第五章-不锈钢课件.ppt

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1、第五章第五章特殊钢特殊钢-不不 锈锈 钢钢1材料失效的主要形式材料失效的主要形式磨损磨损腐蚀腐蚀疲劳疲劳疲疲劳劳：材材料料在在应应力力或或应应变变的的反反复复作作用用下下所所发发生生的的性能变化叫疲劳。性能变化叫疲劳。磨磨损损：材材料料接接触触表表面面在在相相对对运运动动中中由由于于机机械械、间间或伴有化学作用而产生的不断损耗现象。或伴有化学作用而产生的不断损耗现象。腐腐蚀蚀：是是在在外外界界介介质质的的作作用用下下使使金金属属逐逐渐渐受受到到破破坏的过程。坏的过程。2l每每年年被被腐腐蚀蚀破破坏坏掉掉的的钢钢材材占占全全球球钢钢年年产产量量的的1/10，因因腐腐蚀蚀而而损损失失的的金金属属价

2、价值值就就占占到到全全球球生生产产总总值值的的4左左右右，这这还还不不包包括括因因为为腐腐蚀蚀造成设备失效引发的间接损失；造成设备失效引发的间接损失；l 2006年年全全球球钢钢产产量量达达到到创创纪纪录录的的12.39亿亿吨吨，中中国国的的钢钢产产量量达达到到4.18亿亿吨吨，为为全全球球第第一大产钢国；一大产钢国；l鞍本钢铁集团鞍本钢铁集团 2255.76万吨万吨 宝钢集团有限公司宝钢集团有限公司 2253.18万吨万吨 广州钢铁企业集团有限公司广州钢铁企业集团有限公司 331.51万吨万吨3第一节第一节 金属腐蚀的机理金属腐蚀的机理一、金属腐蚀的种类一、金属腐蚀的种类:1.化学腐蚀化学腐

3、蚀 金金属属与与介介质质(干干燥燥气气体体和和非非电电解解质质溶溶液液)发发生化学反应而产生的腐蚀。生化学反应而产生的腐蚀。例如例如:高温氧化、脱碳等。高温氧化、脱碳等。化学腐蚀：化学腐蚀：4Fe+3O22Fe2O3 Fe+2H2OFe(OH)2+H24化化学学腐腐蚀蚀的的特特点点：不不产产生生腐腐蚀蚀电电流流，在在反反应应表表面形成一层化学生成物。面形成一层化学生成物。氧氧化化膜膜的的形形成成及及氧氧化化膜膜的的结结构构和和性性质质是是化化学学腐腐蚀的重要特征。蚀的重要特征。l致致密密的的氧氧化化物物膜膜（钝钝化化膜膜）能能阻阻止止进进一一步步的的腐腐蚀；蚀；Al2O3，SiO2，Cr2O3

4、l不不连连续续的的或或者者多多孔孔状状的的氧氧化化膜膜对对基基体体金金属属没没有有保护作用。保护作用。有有些些金金属属氧氧化化物物，如如Mo2O3、WO3在在高高温温下下具有挥发性，完全没有覆盖基体的保护作用。具有挥发性，完全没有覆盖基体的保护作用。因因此此要要提提高高金金属属耐耐化化学学腐腐蚀蚀的的能能力力，主主要要是是通通过过合合金金化化或或其其它它方方法法，在在金金属属表表面面形形成成一一层层稳稳定定的的、完完整整的的、致致密密的的并并与与基基体体结结合合牢牢固固的的氧氧化化膜膜（也也称称钝化膜）。钝化膜）。5电电化化学学腐腐蚀蚀的的特特点点：有有液液体体电电介介质质存存在在，不不同同金

