鈦和鈮兩種合金元素對不銹鋼都有哪些具體的影響

雖然人們早已熟知鐵素體（包括超級鐵素體）不銹鋼中碳、氮、氧等間隙元素的存在是惡化鋼的韌性、耐蝕性等的關鍵，但實踐表明，在目前工業(yè)生產條件下試圖將鋼中間隙元素完全去除是不可能的。研究已證實，即使將鐵素體不銹鋼中C十N量降到≤150ppm的高純化水平，在一些條件下對晶間腐蝕的敏感性和對脆性轉變溫度的提高也仍能顯現(xiàn)岀來。為此，向鋼中加入與碳、氮親和力強的鈦、鈮等穩(wěn)定化元素從而防止鉻的碳、氮化物的形成又引起了人們的重視。

由于碳、氮在鐵素體不銹鋼的溶解度很低又難以完全去除，目前鐵素體和超級鐵素體不銹鋼多采用既加鈦又加餛的所謂雙穩(wěn)定化措施。這與碳的親和力鈮大于鈦，而與氮的親和力鈦大于貿，同時對鋼的脆性溫度的不利影響鈮低于鈦，而鈦在鋼中又可形成Ti2S和TiO2,有固定硫和氧的作用而對鋼的耐點蝕性有益等因素的綜合影響有關。試驗也表明鈦和鈮的加入還有助于鐵素體不銹鋼晶粒的細化。

圖1-1-28系Ti+Nb/C十N之比（SR）對超級鐵素體不銹鋼晶間腐蝕敏感性（IGA）的影響。顯然，SR越高,晶間腐蝕敏感性越低。

圖1-1-29系（Nb+Ti）%和（C+N）%的關系對鋼的晶間腐蝕的影響。雖然不同作者所得出的結果有所不同，但可明顯看出，隨鋼中Nb+Ti量的增加，不產生晶間腐蝕的C+N量也可隨之放寬；從圖中還可看出，當鋼中Nb+Ti量為零時，不產生晶間腐蝕的C+N量約為0.01%（100ppm）。

但研究表明，鈦、斑穩(wěn)定化元素的加入將和碳、氮、氧一起提高超級

鐵素體不銹鋼的脆性轉變溫度，同時敏化熱處理態(tài)將強化這一不利影響，見圖1-1-30。根據試驗研究的結果，N.J.E.Dowling等針對C+N＜0.015%的超級鐵素體不銹鋼為獲得既無晶間腐蝕敏感性又具有低的脆性轉變溫度，提出了鋼中（Nb+Ti）和（C+N）的關系應符合［Nb+Ti］=0.0025+6［C+N］方程。

國內曾研究了單獨加入鈦、鈮對高純（C+N≤0.0015%）鐵素體不銹鋼脆性轉變溫度和析出物的影響（見表1-1-15）以及鋼的脆性斷裂的機制。研究表明,由于鋼中碳量很低，0.001%和0.002%,未見鋼中有碳化物存在，而鋼中所析出的Cr2N、Cr2Nb2N2(Z相)、TiN、Fe2Nb（η相)等的微量存在也均可導致鋼的脆性轉變溫度的急劇升高，而且這些析岀物以及鋼中的AI2O3非金屬夾雜物等也均可作為脆性(解理)斷裂的裂紋源，用蝕坑技術確定了此鋼的解理斷裂其解理面為（100)面，解理裂紋沿〈110〉方向擴展。

表1-1-15鈦和錠對高純Crl8Mo2脆性轉變溫度和析出物的影響①