《工程材料》配套PPT

《工程材料》配套PPT,工程材料,工程,材料,配套,PPT 2022/10/115.1 概述概述14 5.2 影響不銹鋼組織和性能的因素影響不銹鋼組織和性能的因素 5.3 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼ferrittic stainless steels 5.4 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼matensitic stainless steels 5.5 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼austenitic stainless steels 5.6 雙相不銹鋼雙相不銹鋼dual-phase stainless steels第第5章不銹鋼章不銹鋼stainless steel1、均勻腐蝕（、均勻腐蝕（general attack）腐蝕均勻地在材料的表面產(chǎn)生，損壞大量的腐蝕均勻地在材料的表面產(chǎn)生，損壞大量的材料。容易發(fā)現(xiàn)，危害性不是很大。材料。容易發(fā)現(xiàn)，危害性不是很大。2、點(diǎn)腐蝕（、點(diǎn)腐蝕（point corrosion）由于應(yīng)力等原因使腐蝕集中在材料表面不大由于應(yīng)力等原因使腐蝕集中在材料表面不大的區(qū)域，向深處發(fā)展，最后甚至能穿透金屬。的區(qū)域，向深處發(fā)展，最后甚至能穿透金屬。圖圖 5-15-1各種腐蝕類型各種腐蝕類型 點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕腐蝕腐蝕5.1概述概述5.1.1金屬腐蝕類型金屬腐蝕類型3、晶界腐蝕（、晶界腐蝕（intergranular corrosion）晶界腐蝕是指腐蝕過程是沿著晶界進(jìn)行的，晶界腐蝕是指腐蝕過程是沿著晶界進(jìn)行的，其危害性最大。其危害性最大。圖圖5.2晶間腐蝕晶間腐蝕4、應(yīng)力腐蝕（、應(yīng)力腐蝕（stress corrosion）鋼在拉應(yīng)力狀態(tài)下能發(fā)生應(yīng)力鋼在拉應(yīng)力狀態(tài)下能發(fā)生應(yīng)力腐蝕破壞的現(xiàn)象。腐蝕破壞的現(xiàn)象。沒有什么預(yù)兆，所以其危害性也沒有什么預(yù)兆，所以其危害性也是比較大的。是比較大的。5、磨損腐蝕（、磨損腐蝕（corrosion wear）在腐蝕介質(zhì)中同時(shí)有磨損，腐在腐蝕介質(zhì)中同時(shí)有磨損，腐蝕和磨損相互促進(jìn)、蝕和磨損相互促進(jìn)、相互加速的現(xiàn)象稱為磨損腐蝕。相互加速的現(xiàn)象稱為磨損腐蝕。應(yīng)應(yīng)力力腐腐蝕蝕裂裂紋紋圖圖5.3應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕2022/10/11一、對(duì)不銹鋼性能要求及影響其耐蝕性因素一、對(duì)不銹鋼性能要求及影響其耐蝕性因素性性能能要要求求 （1 1）不銹鋼具有較高的耐蝕性）不銹鋼具有較高的耐蝕性 （2 2）不銹鋼應(yīng)具有一定的力學(xué)性能。很多）不銹鋼應(yīng)具有一定的力學(xué)性能。很多構(gòu)件是在腐蝕介質(zhì)下承受一定的載荷構(gòu)件是在腐蝕介質(zhì)下承受一定的載荷 （3 3）不銹鋼應(yīng)有良好的工藝性能。管材、）不銹鋼應(yīng)有良好的工藝性能。管材、板材、型材等要經(jīng)過加工變形制成構(gòu)件，如板材、型材等要經(jīng)過加工變形制成構(gòu)件，如容器、管道、鍋爐等。因此不銹鋼的工藝性容器、管道、鍋爐等。因此不銹鋼的工藝性也很重要，主要有焊接性、冷變形性等。也很重要，主要有焊接性、冷變形性等。2022/10/11二、腐蝕介質(zhì)對(duì)鋼耐蝕性的影響二、腐蝕介質(zhì)對(duì)鋼耐蝕性的影響金屬的金屬的耐蝕性耐蝕性 與介質(zhì)的種類、濃度、與介質(zhì)的種類、濃度、溫度和壓力等環(huán)境條件有溫度和壓力等環(huán)境條件有密切的關(guān)系密切的關(guān)系 必須根據(jù)工作介質(zhì)的特點(diǎn)來正確必須根據(jù)工作介質(zhì)的特點(diǎn)來正確選擇使用不銹耐蝕鋼鋼種。