5、金属属或或不不同同相相之之间间有有电电极极电电位位差差并并连连通通或或接接触触，同同时时有腐蚀电流产生。有腐蚀电流产生。l在在金金属属材材料料中中，电电化化学学腐腐蚀蚀是是由由金金属属材材料料中中不不同同相相之之间间的的电电极极电电位位的的不不同同，在在介介质质存存在在时时构构成成原电池原电池而产生的。而产生的。l在生产实际中遇到的腐蚀主要是电化学腐蚀。在生产实际中遇到的腐蚀主要是电化学腐蚀。2.电化学腐蚀电化学腐蚀 金金属属与与介介质质(电电解解质质溶溶液液,即即酸酸、碱碱、盐盐溶溶液液)发生电化学反应而产生的腐蚀。发生电化学反应而产生的腐蚀。电化学腐蚀：电化学腐蚀：Fe-3eFe3+6H+

6、6e=3H26 电化学腐蚀过程示意图电化学腐蚀过程示意图78 珠光体组织发生电化学腐蚀的示意图珠光体组织发生电化学腐蚀的示意图铁素体相的电极电位较负，成为阳极而被腐蚀；铁素体相的电极电位较负，成为阳极而被腐蚀；渗碳体相的电极电位较正，成为阴极而不被腐蚀渗碳体相的电极电位较正，成为阴极而不被腐蚀a)珠光体的电化学腐珠光体的电化学腐蚀原理蚀原理b)珠光体的微电池腐蚀珠光体的微电池腐蚀c)珠光体组织的成像珠光体组织的成像9均均匀匀腐腐蚀蚀：腐腐蚀蚀发发生生在在金金属属裸裸露露的的整整个个表表面面上上或或零零件件使使用用的的整整个个工工作作面面上上。又又称称一一般般腐蚀或连续腐蚀。腐蚀或连续腐蚀。晶晶

7、间间腐腐蚀蚀：晶晶界界的的电电极极电电位位低低于于晶晶内内，导导致晶界比晶内腐蚀程度大。致晶界比晶内腐蚀程度大。二、钢铁材料腐蚀的基本类型二、钢铁材料腐蚀的基本类型10点点腐腐蚀蚀：在在金金属属表表面面上上极极局局部部区区域域由由于于氯氯离离子子或或氯氯化化物物盐盐引引起起的的一一种种腐腐蚀蚀破破坏坏形形式式，它它是是由由钝钝化化膜膜的的局局部部破破坏坏所所引引起起的的。又又称称点点蚀蚀或孔蚀。或孔蚀。应应力力腐腐蚀蚀：在在张张应应力力状状态态和和特特定定的的腐腐蚀蚀介介质质（主主要要是是氯氯化化物物盐盐、碱碱的的水水溶溶液液以以及及蒸蒸汽汽介介质）作用下，材料发生破裂的现象。质）作用下，材料

8、发生破裂的现象。氢氢脆脆：在在张张应应力力状状态态作作用用下下的的金金属属合合金金，发发生生腐腐蚀蚀吸吸收收阴阴极极析析出出的的氢氢（或或其其它它氢氢）导导致致的脆化破裂。的脆化破裂。11腐腐蚀蚀疲疲劳劳：在在腐腐蚀蚀介介质质和和交交变变载载荷荷共共同同作作用用下发生的破坏。下发生的破坏。磨磨损损腐腐蚀蚀：在在同同时时存存在在着着腐腐蚀蚀和和机机械械磨磨损损时时，两者相互加速的腐蚀称为磨损腐蚀。两者相互加速的腐蚀称为磨损腐蚀。另外，由于宏观电池作用也会产生腐蚀。另外，由于宏观电池作用也会产生腐蚀。例例如如，金金属属构构件件中中铆铆钉钉与与铆铆接接材材料料不不同同、异异种种金金属属的的焊焊接接、

9、船船体体与与螺螺旋旋桨桨材材料料不不同同等等因电极电位差别而造成的腐蚀。因电极电位差别而造成的腐蚀。12腐腐蚀蚀速速度度应应取取决决于于单单位位时时间间内内从从阳阳极极上上溶溶解解的的金金属离子数属离子数，即等于单位时间内导线中流过的电量。，即等于单位时间内导线中流过的电量。在在腐腐蚀蚀之之后后，阴阴、阳阳极极的的电电位位会会发发生生变变化化，即即向向着着电电位位差差缩缩小小的的方方向向变变化化，使使原原电电池池的的电电动动势势减减小，这种电极电位的变化称为小，这种电极电位的变化称为极化。极化。一、极化现象一、极化现象阳极电位向正的方向的变化称为阳极电位向正的方向的变化称为阳极极化阳极极化。阴

