不锈钢的性能及用途.doc
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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流不锈钢的性能及用途.精品文档.耐蚀材料的选材顺序 金属材料耐腐蚀的选材顺序（由低到高） 一、不锈钢材料耐点腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀能力的顺序 1、奥氏体不锈钢： 1Cr18Ni9Ti0Cr18Ni9（304）0Cr18Ni11Ti（321）00Cr19Ni10（304L） 0Cr17Ni12Mo2Ti（316）00Cr17Ni14Mo2（316L）00Cr19Ni13Mo3（317L）00Cr20Ni25Mo4.5Cu （904L）00Cr27Ni31Mo4Cu 2、铁素体不锈钢： 0Cr13（410S）0Cr13Al（405）00Cr12T
2、i（409L）00Cr17（430LX）00Cr18Mo2 00Cr26Mo1? 00Cr30Mo2 3、双相不锈钢： 00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507） 二、耐高温腐蚀用材的顺序 2012Cr1MoV12Cr2Mo1（2?Cr-1Mo）1Cr5Mo1Cr9MoP910Cr25Ni20 三、耐应力腐蚀用材 16MnR20R07/09Cr2AlMoRE（经济性新钢种） 00Cr17Ni14Mo2（316L）00Cr19Ni13Mo3（317L）00Cr20Ni25Mo4.5Cu（904L） 00Cr
3、18Ni5Mo3Si2（3RE60）00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507） 0Cr13（410S）00Cr12Ti（409L）00Cr17（430LX）00Cr18Mo2?00Cr26Mo1 注：铁素体不锈钢和双相不锈钢不得在大于350的环境中使用。不锈钢的分类不锈钢的分类方法有几种：按主要化学组成分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等；也可以以性能特点分成耐酸不锈钢和耐热不锈钢等；通常以金相组织进行分类。按金相组织分类为：铁素体（F）型不锈钢、马氏体（M）型不锈钢、奥氏体（A）型不锈钢、奥氏体-铁素体（A-F）型双相不锈钢、奥氏体-马氏体（
4、A-M）型双相不锈钢和沉淀硬化（PH）型不锈钢。 铁素体型不锈钢 它的内部显微组织为铁素体，其铬的质量分数在11.532.0%范围内。随着铬含量的提高，其耐酸性能也提高，加入钼（Mo）后，则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。这类不锈钢的国家标准牌号有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等。 马氏体型不锈钢 它的显微组织为马氏体。这类钢中铬的质量分数为11.518.0，但碳的质量分数最高可达0.6。碳含量的增高，提高了钢的强度和硬度。在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体，同时又能提高其耐蚀性。这类钢的焊接性较差。列入国家标准牌号的钢板有1Cr13、2 Cr13、3
