镍在不锈钢中作用.docx

镍在不锈钢中作用 镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原 因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。普通碳钢的晶体结构称为铁氧体，呈体心立方（BCC）结构，加入镍，促使晶体结构从体心立方（BCC）结构转变为面心立方（FCC）结构，这种结构被称 为奥氏体。然而，镍并不是唯一具有此种性质的元素。常见的奥氏体形成元素有：镍、碳、氮、锰、铜。这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要 意义。目前，人们已经研究出很多公式来表述奥氏体形成元素的相对重要性，最著名的是下 面的公式： 奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu% 从这个等式可以看出：碳是一种较强的奥氏体形成元素，其形成奥氏体的能力是镍的 30 倍，但是它不能被添加到耐腐蚀的不锈钢中，因为在焊接后它会造成敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀问题。氮元素形成奥氏体的能力也是镍的30 倍，但是它是气体，想要不造成多孔性的问题，只能在不锈钢中添加数量有限的氮。添加锰和铜会造成炼钢过程中耐火生命减少和焊接的问题。 从镍等式中可以看出，添加锰对于形成奥氏体并不非常有效，但是添加锰可以使更多的氮溶解到不锈钢中，而氮正是一种非常强的奥氏体形成元素。在 200 系列的不锈钢中，正是用足够的锰和氮来代替镍形成 100%的奥氏体结构，镍的含量越低，所需要加入的锰和氮数量就越高。例如在 201 型不锈钢中，只含有 4.5%的镍，同时含有 0.25%的氮。由镍等式可知这些氮在形成奥氏体的能力上相当于7.5%的镍，所以同样可以形成 100%奥氏体结构。这也是 200 系列不锈钢的形成原理。在有些不符合标准的 200 系列不锈钢中，由于不能加入足够数量的锰和氮，为了形成 100%的奥氏体结构，人为的减少了铬的加入量，这必然导致了不锈钢抗腐蚀能力的下降。 在不锈钢中，有两种相反的力量同时作用：铁素体形成元素不断形成铁素体，奥氏体形 成元素不断形成奥氏体。最终的晶体结构取决于两类添加元素的相对数量。铬是一种铁素体 形成元素，所以铬在不锈钢晶体结构的形成上和奥氏体形成元素之间是一种竞争关系。因为 铁和铬都是铁素体形成元素，所以 400 系列不锈钢是完全铁素体不锈钢，具有磁性。在把奥氏体形成元素-镍加入到铁-铬不锈钢的过程中，随着镍成分增加，形成的奥氏体也会逐渐增 加，直至所有的铁素体结构都被转变为奥氏体结构，这样就形成了 300 系列不锈钢。如果仅添加一半数量的镍，就会形成50%的铁素体和 50%的奥氏体，这种结构被称为双相不锈钢。 400 系列不锈钢是一种铁、碳合铬的合金。这种不锈钢具有马氏体结构和铁元素，因此具有正常的磁特性。400 系列不锈钢具有很强的抗高温氧化能力，而且与碳钢相比，其物理特性和机械特性都有进一步的改善。大多数400 系列不锈钢都可以进行热处理。 300 系列不锈钢是一种含有铁、碳、镍和铬的合金材料，一种无磁性不锈钢材料，比 400 系列不锈钢具有更好的可锻特性。由于 300 系列不锈钢的奥氏体结构，因此它在许多环境中具有很强的抗腐蚀性能，具有很好的抗金属超应力引起的腐蚀所造成的断裂的性能，而且其材料特性不受热处理的影响。 不锈钢酸洗工艺过程中防腐材料的选择 不锈钢酸洗工艺的酸洗液一般为多种酸的混合物，主要有硫酸、硝酸和氢氟酸等，这些 混合酸的腐蚀性很强，同时具有很强的氧化性、较高的腐蚀介质的温度，这对防腐材料的耐 蚀性能提出了很高的要求。不锈钢酸洗生产线工艺从生产到废水废气回收系统，各个环节都 存在很强的腐蚀状态，因此防腐材料选择的好坏直接关系到设备、车间地坪、地沟、废水废气的环保回收系统等处的正常使用。 如何对酸洗项目防腐进行选材呢？首先是玻璃钢管道和贮罐的结构及原材料选择，其次 是车间地坪、设备基础防腐蚀一般采用树脂砂浆地坪结构。 玻璃钢管道和贮罐的结构及原材料选择。酸洗项目中所用的贮罐和管路系统及酸雾回收系统现在基本选用玻璃钢材质，结构为防渗层+防腐层+结构强度层。一般情况下防渗层和 防腐层至少厚 6～8 毫米。树脂选用合适的耐腐蚀环氧乙烯基酯树脂，专家介绍说--在介质为非氧化性酸、温度条件不是很高时，宜选用双酚 A 环氧乙烯基树脂；在氧化性酸、温度条件要求高时，宜选用酚醛环氧乙烯基树脂。为了降低成本结构层大都选用间苯不饱和聚酯树脂，厚度根据具体的结构设计计算。混酸和废酸贮罐由于腐蚀介质比较复杂，一般选用PVDF/FRP 复合罐，但复合罐间 PVDF 和玻璃钢的粘结是一个亟待解决的问题，而且价格较高造成成本的增加，宜选用海特酸树脂(791H)做为内衬防腐材料，能满足以上介质条件的防腐蚀要求。 车间地坪、设备基础防腐蚀一般采用树脂砂浆地坪