合金元素与碳在310S不锈钢管中的作用

发布者：310S不锈钢管厂

依据合金元素在310S不锈钢管中与碳的作用，可将合金元素分为两大类：首先是非碳化物构成元素普通合金元素如镍、钻、铝、铜、硅、氮等在310S不锈钢管中不能与碳构成碳化物，它们常溶入铁中构成固溶体。或者有时构成金属间化合物，其中硅还具有能促进碳化物合成（石墨化）的作用，这类合金元素被称为非碳化物构成元素。其次是碳化物构成元素另一类合金元素，依照它们与碳的亲和力由强到弱的次第有钛，锆、铌、钒、钼、钨、铬、锰及铁等，能与碳构成碳化物，所以被称为碳化物构成元素。这些元素都是元素周期表中的过渡族元素，有一个未填满的次电子层，它与碳作用时，碳原子将其价电子填入此层，产生强的金属键，也有可能产生局部共价键。其中铁的碳化物(Fe3C）稳定性最小，钛的碳化物(TiC)稳定性最大。钛、锆，铌、钒称为强碳化物构成元素，铬、锰、铁为弱碳化物构成元素。依照晶体点阵型式的不同可将碳化物分为两大类：首先是简单点阵碳化物碳原子半径与合金元素原子半径的比值小于0.59时，构成简单点阵的间隙相碳化物。这类碳化物有TiC、ZrC、VC(v4c3)、WC、MoC、NbC以及W2C、M02C等。它们具有简单的晶格，普通属于立方晶格或六方晶格，是由金属离子按金属键分离的方式构成。由于碳原子存在于简单晶格的间隙中，致使碳化物具有金属键和金属性质。这类碳化物具有很高的熔点（达3000℃以上），稳定性高，加热时不易溶入奥氏体310S不锈钢管中，对相变的影响较小。其次是复杂点阵碳化物碳原子半径与合金元素原子半径的比值大于0.59时，构成复杂点阵的碳化物。这类碳化物有Fe℃（正交点阵）、Mn℃（正交点阵）、Cr7C3（三角点阵）、Cr23C6（复杂立方点阵）。它们主要是铁、锰、铬的碳化物，溶点和稳定性都较低，加热时易熔入奥氏体和参与奥氏体相变，故对相变过程影响较大。复合碳化物在有的合金钢中还能够构成三元或多元的复合碳化物。例如Fe3W3C、Fe3Mo3C，其中铁同钨或钼的比例能够改动(Fe4W2C、Fe2W4C；Fe4Mo2C、Fe2Mo4C)，但铁和金属原子的总和同碳的比例是固定不变的，为六比一，这两种碳化物的晶体构造均为复杂立方点阵。