5、 Cr13、1 Cr17Ni2等。 奥氏体型不锈钢 其显微组织为奥氏体。它是在高铬不锈钢中添加适当的镍（镍的质量分数为825%）而形成的，具在奥氏体组织的不锈钢。奥氏体型不锈钢以Cr18Ni19铁基合金为基础，在此基础上随着不同的用途，发展成图1-2所示的铬镍奥氏体不锈钢系列。奥氏体型不锈钢一般属于耐蚀钢，是应用最广泛的一类钢，其中以18-8型不锈钢最有代表性，它是有较好的力学性能，便于进行机械加工、冲压和焊接。在氧化性环境中具有优良的耐腐蚀性能和良好的耐热性能。但对溶液中含有氯离子（CL-）的介质特别敏感，易于发生应力腐蚀。18-8型不锈钢按其化学成分中碳含量的不同又分为三个等级：一般含碳量
6、（Wc0.15%）低碳级（Wc0.08）和超低碳级（Wc0.03%）。例如我国国家标准中的1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr17Ni14M02三种钢板分属上面三个等级。世界许多国家都感到镍储量的紧缺。为了节省镍，早在四、五十年代世界上就开始用锰和氮取代18-8型不锈钢中的部分镍。研制并列入国家标准的钢板牌号有1Cr17Mn6Ni5N和0Cr19Ni9N等。 奥氏体-铁素体型不锈钢 其显微组织为奥氏体加铁素体。铁素体的体积分数小于10的不锈钢，是在奥氏体钢基础上发展的钢种。 沉淀硬化型不锈钢 按其组织形态可分为三类：沉淀硬化半奥氏体型、沉淀硬化马氏体型和沉淀硬化奥氏体型不锈钢。列入
7、我国国家标准钢板牌号的有0Cr17Ni7A、0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr15Ni7M02Al三种,是属于沉淀硬化半奥氏体型不锈钢。该钢的组织特点是在固溶或退火状态时具有奥氏体加体积分数为520%的铁素体组织。这种钢经过系列的热处理或机械变形处理后奥氏体转变为马氏体，再通过时效析出硬化达到所需要的高强度。这种钢有很好的成形性能和良好的焊接性，可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中，得到应用。水介质中材料的选用按水中含盐量的不同，水可分为高纯水，淡水，半咸水和海水。高纯水中几乎不含盐，Cl?一般=0.1ppm；淡水中含盐量低于0.05%；半咸水中含盐量在0.05%以上，但低于海水中的
8、含盐量；海水中含盐量达33.5%。不锈钢在水介质中，一般腐蚀并不是引起不锈钢破坏的主要形式。而最常见的腐蚀破坏系来自局部腐蚀，特别是应力腐蚀，点蚀和缝隙腐蚀。高纯水大量应用于核工业中，特别是以水为冷却和工作介质的沸水和压水核反应堆中。由于高纯水中Cl?和氧都很低(Cl?=0.10ppm，O=0.01ppm），不锈钢在此种条件下的腐蚀率很小，0.01mm/a。因此水冷核反应堆中除核燃料包壳等少量材料外，大量选用不锈钢，说水冷核反应堆是不锈钢“堆”成的一点也不夸大。所选用的材料主要牌号为0Cr19Ni9，00Cr19Ni11，0Cr17Ni12Mo2，00Cr17Ni14Mo2，0Cr18Ni11
9、Ti等，近些年来，控氮的Cr-Ni奥氏体不锈钢，例如控氮的0Cr19Ni9，00Cr19Ni11，00Cr17Ni14Mo2等大量用作堆内结构材料（法兰，堆内各种支撑件等）和主管道材料。压水堆蒸汽发生器管材虽然已选用高镍耐蚀合金，但蒸发器隔板则选用0Cr13Al(AISA 405)铁素体不锈钢。在水冷反应堆乏燃料储存装置中，除耐高纯水腐蚀外还要求具有热中子吸收能力，为此，含硼的Cr-Ni不锈钢（0Cr18Ni10B）获得了应用。淡水中即使含有少量Cl?和饱和氧，甚至还有其他杂质，但对不锈钢的一般腐蚀也是微不足道的。因此，所有类型的不锈钢均可用于与淡水相接触的环境中淡水在工业中(工业水)，既可作
