，形成300系列不銹鋼。