選擇使用不銹耐蝕鋼鋼種。1、在大氣、水、水蒸氣等弱腐蝕介質(zhì)。、在大氣、水、水蒸氣等弱腐蝕介質(zhì)。13Cr 2、氧化性介質(zhì)，如硝酸。易形成鈍化的氧化、氧化性介質(zhì)，如硝酸。易形成鈍化的氧化 膜，膜，17Cr，Cr越高越好；越高越好；3、非氧化性酸，如稀硫酸。在、非氧化性酸，如稀硫酸。在17Cr基礎(chǔ)基礎(chǔ) +Mo、Cu；4、強(qiáng)有機(jī)酸，在、強(qiáng)有機(jī)酸，在Cr-Mn型不銹鋼基礎(chǔ)上，加型不銹鋼基礎(chǔ)上，加 入入Mo、Cu；5、含有、含有Cl-離子的介質(zhì)，如海水，離子的介質(zhì)，如海水，Cl-很小，有很小，有很大腐蝕性。加入很大腐蝕性。加入Ti、Nb2022/10/11三、三、提高不銹鋼耐蝕性途徑提高不銹鋼耐蝕性途徑 （1）形成穩(wěn)定保護(hù)膜，）形成穩(wěn)定保護(hù)膜，Cr、Al、Si有效。有效。（2）固溶體電極電位或形成穩(wěn)定鈍化區(qū)固溶體電極電位或形成穩(wěn)定鈍化區(qū)Cr、Ni、Si：Ni貴而緊缺，貴而緊缺，Si易使鋼脆化，易使鋼脆化，Cr是理想的。是理想的。（3）獲得單相組織）獲得單相組織 Ni、Mn 單相奧氏單相奧氏體組織。體組織。（4）機(jī)械保護(hù)措施或復(fù)蓋層，如電鍍、發(fā)）機(jī)械保護(hù)措施或復(fù)蓋層，如電鍍、發(fā)蘭、涂漆等方法。蘭、涂漆等方法。不不銹銹鋼鋼分分類類 M不銹鋼：不銹鋼：12Crl340Crl3等等Crl3型型 14Crl7Ni2、95Cr18等等 F不銹鋼：如不銹鋼：如06Cr17Ti，12Cr25Ti，008Cr27Mo等等 A不銹鋼：具有單相不銹鋼：具有單相A組織，如組織，如 06Cr18Ni9、12Crl8Mn8Ni5N等等 A-F復(fù)相不銹鋼：如復(fù)相不銹鋼：如12Cr21Ni5Ti 沉淀硬化不銹鋼沉淀硬化不銹鋼05Cr17Ni4Cu4Nb05Cr17Ni4Cu4Nb5.1.2不銹鋼的組織與分類不銹鋼的組織與分類2022/10/11鐵鐵素素體體形形成成元元素素占占優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)：F 奧奧 氏氏 體體 形形 成成 元元 素素 占占 優(yōu)優(yōu) 勢(shì)勢(shì)：A 奧奧氏氏體體形形成成元元素素不不足足以以使使馬馬氏氏體體轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變 Ms點(diǎn)點(diǎn)降降至至室室溫溫以以下下：Ml鉻當(dāng)量Cr Cr+1.5Mo+2.0Si+1.5Ti+1.75Nb+5.5Al+5V+0.75Wl鎳當(dāng)量NiNiCo+0.5Mn+30C+30N+0.3Cu圖5-4不銹鋼的組織圖鉻當(dāng)量和鎳當(dāng)量的綜合作用結(jié)果決定不銹鉻當(dāng)量和鎳當(dāng)量的綜合作用結(jié)果決定不銹鋼的組織鋼的組織 組織狀態(tài)圖。組織狀態(tài)圖。合金元素對(duì)組織的影響合金元素對(duì)組織的影響2022/10/11本章內(nèi)容 5.1 概述概述5.2 影響不銹鋼組織和性能的因素影響不銹鋼組織和性能的因素 5.3 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 5.4 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 5.5 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 5.6 雙相不銹鋼雙相不銹鋼2022/10/115.2影響不銹鋼組織和性能的因素影響不銹鋼組織和性能的因素（GB12201992）一、合金元素對(duì)一、合金元素對(duì)Fe電極電位的影響電極電位的影響圖5-5Cr對(duì)Fe-Cr合金電極電位影響不銹鋼的組織圖rCr鉻與鐵的摩爾比Tammann定律定律 將較穩(wěn)定的將較穩(wěn)定的A組元組元加入到較活潑的加入到較活潑的B組組元固溶體中，當(dāng)元固溶體中，當(dāng)A組組元含量達(dá)元含量達(dá)n/8原子比原子比時(shí)，固溶體電極電位時(shí)，固溶體電極電位突然升高，耐蝕性也突然升高，耐蝕性也有一急劇變化。