10、极电位向负的方向的变化称为阴极电位向负的方向的变化称为阴极极化阴极极化。第二节第二节 极化与提高钢耐蚀性能的途径极化与提高钢耐蚀性能的途径13产生阳极极化的原因产生阳极极化的原因 主主要要是是由由于于在在腐腐蚀蚀过过程程中中形形成成有有保保护护作作用用的的钝钝化化膜膜阻阻碍碍了了阳阳极极金金属属和和溶溶液液的的直直接接接接触触，使使金金属属形形成成离离子子的的速速度度减减慢慢，因因而而降降低低了了阳阳极极表表面面的的电荷密度，从而升高了阳极的电极电位。电荷密度，从而升高了阳极的电极电位。产生阴极极化的原因产生阴极极化的原因 主主要要是是消消耗耗电电子子的的阴阴极极过过程程受受阻阻，使使阴阴极极

11、的的电电子子造造成成堆堆积积，升升高高了了阴阴极极表表面面的的电荷密度，从而导致阴极电位变负。电荷密度，从而导致阴极电位变负。1415常常用用的的铁铁、铬铬、镍镍、钛钛等等金金属属的的阳阳极极极极化化过过程具有独特的极化形式（程具有独特的极化形式（相同的规律相同的规律）：）：随随着着阳阳极极极极化化电电位位升升高高，腐腐蚀蚀电电流流不不是是均均匀匀降降低低，而而是是先先增增加加，然然后后减减少少到到最最小小，并并保保持持这这个个电电流流经经一一定定的的电电位位升升高高阶阶段段，然然后后电电流流再再增增加加。这这类类极极化化曲曲线线称称为为具具有有活活化化钝钝化化转转变变的的阳阳极极化曲线极极化

12、曲线。16极极化化的的作作用用对对提提高高金金属属材材料料的的耐耐蚀蚀性性意义很大：意义很大：l一一切切增增强强阳阳极极极极化化或或阴阴极极极极化化的的因因素素都能提高金属材料的耐蚀性能；都能提高金属材料的耐蚀性能；l或或者者说说一一切切去去阳阳极极极极化化或或去去阴阴极极极极化化的因素都降低金属材料的耐蚀性能。的因素都降低金属材料的耐蚀性能。二、提高钢耐蚀性能的途径二、提高钢耐蚀性能的途径17从从上上述述腐腐蚀蚀机机理理和和类类型型的的分分析析可可见见，要要解解决决金金属属的的电电化化学学腐腐蚀蚀问问题题，主主要要从从以以下下几几个个方方面入手：面入手：提高钢本身的耐蚀性能提高钢本身的耐蚀性

13、能降低环境介质的腐蚀性降低环境介质的腐蚀性改进结构设计改进结构设计18从从提高钢本身的耐蚀性能提高钢本身的耐蚀性能（即金属材料的成（即金属材料的成分、组织设计）来说，可以有以下途径：分、组织设计）来说，可以有以下途径：第三第三 减少微电池的数量，如使金属具有单相组织；减少微电池的数量，如使金属具有单相组织；第第二二 提提高高金金属属基基体体的的电电极极电电位位，降降低低原原电电池池的的电电动动势；势；第第一一 使使钢钢对对具具体体使使用用的的介介质质能能具具有有稳稳定定钝钝化化区区的的阳阳极极化曲线；极极化曲线；第第四四 使使金金属属表表面面形形成成稳稳定定的的钝钝化化膜膜，如如钢钢中中加加入

14、入硅硅、铝、铬等。铝、铬等。19一一、合合金金元元素素对对铁铁的的极极化和电极电位的影响化和电极电位的影响1.合合金金元元素素对对铁铁的的阳阳极极极化曲线的影响极化曲线的影响第三节第三节 合金元素对不锈钢的影响合金元素对不锈钢的影响 铬铬能能强强烈烈地地提提高高铁铁的的钝钝化化性性能能，它它能能明明显显降降低低C、D点点电电位位，升升高高F点点电电位位，并并使使C、D、F点点左左移移，因因此此铬铬是是改改善善铁铁耐耐蚀蚀性性的的最最有有效效的的合合金金元元素。素。图图1-23(b)合金元素对纯铁在硫酸中极化合金元素对纯铁在硫酸中极化曲线特性点位置的影响规律曲线特性点位置的影响规律20镍镍、硅硅

