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根據(jù)材料物理學(xué)的研究,金屬的磁性來(lái)源于電子自旋的結(jié)構(gòu),電子自旋屬于量子機(jī)械性能,既可以“向上”,也可以“向下”。在鐵磁性金屬中,電子會(huì)自動(dòng)按照同一方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn),而反鐵磁性金屬材料中,一些電子按照規(guī)則的模式進(jìn)行,而相鄰電子則朝著相反方向或反平行自旋,但對(duì)于三角形晶格中的電子來(lái)說,由于每個(gè)三角形中的兩個(gè)電子都必須按照相同方向自旋,因此自旋結(jié)構(gòu)已經(jīng)不存在。
通常來(lái)說,奧氏體不銹鋼(以304為代表)是無(wú)磁性的,但是也可能帶有弱磁性,而鐵素體(主要有430、409L、439和445NF等)和馬氏體(以410為代表)一般都是帶有磁性的。
不銹鋼里面有一些鋼種(如304等)分類為“無(wú)磁性不銹鋼”的是指其磁性指標(biāo)低于某個(gè)值而已,也就是說,一般不銹鋼都或多或少帶有一定的磁性。2205不銹鋼扁鋼具有高強(qiáng)度、良好的沖擊韌性以及良好的整體和局部的抗應(yīng)力腐蝕能力。
此外,上面提到奧氏體是無(wú)磁或者弱磁性,而鐵素體和馬氏體是帶磁性的,由于冶煉時(shí)成分偏析或熱處理不當(dāng),會(huì)造成奧氏體304不銹鋼中出現(xiàn)少量的馬氏體或鐵素體組織,這樣304不銹鋼中就會(huì)出現(xiàn)弱磁性。另外,304不銹鋼經(jīng)過冷加工,組織結(jié)構(gòu)也會(huì)向馬氏體轉(zhuǎn)化,冷加工變形越大,馬氏體轉(zhuǎn)化越多,磁性也會(huì)越強(qiáng)。
想要完全304不銹鋼的磁性,可以通過高溫固溶處理恢復(fù)穩(wěn)定奧氏體組織,從而磁性。
因此材料的磁性是由分子排布是否規(guī)則及電子自旋的同向性決定的,我們認(rèn)為是材料的物理性能,而材料的耐腐蝕性能則是由材料的化學(xué)成分決定的,是材料的化學(xué)性能,與材料是否有磁性無(wú)關(guān)。


與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的優(yōu)勢(shì)如下:
(1)屈服強(qiáng)度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多,且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不銹鋼制造儲(chǔ)罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少30-50%,有利于降低成本。
(2)具有優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力,即使是含合金量低的雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力,尤其在含氯離子的環(huán)境中。應(yīng)力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。
(3)在許多介質(zhì)中應(yīng)用普遍的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普通的
316L奧氏體不銹鋼,而超級(jí)雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性,再一些介質(zhì)中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代高合金奧氏體不銹鋼,乃至耐蝕合金。 2205不銹鋼角鋼具有高強(qiáng)度、良好的沖擊韌性以及良好的整體和局部的抗應(yīng)力腐蝕能力。
(4)具有良好的耐局部腐蝕性能,與合金含量相當(dāng)?shù)膴W氏體不銹鋼相比,它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。
(5)比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)低,和碳鋼接近,適合與碳鋼連接,具有重要的工程意義,如生產(chǎn)復(fù)合板或襯里等。
(6)不論在動(dòng)載或靜載條件下,比奧氏體不銹鋼具有更高的能量吸收能力,這對(duì)結(jié)構(gòu)件應(yīng)付突發(fā)事故如沖撞,爆炸等,雙相不銹鋼優(yōu)勢(shì)明顯,有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。



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奧氏體沉淀硬化不銹鋼,其組織為穩(wěn)定奧氏體組織,熱處理是不能改變組織,為此,只能通過加入析出強(qiáng)化元素,通過時(shí)效處理而強(qiáng)化。沉淀硬化不銹鋼力學(xué)性能除對(duì)化學(xué)成分敏感外,對(duì)熱處理制度也很敏感,因而在實(shí)際生產(chǎn)中這類鋼必須嚴(yán)格按照熱處理工藝規(guī)程操作。常用的熱處理工藝有如下幾種。
均勻化處理,一般指鑄、鍛件,在1150OC左右進(jìn)行加熱,促使合金元素和組織均勻化。
高溫固溶處理:通常在10000C以上析出相分解,使鋼進(jìn)行再結(jié)晶軟化。
調(diào)整處理:處理溫度為760~10000C,調(diào)整鋼中合金元素的分布,控制馬氏體的相變溫度。
時(shí)效處理:處理溫度為460~6200C。處理溫度與時(shí)間對(duì)組織和力學(xué)性能影響較大,若希望獲得較好的韌性,可采用較高的時(shí)效溫度處理。
冰變冷卻處理:在一定時(shí)間內(nèi)卻到某一溫度并保持一段時(shí)間的處理,以確定下一步進(jìn)行強(qiáng)化或時(shí)效處理。



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