也稱有一急劇變化。也稱為二元合金固溶體電為二元合金固溶體電位的位的n/8定律定律2022/10/11 12.5%摩爾比摩爾比12.552/(12.552+87.555.8）11.7重量比重量比 23.7重量比重量比 35.9重量比重量比 因此，因此，11.7是不銹鋼是不銹鋼Cr的最低含量，但由于鋼的最低含量，但由于鋼中有中有C的緣故，一部分碳與的緣故，一部分碳與Cr形成碳化物，為使固溶體形成碳化物，為使固溶體中的中的Cr量不少于量不少于11.7，實(shí)際不銹鋼中含，實(shí)際不銹鋼中含Cr量不低于量不低于13。不銹鋼中的不銹鋼中的Cr含量含量2022/10/11二、二、合金元素對(duì)不銹鋼基體組織的影響合金元素對(duì)不銹鋼基體組織的影響 不銹鋼的基體組織是獲得所需力學(xué)性能和不銹鋼的基體組織是獲得所需力學(xué)性能和良好耐蝕性的保證，使鋼在室溫下得到單相組良好耐蝕性的保證，使鋼在室溫下得到單相組織（織（A，F(xiàn)），就可以減少微電池的數(shù)量，提），就可以減少微電池的數(shù)量，提高耐蝕性。高耐蝕性。合金元素影響：合金元素影響：1)一類是擴(kuò)大奧氏體形成元素：一類是擴(kuò)大奧氏體形成元素：C，N，Mn，Ni,Cu等等 2)一類是一類是F形成元素：形成元素：Cr，Si，Ti，Nb，Mo等等2022/10/111、鉻元素的作用、鉻元素的作用Cr是決定鋼是決定鋼耐蝕性的主耐蝕性的主要元素要元素 固溶體電極電位固溶體電極電位表面形成致密氧化膜表面形成致密氧化膜Cr 耐蝕性的作用符合耐蝕性的作用符合n/8定律定律2、碳和氮的作用、碳和氮的作用C：C，強(qiáng)度，強(qiáng)度，冷變形性、焊接性冷變形性、焊接性、耐耐 蝕性；綜合因素蝕性；綜合因素 碳量應(yīng)盡可能地低碳量應(yīng)盡可能地低N：穩(wěn)定：穩(wěn)定A組織，組織，強(qiáng)度，又能保持好的塑韌強(qiáng)度，又能保持好的塑韌 性，性，耐腐蝕性能，特別是耐局部腐蝕耐腐蝕性能，特別是耐局部腐蝕 三類：控氮型（三類：控氮型（0.050.10%）中氮型（中氮型（0.100.40%）高氮型（高氮型（0.40%）3、其它元素的影響、其它元素的影響 Ni是奧氏體形成元素，能適當(dāng)提高固溶體電是奧氏體形成元素，能適當(dāng)提高固溶體電極電位；能形成單相奧氏體極電位；能形成單相奧氏體；錳可部分代錳可部分代Ni，但不單獨(dú)加入，但不單獨(dú)加入；鈦和鈮能形成穩(wěn)定鈦和鈮能形成穩(wěn)定K，固定，固定C，使，使Cr固溶于基固溶于基體，從而防止晶界腐蝕體，從而防止晶界腐蝕;鉬能鉬能不銹鋼鈍化能力，擴(kuò)大鈍化介質(zhì)范圍不銹鋼鈍化能力，擴(kuò)大鈍化介質(zhì)范圍2022/10/11本章內(nèi)容 5.1 概述概述 5.2 影響不銹鋼組織和性能的因素影響不銹鋼組織和性能的因素5.3 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 5.4 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 5.5 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 5.6 雙相不銹鋼雙相不銹鋼2022/10/115.3 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼用作受力不大的耐酸和抗氧化結(jié)構(gòu)件用作受力不大的耐酸和抗氧化結(jié)構(gòu)件F不銹鋼一般都是含不銹鋼一般都是含Cr量較高的量較高的Fe-Cr-C合金合金,不能熱處理強(qiáng)化。不能熱處理強(qiáng)化。（1）Cr13型型 如如06Cr13，06Cr13Al等；等；（2）Cr17型型 如如10Cr17,019Cr17Ti,10Cr17Mo等；等；（3）Cr25-30型型 如如16Cr25N，14Cr25Ti，008Cr30Mo2等。等?；颈咎靥攸c(diǎn)點(diǎn)含碳量含碳量15Cr時(shí)，隨時(shí)，隨Cr其脆化傾向也其脆化傾向也。在。在400525長(zhǎng)時(shí)間加熱或緩慢冷卻時(shí)，鋼就變得很脆長(zhǎng)時(shí)間加熱或緩慢冷卻時(shí)，鋼就變得很脆,以以475加熱為最甚加熱為最甚.