第5章不锈钢案例.ppt

第5章 不锈钢 不锈钢是指在空气、水、盐水、酸、碱等腐 蚀介质中具有高的化学稳定性的钢。仅能抵抗大 气、水等介质腐蚀的钢叫做不锈钢，在酸、碱等 介质中具有抗腐蚀能力的钢称为耐酸钢。能抵抗 大气、水等介质腐蚀的不锈钢不一定耐酸，而耐 酸钢肯定是能抵抗大气、水等介质腐蚀的。习惯 上都称为不锈钢，其实是有很大区别的。 5.1 概述 5.1.1 金属腐蚀类型 1、均匀腐蚀（general attack） 腐蚀均匀地在材料的表面产生，损坏大量的 材料。容易发现，危害性不是很大。 2、点腐蚀（point corrosion） 由于应力等原因使腐蚀集中在材料表面不大 的区域，向深处发展，最后甚至能穿透金属。 金属电化学腐蚀现象： 不同金属的直接接触，如铜与钢； 同一金属在有浓差的介质中， →浓差电池， 如存水的铁桶、盐炉中的电极； 不同电位的显微组织， →微电池，如生锈、 金相组织的腐蚀； 成分不均匀, →微电池，如晶界与晶粒内部； 应力不均匀，如铁丝弯曲处易蚀，铆钉头易 蚀。 5.1.2 性能要求与提高钢耐腐蚀性能的途径 5.1.3 不锈钢的组织与分类 铁素体形成元素：Cr、Mo、Si、Ti、Nb等； 奥氏体形成元素：C、N、Ni、Mn、Cu等。 铬当量[Cr] = Cr + 1.5Mo + 2.0Si + 1.5Ti +1.75Nb + 5.5Al + 5V+ 0.75W 镍当量[Ni] = Ni +Co+ 0.5Mn + 30C+25N+0.3Cu 铬当量和镍当量的综合作用结果决定不锈钢的组 织 →组织状态图。 5.2 影响不锈钢组织和性能的因素 5.2.1 合金元素对钢组织和性能的影响 一、 铬元素的作用 三、其它元素的影响 5.2.2 腐蚀介质对钢耐蚀性的影响 5.3 铁素体不锈钢 一、常用铁素体不锈钢及特点 铁素体不锈钢主要有三种类型： 5.4 马氏体不锈钢 这类钢主要含12~18%Cr，淬火冷却能产生M。 一、马氏体不锈钢的成分和组织特点 马氏体不锈钢可分为三类： （1）Cr13型，有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等钢号； （2）高碳高铬钢，如9Cr18、9Cr18MoV等； （3）低碳17% Cr-2%Ni钢，如1Cr17Ni2。 二、马氏体不锈钢的热处理特点 常用的热处理工艺有软化处理、球化退火、调质 处理和淬火+低温回火。 5.5 奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢是应用最广泛的耐酸钢，约占不锈 钢总产量的2/3。奥氏体不锈钢优点如下： 5.5.1 奥氏体不锈钢的成分特点 奥氏体不锈钢的主要成分是Cr和Ni，18Cr和8Ni 的配合是世界各国奥氏体不锈钢的典型成分。 Ti、Nb:稳定K，↑抗晶间腐蚀的能力； Mo: ↑不锈钢钝化作用，↓点腐蚀倾向， ↑钢在有机酸中的耐蚀性； Cu: ↑钢在硫酸中的耐蚀性； Si: ↑钢抗应力腐蚀断裂的能力。 平衡态时为奥氏体+铁素体+碳化物组织， 经过固溶处理后获得了单相奥氏体。 5.5.2 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 经强K形成元素Ti、Nb合金化的不锈钢称为稳定 性钢。这种钢析出K的温度范围可分成两个区域，如 上图右 。曲线1表示析出M23C6型K的富Cr区域，曲 线3表示析出MC型K的区域，曲线2是产生晶间腐蚀 的区域。在仅有MC型碳化物析出的区域，没有晶间 腐蚀倾向。 Ni、Co、Si，促进产生晶间腐蚀，Mo、Ti、Nb、 Mn、V，都能不同程度地阻止晶间腐蚀的倾向。显 然，钢中含碳量的提高，钢的晶间腐蚀倾向也增大。 为防止A不锈钢的晶间腐蚀，可采取以下措施： 5.5.3 奥氏体不锈钢的热处理 固溶处理：奥氏体不锈钢的固溶处理温度一般 为1050~1150℃，比较常用1050~1100℃。为了保证 高温奥氏体不发生分解，固溶处理后冷速应较快。 一般情况下，多采用水冷。 固溶处理是奥氏体不锈钢最大程度的软化处理。 由于这时的奥氏体具有最大的合金度，所以也具有 最高的耐蚀性能。 5.5.4 铬锰氮奥氏体不锈钢 少镍和无镍奥氏体不锈钢主要有三种类型： Cr-Mn系奥氏体不锈钢，Cr-Mn-N系奥氏体不锈钢 和Cr-Mn-Ni、Cr-Mn-Ni-N系奥氏体不锈钢。 氮稳定奥氏体的作用大,氮能抑制σ相的形成， 有效地提高钢的强度而不降低室温韧度，并且对耐 腐蚀性无影响。但氮含量受到溶解度的限制，一般