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M23C6碳化物

(2014-05-14 12:02:58)

在不含钛、铌等强碳化物形成元素的奥氏体不锈钢中M23C6是主要的碳化物。M23C6主要是铬的碳化物,故有时也记做Cr23C6.但铁、钼等元素常部分置换其中的铬,因此也有写作(Cr,Fe)23C6 或(Cr,Fe,Mo)23C6。随着时效温度的提高,时效时间的回升。M23C6中的铬含量也增大。M23C6具有复杂的面心立方结构,每个晶胞中含有92个金属原子和24个碳原子。其点阵常数约为奥氏体基体的3倍。

 

M23C6的沉淀温度范围为400-950℃.其沉淀动力学取决于钢的化学成分和先前的加工经历。钢的组织中各部位出现M23C6沉淀是有一定顺序的,以0Cr18Ni10不锈钢为例,随着时效时间的增长,最先出现该沉淀的部位是铁素体-奥氏体相界,往后依次是晶界、非共格孪晶界及非金属夹杂物边界和共格孪晶界,最后是晶内。M23C6的沉淀时间受奥氏体化(固溶处理)温度的影响,提高奥氏体化温度后由于增大了晶格中空穴密度、晶粒长大和加剧溶质偏析等原因,而促进M23C6沉淀。时效前的冷变形对M23C6的沉淀也有加速作用。

 

合金成分对M23C6沉淀有明显影响,影响最大的是碳元素。碳含量的降低使M23C6的沉淀时间推迟,并将产生该碳化物的温度区间向低温方向移动。钛和铌的加入由于形成TiC 和NbC减少了奥氏体若何中溶解碳的含量,实际上起到了降低碳含量的作用,即抵制M23C6的沉淀。镍、锰和钼等元素含量的提高会降低碳的溶解度,增大碳的和扩散速度,因而加速M23C6的沉淀。氮的加入具有抵制M23C6沉淀的效果。在含钼钢中氮含量的增加明显使M23C6的沉淀时间向长时间方向移动。少量硼的加入也减缓它的沉淀,而磷则有加速沉淀的作用。

 

M23C6沉淀对不锈钢性能最重要的影响是使钢的耐蚀性特别是耐晶间腐蚀性能劣化,这是因为它的含量非常高(常达90%以上),当钢在M23C6的沉淀温度区间(即敏化温度区间)内加热时(比如焊接热影响区),M23C6很快在晶界形成。晶界附近基体中大量的铬被集中到M23C6中,而较远处的铬又来不及向这里扩散。造成该区域铬的贫化,耐蚀性明显下降。于是在相应的腐蚀性环境中优先被腐蚀。因此对于使用或在制造及应用过程中可能再次于敏化温度区间内加热的奥氏体不锈钢,应将其碳含量降到非常低的程度(0.03%甚至0.02%以下),或者加入钛或铌来抵制M23C6的晶界沉淀。另外当钢中有较多量的M23C6碳化物形成时,钢的力学性能也会受到影响,主要是塑性和韧性的降低。如需转载请注明出处!

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