特殊性能钢精要.ppt

* * 不锈钢 不锈钢的分类 按合金元素分类 Cr不锈钢，CrNi不锈钢，CrNiN不锈钢 按正火状态下的组织 马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢和双相型不锈钢 不锈钢棒 F、M不锈钢为含Cr较高的Fe-Cr-C合金，由Fe-Cr合金平衡相图可见（假设不含C） Cr＜12％淬火M，称M钢。 Cr＞13％不发生相变，得F钢。 介于中间得F-M钢。 不锈钢 马氏体型不锈钢 实际上都含有C，C与Cr相反是强A形成元素，故实际上Cr ＞12％甚至达18％时仍可得到M不锈钢。 不锈钢 马氏体型不锈钢 化学成分： Cr：12%~18% C含量：0.1~1.0%，根据C含量，有Cr13和Cr18型 随C ↑，强度，耐磨性↑ ，耐蚀性↓ 常用来制作机械性能要求较高，耐蚀性要求低的机械零件和工具。 不锈钢 马氏体型不锈钢 常用牌号 Cr13型M不锈钢 （1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13） 热处理特点 不采用中温回火：此时易弥散析出Cr的碳化物 脆（475℃回火脆） Cr13型马氏体不锈钢的热处理 不锈钢 马氏体型不锈钢 常用牌号 不锈钢 1Cr13、2Cr13 C含量少，塑韧性好。具有耐大气、蒸汽腐蚀能力及良好的综合力学性能。 马氏体型不锈钢 用于要求塑韧性和受冲击的耐蚀件，如汽轮机叶片、水压机阀，不锈钢设备衬里，高温下工作的螺钉、骡帽等 常用牌号 汽轮机叶片 透平转轮 不锈钢 不锈钢 马氏体型不锈钢 常用牌号 3Cr13、4Cr13 具有较高强度、硬度。 用于要求耐蚀、耐磨件， 医疗器械、量具等，如 手术刀、量具等。 医疗器械 不锈钢刀 Cr18型M不锈钢 （9Cr18、1Cr17Ni2） 不锈钢 不锈钢 马氏体型不锈钢 常用牌号 9Cr18不锈钢：轴承，石油，化工，海洋领域 热处理 1050~1100℃，淬火， 150~160℃回火， 组织：回火马氏体 向心球轴承 不锈钢 不锈钢 马氏体型不锈钢 1Cr17Ni2不锈钢 在Cr17型不锈钢的基础上加2％的Ni，扩大γ相区，使1Cr17的组织高温时由α相过渡到γ+α两相区，淬火后得M+F。 F控制在10～15％（体积），太多，力学性能↓。 即保持 1Cr17耐蚀性，又具备Cr13型力学性能 碳化物少，M、F电位相近 淬火后低温或高温回火，分别得回火M或回火索氏体＋少量F 常用牌号 不锈钢 不锈钢 铁素体型不锈钢 ?化学成分 C0.25%， Cr：12~30 ?性能特点： ?成本低（不含或含少量Ni） ?没有相变，不能热处理强化。 ?耐酸能力强，抗氧化性能好，塑性高，但强度较低 最大缺点：脆性大及缺口敏感性大（晶粒粗、有σ相等）、焊接性能差。 组织：F＋很少量碳化物（C很低） 不锈钢 不锈钢 铁素体型不锈钢 ●晶粒粗大 铸态组织晶粒粗大。不能相变细化，只能通过压力加工(热轧、锻造) 碎化。加工温度超过900℃晶粒显著粗化。晶粒粗大，钢脆性大。 措施： ?终轧、终锻温度750℃或更低的温度； ?向钢中加入少量钛、N,以Ti（C、N）阻止晶粒长大； ?增加铁素体不锈钢中在高温的奥氏体量，来控制晶粒粗化 。 不锈钢 不锈钢 铁素体型不锈钢 ●σ相析出 ?F不锈钢在550-850℃长期停留从F中析出σ相。 ?σ相是FeCr金属间化合物，复杂六方结构，高的硬度大的体积效应，且常沿晶界分布，产生很大脆性。 ?σ相形成缓慢，温度越低形成速度越慢，加热至850℃以上，保温1h，可使σ相重新溶解，使钢塑、韧性恢复。但含Ni、Mo、Mn的钢， σ相溶解困难。 钢中σ相 ● 475℃脆性 高铬F不锈钢中，Cr＞15％时，400-525℃长时间加热或缓冷时，室温下变得很脆，脆化严重的温度在475℃左右，称475℃脆性。此脆性可通过600-650℃加热后快冷消除。 原因：此温度F内的Cr趋于有序化，形成许多富铬(铬80％，铁20％)小区域，与母相共格，引起点阵畸变和内应力，使钢韧性↓强度↑。 不锈钢 不锈钢 铁素体型不锈钢 ●高温脆性 高铬F不锈钢加热到900-1000℃以上冷却到室温，呈现严重脆化，抗蚀性急剧↓，称高温脆性。 原因：含较多间隙原子(C、N)的F不锈钢，从高温冷到室温，在晶界或位错上析出高铬碳化物或氮化物引起脆性；还有人认为高铬F钢(Crl7、Cr25) 900℃以上加热淬火时，碳、氮