10、介质又可作原料，因此用量极大。在与工业水相接触的设备，部件中，最常选用的不锈钢是Cr13型，Cr17型和18-8型三大类。各种换热设备，例如换热器，蒸发器，冷凝器，热交换器等的工作环境在工业水条件下是最苛刻的。最常选用的是18-8型钢，例如0Cr18Ni11Ti，0Cr19Ni9，00Cr19Ni11，有时也选用0Cr17Ni12Mo2和00Cr17Ni14Mo2。日常用的医疗器械，厨房设备和器具以及家庭用具等，既与大气接触，又常常受到淡水的腐蚀。在这些条件下选用不锈钢，由于既美观，耐用，卫生，且清洗又非常方便，因而非常受欢迎。在医疗器械中，作为外科手术刀，剪等，随要求的不同可选用3Cr13，
11、4Cr13，3Cr13Mo，9Cr18，9Cr18MoV等不锈钢；作为人体植入器官，除人工关节等选用钴基合金等外，骨折治疗用植入器官仍多选用含23%Mo的不锈钢，如0Cr17Ni12Mo2和00Cr17Ni14Mo2。厨房设备和器具以及家庭用具，包括调理作业设备，调理台，运输车，洗刷台柜，烹调台等普遍选用0Cr19Ni9(或0Cr18Ni11Ti)。加热设备，灶具-即热水器，开水器，煤气灶等则多选用0Cr17(Ti)，低C,N 的0Cr17MoTi等。厨房机械，即洗碗机等，0Cr19Ni9(或0Cr18Ni11Ti)则是通用的牌号。厨房器具中锅，碗，瓢，勺等既要求有不锈性，又要求易冲压成型，一
12、般中低档可选用0Cr13，0Cr17(Ti)等，而高档则多选用0Cr19Ni9(或0Cr18Ni11Ti)。目前社会上流行所谓不锈钢和不锈铁，前者指18-8型的无磁（或弱磁）的Cr-Ni奥氏体不锈钢，而后者则指Cr13和Cr17型具有铁磁性的马氏体和铁素体不锈钢。人们在选用不锈钢制家用器具时，多用有无磁性来鉴别它们不锈性（或耐蚀性）的优劣。实际上这是一种对不锈钢的误解。普通的家用不锈钢器具只要选择合理并正确使用，即使有磁性的马氏体，铁素体不锈钢同样可满足要求，且价格便宜。反之，即使选用无磁性的18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢也会发生腐蚀。值得提出，对于刀，叉，匙等用具，由于有一定的硬度要求，1
13、Cr13和2Cr13,3Cr13作为餐具专用不锈钢已得到国内外的大量应用。当然，有些高档的刀，叉，匙等也常常选用18-8型Cr-Ni不锈钢。对于要求锋利度好的不锈钢刀具，4Cr13,3Cr13Mo和6Cr13Mo等受到了用户的欢迎。需要指出，为了使不锈钢制的医疗器械，厨房设备和器具以及家庭用具能长期使用并保持光亮，不锈，在可能条件下尽量使它们处于干燥状态。例如使用，清洗后立即擦干后再放置，并避免与酸碱性物质长期接触是非常重要的。在水电站的建设中，含泥沙的河水冲刷是不可避免的，超低碳马氏体不锈钢，例如00Cr13Ni4Mo，00Cr13Ni5Mo等获得了较好的应用。在海水中，就一般腐蚀而言，不锈
14、钢的腐蚀率并不高，但常用不锈钢在海水中的主要破坏形式是点蚀，缝隙腐蚀和应力腐蚀，而且常常受到海水中的含氧量，氯离子浓度，海水与材料的相对流速，海水的污染情况，温度以及海生物等因素的直接影响。一般来说，在室温（30?C)以下，可选用含Mo24%的0Cr17Ni12Mo2和0Cr19Ni13Mo3等不锈钢；对于4050?C以下的海水，一般含Mo23%的不锈钢已处于临界状态，稍有不慎，便可出现点蚀，缝隙腐蚀等破坏。因此必须选用高Cr,Mo的奥氏体不锈钢，如00Cr18Ni16Mo5(N)，00Cr20Ni25Mo4.5Cu(N)，00Cr25Ni25Mo5N，00Cr20Ni18Mo6CuN，00C