原因原因:在脆化在脆化T范圍內(nèi)長(zhǎng)期停留時(shí)，鉻有序化范圍內(nèi)長(zhǎng)期停留時(shí)，鉻有序化相相（80Cr20Fe），與母相共格，與母相共格大內(nèi)應(yīng)力。大內(nèi)應(yīng)力。AK （3）金屬間化合物金屬間化合物相的形成相的形成 相具有高硬度，有大的體積效應(yīng)，且常沿晶界相具有高硬度，有大的體積效應(yīng)，且常沿晶界分布，所以使鋼產(chǎn)生了很大的脆性分布，所以使鋼產(chǎn)生了很大的脆性 2022/10/11采用采用淬火和退火淬火和退火溫度如圖溫度如圖5.7所示。所示。區(qū)為晶間腐蝕，區(qū)為晶間腐蝕，區(qū)區(qū)相析出區(qū)，相析出區(qū)，475脆性區(qū)。脆性區(qū)。870950淬火水冷避開上述淬火水冷避開上述區(qū)，區(qū)，560800退火就要避開退火就要避開區(qū)、區(qū)、區(qū)的動(dòng)力學(xué)時(shí)間。區(qū)的動(dòng)力學(xué)時(shí)間。圖5-6鐵素體不銹鋼的熱處理工藝二、二、F不銹鋼熱處理不銹鋼熱處理2022/10/11本章內(nèi)容 5.1 概述概述 5.2 影響不銹鋼組織和性能的因素影響不銹鋼組織和性能的因素 5.3 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼5.4 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 5.5 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 5.6 雙相不銹鋼雙相不銹鋼2022/10/115.4馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 5.4.1馬氏體不銹鋼的成分和組織特點(diǎn)馬氏體不銹鋼的成分和組織特點(diǎn) 這類鋼主要含這類鋼主要含1218%Cr，淬火冷卻能產(chǎn)生，淬火冷卻能產(chǎn)生M。但耐但耐蝕性、塑性和焊接性能較其他不銹鋼差。蝕性、塑性和焊接性能較其他不銹鋼差。一、馬氏體不銹鋼的成分和組織特點(diǎn)一、馬氏體不銹鋼的成分和組織特點(diǎn).馬氏體不銹鋼可分為三類：馬氏體不銹鋼可分為三類：（1 1）Cr13Cr13型，有型，有12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13 （2 2）高碳高鉻鋼，如）高碳高鉻鋼，如95Cr18、90Cr18MoV等；等；（3 3）低碳）低碳17%Cr-2%Ni17%Cr-2%Ni鋼，如鋼，如14Cr17Ni2。思考題：思考題：40Cr13為什么是過共析鋼為什么是過共析鋼?9 5Cr18含含Cr已達(dá)已達(dá)18%，但只是耐大氣腐蝕不，但只是耐大氣腐蝕不銹鋼銹鋼?12Cr13：M+F20Cr13：M30Cr13：M40Cr13：M+K類似于類似于調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼制造不銹制造不銹結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)件類似于類似于工具鋼工具鋼制造耐蝕制造耐蝕工具（手工具（手術(shù)刀等）術(shù)刀等）2022/10/115.4.2 馬氏體不銹鋼熱處理馬氏體不銹鋼熱處理 常用的熱處理工藝有常用的熱處理工藝有軟化處理軟化處理、調(diào)質(zhì)處理和淬火、調(diào)質(zhì)處理和淬火+低溫回火。低溫回火。軟軟化化處處理理軟化處理有兩種方法：軟化處理有兩種方法：一是進(jìn)行高溫回火一是進(jìn)行高溫回火，將鍛軋件加熱，將鍛軋件加熱至至700800保溫保溫26小時(shí)后空冷，使小時(shí)后空冷，使馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹚魇象w。馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹚魇象w。另外也可以采用完全退火另外也可以采用完全退火。840-900，2-4h，25 /h冷至冷至600 空冷，空冷，組織為：組織為：F碳化物碳化物2022/10/11調(diào)調(diào)質(zhì)質(zhì)處處理理 12Cr13、20Cr13常用于結(jié)構(gòu)件常用于結(jié)構(gòu)件調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)。