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历史上不锈钢管市场的行情同钢铁行业市场行情密切相关,我们可以同过对比普通钢材价格指数来更加清楚地了解不锈钢市场变动趋势。 不锈钢管市场价格的变化规律基本服从于钢铁市场,这主要是因为不锈钢管与钢材不论在其制造成本、生产工序,还是应用领域中具有一定的相似性,在某些领域普通碳钢与不锈钢管可以相互替换。但是,不锈钢管却具有普通碳钢无法比拟的很多特殊优良属性,因此不锈钢管价格的周期性更为明显,变化幅度更加剧烈,通常不锈钢管价格更能够提前反映钢铁行业周期拐点的到来,这也与不锈钢管主要用于需求弹性较大的商品或投资品有关。 普通钢价格在2001年以前基本呈下降趋势,在2001年后逐渐出现上升趋势,这主要是受此后全球经济较快增长的影响,与之相比,国际不锈钢管价格增长势头更为明显,这说明不锈钢管材的使用范围与消费星的增速比普通碳钢更快,具体将在后文不锈钢管的消费中加以阐述。 以上论述以价格指数为工具、历年统计资料为依据,简要回顾了自1994年以来世界不锈钢市场变化趋势,我们能够看出,进十几年来,国际不锈钢市场波动周期较短,震动幅度较大,进入21世纪后全球不锈钢市场行情呈快速上涨的趋势,目前仍处于高位上涨阶段。
316L不锈钢管在人工海水下摩擦磨损过程中各部分材料损失关系图,如图3-15所示。由于316L不锈钢管在海水下具有优异的耐腐蚀性能,在静态腐蚀条件下的腐蚀电流密度极小,可忽略不计,所以316L不锈钢管在海水下的材料损失包括纯摩擦磨损材料损失(W0)、腐蚀对磨损的协同作用(S")和磨损对腐蚀的协同作用(S"")。从图中可以看出,在高腐蚀性的海水下,不锈钢的材料损失主要是来源于材料间的摩擦磨损材料损失,所以不锈钢的材料损失主要是由抗磨损性能决定的,这就与滑动过程中不锈钢表面微观结构变化由关;其次,腐蚀对磨损(S")具有较大的协同作用,这表明316L不锈钢管所形成的钝化膜更容易被擦伤,造成材料的更大的损失(Diomidisetal,2010;Saadaetal,2015);而磨损对腐蚀的协同作用(S"")随载荷的增大而增加,这是由于摩擦磨损过程中转变马氏体的耐腐蚀性比奥氏体较差,更易于电化学腐蚀。 图3-16为316L不锈钢管摩擦磨损与海水腐蚀之间交互作用曲线图,从图中可以看出,总的腐蚀磨损交互作用和腐蚀对磨损的协同作用是随载荷的增加而增大,斜率也是增大的趋势。其原因是由于在滑动磨损过程,材料损失量主要是由磨损表面抗磨损性能决定的;经上述物相研究中发现,在高载荷条件下316L不锈钢管表面发生更多的马氏体转变,而转变的马氏体耐腐蚀性能要低于奥氏体,在表面更容易形成粗糙而软的腐蚀产物,在磨损过程中更容易损失。虽然磨损对腐蚀的协同作用随载荷的增加逐渐增大,但其斜率出现减小的趋势,这主要是由于高载荷下所产生更多马氏体相变,而马氏体的低耐腐蚀性增大了表面损失,而高耐磨性则减少了表面的磨损体积,从而减少了表面的腐蚀区域,综合影响得到高载荷下磨损面具有较小的磨损对腐蚀的协同作用。
氮以合金元素形式加入到316L不锈钢管中时能够产生晶界强化。是因为氮会降低钢中原子的堆垛层错能,使钢中位错滑移平面化,能有效地阻止位错攀移出滑移面,增大了晶界对位错的阻碍作用。 氮对316L不锈钢管晶界强化效应随着氮含量的增加而增加,且温度越低强化效应越明显。钢的力学性能与其热力学稳定性有较大关系。氮加入到316L不锈钢管中时可以提高钢的热力学稳定性,进而改善钢的力学性能。这与氮改变316L不锈钢管的沉淀析出行为有关,316L不锈钢管在高温时效时会有碳化物、金属间相及其他化合物的析出。而钢中加入氮元素后,氮在碳化物中的不溶性导致了氮可以推迟钢中碳化物的形核,进而使其沉淀析出时间增长。另外,氮还可以使碳化物中的析出相与基体失配,界面能减小,继而达到细化析出相的目的。氮可以抑制金属间相形成是与氮可以提高钢中铬和钼的溶解度有关。 氮可以使316L不锈钢管的耐磨性能提高。这是因为氮在钢中含量过高时会有氮化物析出,但这种析出会使钢的塑性和耐腐蚀性能降低。现在人们利用离子表面注入改性技术得到的表面高氮层,可以在不损害塑性和抗腐蚀性能的前提下,提高其耐磨性能。这可能是由于注入的氮原子缀饰位错或进入固熔体产生固熔强化,提高了钢的耐磨性能。
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