15、r24Ni22Mo7Mn3CuN；双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3N，00Cr25Ni7Mo3WCuN；铁素体不锈钢00Cr26Mo1，00Cr25Ni4Mo4Ti，00Cr29Mo4Ni2，00Cr30Mo2等。当选用不锈钢时，海水流速一般要求不小于1.5m/s。特殊不锈钢用途介绍 耐氯离子腐蚀不锈钢（C15）： 属高钼奥氏体不锈钢。在含氯离子介质中使用寿命比普通不锈钢（304、316L）高数倍以上。适用制造在海水、污水、各种含氯离子的化工介质中工作的零部件。 SRIM825： 属镍铁铬系镍基耐蚀合金，并添加少量钼和铜。在还原性酸和氧化性酸中，有很好的耐蚀性。抗应力腐蚀开裂、抗点蚀和缝隙腐
16、蚀，对硫酸和磷酸有优异的耐蚀性。具有良好的冷热加工性能，易于冷成型和焊接。适用于化工行业。 174PH沉淀硬化不锈钢材料： 是一种马氏体沉淀硬化不锈钢材料。除马氏体转变易强化外，还可以通过时效进一步强化，且其耐腐蚀性能和可焊接性都比一般马氏体钢好，与188型奥氏体钢相似。适合于制造要求耐蚀好且要求高强度的设备零件。 2205双相不锈钢： 是一种以铁素体和奥氏体两相组织共存的不锈钢。其机械强度、耐腐蚀性能均明显优于典型的奥氏体钢316L，在稀硫酸、纯有机酸及其混合酸介质中及微咸水、海水、含氯离子介质条件下都有良好的使用效果。广泛应用于化学、石油化工、船舶、水电和环境保护等工业领域。 Monel
17、400合金： 属镍铜合金。合金组织呈单相固溶体。在氢氟酸和氟气体介质中耐腐蚀性能优良。对热浓碱液耐腐蚀性能优良，且可用于高温卤素、海水及多种有机酸介质中。其特性之一是一般不产生应力腐蚀破裂。可广泛用于化学工业、石化、船舶、核工业、电子通讯等领域。 Carpenter 20合金： 是一种FeNi基Cr-Ni-Fe合金。在硫酸和硝酸及其混合酸介质中有良好的耐腐蚀性能，有较好的耐应力腐蚀性能和耐还原酸腐蚀性能，冷热加工性能好。广泛应用于化学工业、石油化工、冶金及稀有金属提炼等领域。 347不锈钢： 具有良好的抗晶向腐蚀性能的奥氏体不锈钢。在酸、碱、盐液中都有良好的耐蚀性，在800以下空气中有良好的抗
18、氧化性能和可焊接性能。广泛应用于航空、化学、石油化工、食品、造纸等领域。 SRIM C276： 属超低碳型镍钼铬系镍基合金。在充氧或有氧化剂存在的还原性酸中，以及有氯离子、氟离子存在的氧化性酸中，具有独特的耐蚀性。有优异的耐点蚀、耐均匀腐蚀及耐晶间腐蚀性能，又有良好的高温力学性能。广泛应用于核工业、化学、石油、和有色冶金等行业。 SRIM B：属镍钼铬系镍基耐蚀合金。对所有浓度的沸腾盐酸都具有良好的耐蚀性，而且还能耐硫酸、磷酸、氢氟酸、甲酸、醋酸和其它有机酸等非氧化性酸的腐蚀。具有较高的高温强度、尺寸稳定、比电阻高等特点，且冷热加工性能良好。广泛应用于化学、石油化工以及电子工业等领域。 耐硫酸
19、露点腐蚀用钢（ND钢）： 耐蚀性能比普通碳钢提高10倍以上，比日本Corten钢、CRIA钢和S-ten钢都有较大提高。 用于制造锅炉压力容器、石化和电力工业的管、板等。 940不锈钢：属马氏体不锈钢。具有高强度、高硬度、耐腐蚀等特性。硬度HRC50。适用于制造在海水及各种含氯离子的化工介质中承受腐蚀磨损的零部件。 高强度耐磨、耐腐蚀双相不锈钢（WH4）： 属高铬低镍双相不锈钢。在硫酸、磷酸、硝酸、醋酸、甲酸以及含氯离子等介质中的耐蚀性能远优于316和316L不锈钢，在标准点腐蚀试验条件下的抗点蚀性能与904L钢相当。适合制作各种化工设备及配件以及具有强腐蚀性和磨损工况条件下使用的泵、阀及离心
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