因?yàn)殂t因?yàn)殂t抗回火性和抗回火性和AC1點(diǎn)，所以調(diào)質(zhì)回點(diǎn)，所以調(diào)質(zhì)回火溫度也相應(yīng)火溫度也相應(yīng).通常為通常為640700?；鼗鸷髴?yīng)采用油冷回火后應(yīng)采用油冷?淬淬火火低低回回 30Cr13、40Cr13常做有一定耐蝕性的工常做有一定耐蝕性的工具，所以采用淬火低溫回火。具，所以采用淬火低溫回火。T淬淬在在10001050，為減少變形，可用硝鹽分級(jí)冷，為減少變形，可用硝鹽分級(jí)冷卻。組織為馬氏體卻。組織為馬氏體+碳化物碳化物+少量少量AR圖圖5-7 4Cr13鑄態(tài)組織鑄態(tài)組織貝氏體貝氏體+碳碳化物化物+殘余奧氏體殘余奧氏體硬度：硬度：491HV圖圖5-8 4Cr13熱處理后組織熱處理后組織回火馬回火馬氏體氏體+碳化物碳化物硬度：硬度：710HV貝氏體+碳化物+殘余奧氏體回火馬氏體+碳化物(a)(b)2022/10/11本章內(nèi)容 5.1 概述概述 5.2 影響不銹鋼組織和性能的因素影響不銹鋼組織和性能的因素 5.3 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 5.4 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼5.5 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 5.6 雙相不銹鋼雙相不銹鋼2022/10/115.5奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼分類（按化學(xué)成分分）：分類（按化學(xué)成分分）：CrNi，CrMnN，CrMnNiN圖5-9單相奧氏體組織 奧氏體不銹鋼是應(yīng)用最廣泛的耐酸鋼，約占不銹奧氏體不銹鋼是應(yīng)用最廣泛的耐酸鋼，約占不銹鋼總產(chǎn)量的鋼總產(chǎn)量的2/3。奧氏體不銹鋼優(yōu)點(diǎn)如下：。奧氏體不銹鋼優(yōu)點(diǎn)如下：具有很高的耐腐蝕性；具有很高的耐腐蝕性；塑性好，容易加工變形成各種形狀鋼材；塑性好，容易加工變形成各種形狀鋼材；加熱時(shí)沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，焊接性好；加熱時(shí)沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，焊接性好；韌度和低溫韌度好，一般情況下沒有冷脆韌度和低溫韌度好，一般情況下沒有冷脆傾向，有一定的熱強(qiáng)性；傾向，有一定的熱強(qiáng)性；不具有磁性；不具有磁性；價(jià)格較貴，切削加工較困難，導(dǎo)熱性差。價(jià)格較貴，切削加工較困難，導(dǎo)熱性差。2022/10/115.5.1奧氏體不銹鋼的成分特點(diǎn)奧氏體不銹鋼的成分特點(diǎn) 奧氏體不銹鋼的主要成分是奧氏體不銹鋼的主要成分是Cr和和Ni，18Cr和和8Ni的配合是世界各國(guó)奧氏體不銹鋼的典型成分。的配合是世界各國(guó)奧氏體不銹鋼的典型成分。Cr+Ni=18+8=26耐蝕電位接近耐蝕電位接近n/8定定律中律中n=2的電位值的電位值具有良好鈍化性能具有良好鈍化性能單相奧氏體組織單相奧氏體組織 耐蝕性達(dá)到耐蝕性達(dá)到較高的水平較高的水平.Cr、Ni再再,更為優(yōu)良更為優(yōu)良 Ti、Nb:穩(wěn)定穩(wěn)定K，抗晶間腐蝕的能力；抗晶間腐蝕的能力；Mo:不銹鋼鈍化作用，不銹鋼鈍化作用，點(diǎn)腐蝕傾向，點(diǎn)腐蝕傾向，鋼在有機(jī)酸中的耐蝕性；鋼在有機(jī)酸中的耐蝕性；Cu:鋼在硫酸中的耐蝕性；鋼在硫酸中的耐蝕性；Si:鋼抗應(yīng)力腐蝕斷裂的能力。鋼抗應(yīng)力腐蝕斷裂的能力。平衡態(tài)時(shí)為奧氏體平衡態(tài)時(shí)為奧氏體+鐵素體鐵素體+碳化物組織，碳化物組織，經(jīng)過經(jīng)過固溶處理固溶處理后獲得了單相奧氏體后獲得了單相奧氏體?