15、、钼钼等等也也不不同同程程度度地地扩扩大大钝钝化化区区，增增强强钝钝化化性性能能，所所以以它它们们也也是是不不锈锈钢钢合合金金化化的的有有效效合合金金元元素素；同同时时钼钼不不仅仅能能增增强强钝钝化化能能力力，而而且且还还可可升升高高F点点电电位位的的元元素素，说说明明钼钼的的钝钝化化能能够够提提高高钢抗点蚀的性能。钢抗点蚀的性能。212.合金元素对铁的电极电位的影响合金元素对铁的电极电位的影响一一般般说说来来，合合金金固固溶溶体体的的电电极极电电位位总总是是比比其其它它合合金金化化合合物物的的电电极极电电位位低低，因因此此在在电电化化学学腐腐蚀蚀过过程程中中，合合金金固固溶溶体体总总是是作作

16、为为阳阳极极而而被被腐腐蚀蚀。研研究究表表明明，钢钢中中加加入入Cr、Ni、Si等等元元素素均均能能提提高高铁铁的的电电极极电电位位。但但实实用用中中由由于于Ni较较缺缺，而而Si的的大大量量加加入入会会使使钢钢变变脆脆，因因此此只只有有Cr才才是是显显著著提提高高铁铁基基固固溶溶体体电电极极电电位位的的常常用用合合金金元素元素。22Cr含量对含量对Fe-Cr合金电极电位的影响合金电极电位的影响23Tammann定律：定律：铁铁基基固固溶溶体体（钢钢基基体体）中中Cr含含量量达达12.5%原原子子比比（即即1/8）时时，电电极极电电位位有有一一个个突突跃跃升升高高；当当Cr的的含含量量提提高高

17、到到25%原原子子比比（即即2/8）时时，铁铁基基固固溶溶体体的的电电极极电电位位又又有有一一个个突突跃跃的的升升高高。这这一一现现象象称称为为二二元元合合金金固固溶溶体体电电位位的的n/8规规律律。许许多多二二元元合合金金固固溶溶体体合金中存在这种规律。合金中存在这种规律。按按n/8规规律律，1/8值值时时铬铬不不锈锈钢钢 最最 低低 的的 铬铬 含含 量量 应应 为为11.7%（12.5%原原子子比比等等于于11.7%重量比）重量比）241.Me对铁基固溶体即钢的基体组织的影响对铁基固溶体即钢的基体组织的影响 首首先先取取决决于于所所加加入入的的合合金金元元素素是是相相稳稳定定元元素还是素

18、还是相稳定元素。相稳定元素。l相相稳稳定定元元素素占占优优势势时时可可获获得得单单相相基基固固溶溶体体合金；合金；l相相稳稳定定元元素素占占优优势势时时可可获获得得单单相相基基固固溶溶体体合金。合金。二、二、Me对不锈钢组织和力学性能的影响对不锈钢组织和力学性能的影响252.2.为为了了减减少少微微电电池池的的数数量量，可可将将金金属属材料设计成单相组织材料设计成单相组织l不不锈锈钢钢的的基基体体组组织织不不仅仅是是获获得得所所需需力力学学性性能能和和工工艺艺性性能能的的保保证证，还还是是不不锈锈钢钢具具有有良良好好耐耐蚀蚀性性能能的的组组织织保保证。证。l单单相相铁铁素素体体钢钢、单单相相奥

