Преимущества и недостатки добавления титана в аустенитную нержавеющую сталь

При нагреве хромоникелевой аустенитной нержавеющей стали до температуры в диапазоне 450-800 °С, межкристаллитная коррозия часто возникает, но добавление титана улучшит ситуацию, но хорошо это или плохо?

Межкристаллитная коррозия фактически вызвана осаждением углерода из насыщенной аустенитной металлургической структуры в форме Cr23C6, что приводит к обеднению хромом аустенитной структуры на границе зерен. Следовательно, предотвращение дефицита хрома на границе зерен является эффективным способом предотвращения межкристаллитной коррозии.

Элементы в составе нержавеющей стали упорядочены по степени сродства к углероду, в порядке убывания титана, тантала, молибден, хром и марганец. Видно, что сродство титана и углерода выше, чем у хрома. При добавлении титана в сталь углерод преимущественно соединяется с титаном, образуя карбид титана, который может эффективно предотвратить образование карбида хрома и осадка, образуя границу зерна, бедную хромом. Может эффективно предотвращать межкристаллитную коррозию.

Поскольку титан и азот могут объединяться с образованием нитрида титана, титан и кислород могут объединяться с образованием диоксида титана, поэтому количество добавляемого титана ограничено. Чтобы избежать межкристаллитной коррозии при реальном производстве нержавеющей стали, количество добавляемого титана в основном составляет около 0,8%.

Чтобы избежать межкристаллитной коррозии, титансодержащую нержавеющую сталь необходимо стабилизировать после обработки раствором. После обработки раствором аустенитная нержавеющая сталь приобретает однофазную аустенитную структуру, но состояние этой структуры нестабильно. Когда температура повышается до более чем 450 ° C, углерод в твердом растворе постепенно выделяется в виде карбида, из которых Cr23C6. Температура образования составляет 650 ° C, а 900 ° C - это температура образования TiC. Чтобы избежать межкристаллитной коррозии, необходимо снизить содержание Cr23C6 и позволить карбиду полностью существовать в форме TiC.

Поскольку карбидная стабильность титана выше, чем у хрома, когда нержавеющая сталь нагревается выше 700 ° C, карбид хрома начинает превращаться в карбид титана. Стабилизация заключается в нагреве нержавеющей стали до 850-930 ° С в течение 1 часа. В это время карбид хрома полностью разложится с образованием стабильного серого или черного карбида титана, а устойчивость нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии будет оптимизирована. Кроме того, титан добавляют в нержавеющую сталь для осаждения интерметаллических соединений Fe2Ti при определенных условиях, чтобы улучшить жаропрочность нержавеющей стали.

Недостатки:
Титан также не является полностью безвредным для нержавеющей стали, и иногда титан также может поставить под угрозу характеристики нержавеющей стали. Например, легко образуются включения, такие как TiO2 и TiN, и их содержание велико и неравномерно, что в некоторой степени снижает чистоту нержавеющей стали; это также ухудшает качество поверхности слитков нержавеющей стали, что приводит к увеличению объема технологического шлифования, что легко. Это вызывает отходы; полировка готового продукта не очень хорошая, а обработка высокоточных поверхностей очень затруднена.

Статья под редакцией дуплекс 2205 труба кайсунс