，F(xiàn)現(xiàn)象象 奧氏體不銹鋼焊接后，在腐蝕介奧氏體不銹鋼焊接后，在腐蝕介質(zhì)中工作時(shí)，在離焊縫不遠(yuǎn)處會(huì)產(chǎn)質(zhì)中工作時(shí)，在離焊縫不遠(yuǎn)處會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的晶間腐蝕。生嚴(yán)重的晶間腐蝕。原原因因 在焊縫及熱影響區(qū)在焊縫及熱影響區(qū)(450800)，沿晶界析出了沿晶界析出了K（Cr,Fe）23C6，晶，晶界附近區(qū)域產(chǎn)生貧界附近區(qū)域產(chǎn)生貧Cr區(qū)（低于區(qū)（低于1/8定律的臨界值）。定律的臨界值）。5.5.2 奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕2022/10/11圖圖5-11晶間腐蝕晶間腐蝕圖5-10晶間腐蝕貧Cr區(qū)示意敏敏化化處處理理 在在Cr-Ni奧氏體不銹鋼中，在奧氏體不銹鋼中，在450800的溫度范圍內(nèi)時(shí)效處理，可考的溫度范圍內(nèi)時(shí)效處理，可考察不銹鋼晶間腐蝕的敏感性。敏化處察不銹鋼晶間腐蝕的敏感性。敏化處理和敏感性的關(guān)系通常用理和敏感性的關(guān)系通常用TTS（Time-Temperature-Sensitivation）曲線來）曲線來表示，如圖表示，如圖5-12所示。所示。敏化處理后，在金相組織上可看敏化處理后，在金相組織上可看到碳化物沿著晶界析出。到碳化物沿著晶界析出。2022/10/11圖圖圖圖5-125-12奧氏體不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕的奧氏體不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕的奧氏體不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕的奧氏體不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕的TTSTTS曲線曲線曲線曲線 曲線曲線1 1表示鋼開始產(chǎn)生晶間腐蝕，曲線表示鋼開始產(chǎn)生晶間腐蝕，曲線2 2是由于時(shí)間充分，晶是由于時(shí)間充分，晶間腐蝕傾向已不再出現(xiàn)，也就是產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象結(jié)束線。曲間腐蝕傾向已不再出現(xiàn)，也就是產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象結(jié)束線。曲線包圍的區(qū)域是產(chǎn)生晶間腐蝕的溫度、時(shí)間范圍。線包圍的區(qū)域是產(chǎn)生晶間腐蝕的溫度、時(shí)間范圍。?經(jīng)強(qiáng)經(jīng)強(qiáng)Ti、Nb合金化的不合金化的不銹鋼稱為穩(wěn)定性鋼銹鋼稱為穩(wěn)定性鋼.這種鋼析出這種鋼析出K的溫度范圍的溫度范圍可分成兩個(gè)區(qū)域，如圖可分成兩個(gè)區(qū)域，如圖5-13。曲線曲線1表示析出表示析出M23C6型型K的富的富Cr區(qū)域，曲線區(qū)域，曲線2是產(chǎn)生是產(chǎn)生晶間腐蝕的區(qū)域，曲線晶間腐蝕的區(qū)域，曲線3表表示析出示析出MC型型K的區(qū)域。的區(qū)域。?在僅有在僅有MCMC型型K K析出的區(qū)域，沒有晶析出的區(qū)域，沒有晶間腐蝕傾向間腐蝕傾向。圖圖圖圖5-135-13奧氏體不銹鋼晶界的奧氏體不銹鋼晶界的奧氏體不銹鋼晶界的奧氏體不銹鋼晶界的CrCr2323C C6 6析出析出析出析出2022/10/11 為防止為防止A不銹鋼的晶間腐蝕，可采取以下措施：不銹鋼的晶間腐蝕，可采取以下措施：（1）降低鋼中的含）降低鋼中的含C量；量；（2）加入）加入Ti、Nb，析出特殊，析出特殊K，穩(wěn)定組織；，穩(wěn)定組織；（3）進(jìn)行）進(jìn)行10501100的的固溶處理固溶處理，保證，保證Cr含量；含量；（4）對(duì)非穩(wěn)定性）對(duì)非穩(wěn)定性A不銹鋼進(jìn)行不銹鋼進(jìn)行退火處理退火處理，使，使A成成分均勻化分均勻化，消除貧，消除貧Cr區(qū)區(qū);（穩(wěn)定化處理？）