19、奥氏氏体体钢钢是是不不锈钢中耐蚀性能好的两类钢。锈钢中耐蚀性能好的两类钢。263.主要合金元素对不锈钢组织的影响主要合金元素对不锈钢组织的影响l碳碳作作为为不不锈锈钢钢中中的的合合金金元元素素，对对不不锈锈钢钢的的组组织织和和性性能能都都有有重重要要的的影影响响。碳碳是是稳稳定定奥奥氏氏体体的的合合金金元元素素，稳定奥氏体的能力约为镍含量的三十倍。稳定奥氏体的能力约为镍含量的三十倍。强化不锈钢的主要元素；强化不锈钢的主要元素；形成铬碳化物，消耗铬含量形成铬碳化物，消耗铬含量为什么为什么Cr12Cr12不是不锈钢，而不是不锈钢，而1Cr131Cr13是不锈钢？是不锈钢？27l铬铬是是不不锈锈钢钢

20、的的主主加加合合金金元元素素，而而铬铬又又是是稳稳定定铁素体的元素。铁素体的元素。u当当碳碳含含量量较较低低，含含铬铬量量在在13%时时，就就可可获获得得铁素体不锈钢铁素体不锈钢；u当当含含铬铬量量从从13%增增加加到到27%时时，由由于于含含铬铬量量的的增增加加，稳稳定定铁铁素素体体的的能能力力增增加加，故故钢钢中中碳碳含含量量可可增增加加到到0.05%0.2%，仍仍能能保保持持钢钢的的铁素体组织铁素体组织。28u当当铬铬含含量量在在12%18%时时，一一定定的的碳碳和和镍镍等等相相稳稳定定元元素素可可使使钢钢在在加加热热时时形形成成较多的较多的或或完全的完全的相相；u同同时时又又由由于于相

21、相稳稳定定元元素素含含量量不不是是很很多多，使使得得MS点点在在室室温温以以上上，所所以以这这类类钢钢淬淬火能产生马氏体，即为马氏体不锈钢。火能产生马氏体，即为马氏体不锈钢。29l镍镍是是不不锈锈钢钢中中三三个个重重要要的的元元素素（铬铬、碳碳、镍镍）之之一一，镍镍除除能能提提高高耐耐蚀蚀性性能能外外，还还是是相相稳稳定定元元素素，是是不不锈锈钢钢中中获获得得单单相相奥奥氏氏体体和和促促进进奥奥氏氏体体相相形形成成的主要元素。的主要元素。u单单独独使使用用镍镍的的低低碳碳镍镍钢钢，只只有有当当镍镍的的含含量量达达到到24%时时才才能能获获得得单单相相奥奥氏氏体组织体组织；30u镍镍和和铬铬的的

22、配配合合使使用用时时，如如当当含含镍镍量量高高于于3%，铬铬含含量量高高于于18%以以后后，铬铬、镍镍按按比比例例地地增增加加，可可以以获获得得铁铁素素体体-奥氏体双相不锈钢奥氏体双相不锈钢；u当当含含镍镍量量高高于于8%后后，铬铬含含量量在在18%27%的的范范围围内内使使不不锈锈钢钢获获得得单单相相奥奥氏氏体体组组织织。镍镍还还能能有有效效地地降降低低MS点点，使使奥氏体能保持到奥氏体能保持到-50以下。以下。31l其它元素其它元素对不锈钢组织的影响，可以应用对不锈钢组织的影响，可以应用Schaeffler组织图来分析。组织图来分析。u铁素体形成元素铁素体形成元素折合成折合成铬铬的作用的作

23、用铬当量铬当量，u奥氏体形成元素奥氏体形成元素折合成折合成镍镍的作用的作用镍当量镍当量。Cr当量当量=(Cr)+2(Si)+1.5(Mo)+5(V)+1.75(Nb)+1.5(Ti)+0.75(W)Ni当量当量=(Ni)+(Co)+0.5(Mn)+0.3(Cu)+25(N)+30(C)32不锈钢的组织图不锈钢的组织图（确定焊缝区组织的（确定焊缝区组织的Schaeffler图）图）334.4.合合金金元元素素对对不不锈锈钢钢力力学学性性能能的的影影响响主要取决于不锈钢的强化机制：主要取决于不锈钢的强化机制：l强强化化：铬铬、硅硅、碳碳等等合合金金元元素素提提供供了了基基体体的的固固溶溶强强化化、