（穩(wěn)定化處理？）（5）對(duì)穩(wěn)定性鋼，通過退火熱處理（穩(wěn)定化處理）對(duì)穩(wěn)定性鋼，通過退火熱處理（穩(wěn)定化處理）形成形成Ti、Nb的特殊的特殊K，以穩(wěn)定固溶體中，以穩(wěn)定固溶體中Cr含量，含量，保證含保證含Cr量水平量水平.2022/10/115.5.3奧氏體不銹鋼的熱處理奧氏體不銹鋼的熱處理15固溶處理固溶處理：奧氏體不銹鋼的固溶處理溫度一般奧氏體不銹鋼的固溶處理溫度一般為為10501150，比較常用，比較常用10501100。為了保證為了保證高溫奧氏體不發(fā)生分解，固溶處理后冷速應(yīng)較快。高溫奧氏體不發(fā)生分解，固溶處理后冷速應(yīng)較快。一般情況下，多采用水冷。一般情況下，多采用水冷。固溶處理是奧氏體不銹鋼最大程度的軟化處理。固溶處理是奧氏體不銹鋼最大程度的軟化處理。由于這時(shí)的奧氏體具有最大的合金度，所以也具有由于這時(shí)的奧氏體具有最大的合金度，所以也具有最高的耐蝕性能。最高的耐蝕性能。2022/10/11圖5.14奧氏體不銹鋼的固溶處理和穩(wěn)定化退火工藝2022/10/11穩(wěn)穩(wěn)定定化化處處理理 也稱為穩(wěn)定化退火。這種處理只是也稱為穩(wěn)定化退火。這種處理只是在含在含Ti、Nb的的A不銹鋼中使用。合理不銹鋼中使用。合理選擇穩(wěn)定化處理的溫度和時(shí)間，選擇穩(wěn)定化處理的溫度和時(shí)間，獲獲得最佳的效果。得最佳的效果。一一般般原原則則 高于高于Cr23C6的溶解溫度而低于的溶解溫度而低于TiC的的溶解溫度。通常采用溶解溫度。通常采用850950，保溫，保溫24h后空冷，如圖后空冷，如圖5-14所示。在穩(wěn)定化所示。在穩(wěn)定化退火過程中，能將退火過程中，能將Cr23C6轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)門iC，徹底消除晶間腐蝕傾向。徹底消除晶間腐蝕傾向。2022/10/115.5.4錳氮奧氏體不銹鋼錳氮奧氏體不銹鋼 由于由于Ni在全球都在全球都是稀缺資源，為了節(jié)是稀缺資源，為了節(jié)省省Ni，我國(guó)研制了很，我國(guó)研制了很多節(jié)多節(jié)Ni和無和無Ni的奧氏的奧氏體不銹鋼。大約有三體不銹鋼。大約有三種：種：Cr-Mn，以，以Mn代代Ni;Cr-Mn-N，以，以Mn，N代代Ni;Cr-Mn-Ni-N，以，以Mn，N代替部分代替部分Ni.圖5-15Fe-Cr-Mn（0.1%C）650 時(shí)等溫截面2022/10/11氮含量受到溶解度的限氮含量受到溶解度的限制，一般的氮含量在制，一般的氮含量在0.30.5%以下。以下。用用Mn，N完全代替完全代替Ni，很難得到單一的很難得到單一的A，但鋼，但鋼中少加點(diǎn)中少加點(diǎn)Ni就能得到單就能得到單相相A組織。組織。代表：代表：12Cr18Mn8Ni5N應(yīng)用：化肥，磷酸，醋應(yīng)用：化肥，磷酸，醋酸等工業(yè)的耐蝕構(gòu)件酸等工業(yè)的耐蝕構(gòu)件圖5-16 Ni對(duì)Cr-Mn-N鋼組織的影響比較F，M，A不銹鋼的各自性能特點(diǎn)?2022/10/11本章內(nèi)容 5.1 概述概述 5.2 影響不銹鋼組織和性能的因素影響不銹鋼組織和性能的因素 5.3 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 5.4 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 5.5 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼5.6 雙相不銹鋼雙相不銹鋼2022/10/115.6 雙相不銹鋼雙相不銹鋼近幾十年發(fā)展起來的新鋼種近幾十年發(fā)展起來的新鋼種組織：組織：AF成分：成分：18-26Cr4-7NiMn，Mo，Cu，Ti，W，N等等特點(diǎn)：兼具特點(diǎn)：兼具F不銹鋼和不銹鋼和A不銹鋼的特性不銹鋼的特性1.A的存在降低了鋼的脆性，提高了鋼的可焊性和的存在降低了鋼的脆性，提高了鋼的可焊性和韌性韌性2.F的存在提高了鋼的屈服強(qiáng)度，抗應(yīng)力腐蝕敏感的存在提高了鋼的屈服強(qiáng)度，抗應(yīng)力腐蝕敏感性，性，AF降低了鋼晶間腐蝕的傾向降低了鋼晶間腐蝕的傾向3.熱處理：熱處理：1000-1100淬火得到淬火得到60F40A圖5-4不銹鋼的組織圖本章小結(jié)本章小結(jié) 不銹鋼主要矛盾是耐蝕性和強(qiáng)度的合理兼顧。不銹鋼主要矛盾是耐蝕性和強(qiáng)度的合理兼顧。對(duì)于一定成分的不銹鋼，要達(dá)到預(yù)定耐蝕性和力對(duì)于一定成分的不銹鋼，要達(dá)到預(yù)定耐蝕性和力學(xué)性能，關(guān)鍵是熱處理工藝。不同類型或成分的學(xué)性能，關(guān)鍵是熱處理工藝。不同類型或成分的不銹鋼適用于不同介質(zhì)的工作環(huán)境不銹鋼適用于不同介質(zhì)的工作環(huán)境 耐蝕能力遵循耐蝕能力遵循n/8規(guī)律。規(guī)律。A不銹鋼主要問題是不銹鋼主要問題是晶界腐蝕。措施晶界腐蝕。措施:從合金化角度考慮從合金化角度考慮,C含量和含量和加入加入Ti、V元素元素;從熱處理工藝考慮，應(yīng)根據(jù)各合從熱處理工藝考慮，應(yīng)根據(jù)各合金金K形成形成、溶解、析出的規(guī)律，設(shè)計(jì)和制定熱處溶解、析出的規(guī)律，設(shè)計(jì)和制定熱處理工藝參數(shù)。理工藝參數(shù)。核心合金元素核心合金元素Cr，n/8規(guī)律規(guī)律-（Tammanna）定律）定律鐵素體鐵素體不銹鋼不銹鋼特點(diǎn)：具有抗氧化性腐蝕介質(zhì)能力，特點(diǎn)：具有抗氧化性腐蝕介質(zhì)能力，脆性大脆性大,475,475脆脆,相脆相脆,晶粒粗大，晶粒粗大，多在退火態(tài)使用，多在退火態(tài)使用，應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于硝酸、化肥工業(yè)。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于硝酸、化肥工業(yè)。06Cr13Al,10Cr1506Cr13Al,10Cr1510Cr17,10Cr17Mo10Cr17,10Cr17Mo16Cr25N16Cr25NCr13-25Cr13-25馬氏體馬氏體不銹鋼不銹鋼特點(diǎn)：具有抗水等腐蝕介質(zhì)能力，特點(diǎn)：具有抗水等腐蝕介質(zhì)能力，Cr13型有回火脆性，多在淬型有回火脆性，多在淬-回火強(qiáng)化回火強(qiáng)化態(tài)使用。態(tài)使用。應(yīng)用：用于耐蝕的結(jié)構(gòu)件和工具。應(yīng)用：用于耐蝕的結(jié)構(gòu)件和工具。20Cr13-40Cr1320Cr13-40Cr1390Cr18MoV90Cr18MoV14Cr17Ni214Cr17Ni2Cr13-25Cr13-25奧氏體奧氏體不銹鋼不銹鋼特點(diǎn)：具有抗酸等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)能力，特點(diǎn)：具有抗酸等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)能力，塑韌性好，有晶界腐蝕傾向，固溶塑韌性好，有晶界腐蝕傾向，固溶處理、穩(wěn)定化處理等處理、穩(wěn)定化處理等應(yīng)用：應(yīng)用廣泛、用量最大。應(yīng)用：應(yīng)用廣泛、用量最大。06Cr18Ni11Ti06Cr17Ni12Mo2Ti12Cr18Mn9Ni6N022Cr19Ni1018-8型型Cr-Mn雙相雙相不銹鋼不銹鋼特點(diǎn)：特點(diǎn)：A+F具有抗應(yīng)力腐蝕和晶界具有抗應(yīng)力腐蝕和晶界腐蝕能力，腐蝕能力，A+M強(qiáng)度高；調(diào)節(jié)兩相強(qiáng)度高；調(diào)節(jié)兩相比例可改變性能比例可改變性能應(yīng)用：尿素等工業(yè)，航空航天工業(yè)。應(yīng)用：尿素等工業(yè)，航空航天工業(yè)。022Cr25Ni7Mo4N07Cr17Ni7Al12Cr21Ni5Ti等等Cr-NiCr-Mn2022/10/11思考題下列是什么鋼種?鋼中合金元素的作用?使用狀態(tài)組織?019Cr17Ti，20Cr13，40Cr13，95Cr18，12Cr17Ni2，12Crl8Ni9Ti，022Cr19Ni10，12Crl8Ni12Mo2Ti，12Cr18Mn8Ni5N。