24、相相变变强强化化、细细化化晶晶粒粒强强化化、第第二二相相（铁铁素素体体）强强化化、沉沉淀淀强强化化及及亚亚结结构构强强化化等等强强化化机机制制均均可可使使不不锈钢获得大幅度强化。锈钢获得大幅度强化。34l不锈钢的力学性能，除沉淀硬化型外，不锈钢的力学性能，除沉淀硬化型外，u马氏体不锈钢马氏体不锈钢具有较好的综合力学性能具有较好的综合力学性能；u铁铁素素体体+奥奥氏氏体体双双相相不不锈锈钢钢的的强强度度和和延延展展性性也较好也较好；u单单相相的的铁铁素素体体不不锈锈钢钢和和奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢的的强强度度性性能能相相近近，但但前前者者屈屈服服强强度度较较高高，而而后后者者的的延展性较好延展性

25、较好。35l韧韧化化：不不锈锈钢钢的的韧韧性性不不仅仅取取决决于于基基体体组组织织，而而且且还还受受钢钢中中碳碳、氮氮以以及及杂杂质质元元素素氧氧、硫、磷、锰、硅等的影响。硫、磷、锰、硅等的影响。u铁铁素素体体不不锈锈钢钢具具有有较较低低的的冲冲击击韧韧性性和和较较高高的的韧韧-脆脆转转变变温温度度；而而铁铁素素体体不不锈锈钢钢中中含含有有奥奥氏氏体体相相时时，其其冲冲击击韧韧性性得得到到改改善善，韧脆转变温度很快下降到了韧脆转变温度很快下降到了-50以下；以下；36u奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢具具有有很很高高的的冲冲击击韧韧性性和和很很低低的的韧韧脆脆转转变变温温度度，所所以以，奥奥氏氏体体不

26、不锈钢是很好的低温用钢。锈钢是很好的低温用钢。u钢钢中中的的碳碳、氮氮及及杂杂质质元元素素氧氧、硫硫、磷磷、锰锰、硅硅等等的的含含量量愈愈低低，不不锈锈钢钢的的韧韧脆脆转转变温度愈低。变温度愈低。u因因此此，工工程程上上对对不不锈锈钢钢中中杂杂质质元元素素的的净化具有重要的适用意义。净化具有重要的适用意义。37不锈钢合金化概括不锈钢合金化概括 *低碳低碳:耐蚀性要求愈高耐蚀性要求愈高,碳含量愈低。碳含量愈低。*合金元素合金元素:主加主加Cr。辅加辅加Ni、Mo、Cu、Ti、Nb、Mn 等。等。38第四节第四节 常用不锈钢常用不锈钢 a、铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢 b、马氏体型不锈钢马氏体型不

27、锈钢 c、奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢39一、铁素体型不锈钢一、铁素体型不锈钢1.化学成分特点化学成分特点:Wc=0.1%左右左右 WCr=17%牌号牌号:Cr13型型;Cr1619型（亦称型（亦称Cr17型）型）Cr2528型（亦称型（亦称Cr28型）型）4041热处理特点热处理特点:不能进行热处理强化。不能进行热处理强化。l铁素体不锈钢的脆性铁素体不锈钢的脆性 铁铁素素体体不不锈锈钢钢的的主主要要缺缺点点是是韧韧性性低低、脆脆性性大大。引引起起脆脆性性的的原原因因主主要要有有：粗晶脆性、粗晶脆性、相脆性和相脆性和475脆性脆性。粗粗晶晶脆脆性性铸铸态态下下的的粗粗大大晶晶粒粒组组织织不不能能通

28、通过过相相变变重重结结晶晶来来细细化化，压压力力加工当温度超过加工当温度超过850900以上，再结晶晶粒发生显著粗化。以上，再结晶晶粒发生显著粗化。相相脆脆性性高高含含量量Cr在在820开开始始形形成成相相。由由于于相相具具有有高高的的硬硬度度（68HRC以以上上），常常沿沿晶晶界界分分布布，故故引引起起很很大大的的脆脆性性，并并可可能能促促进进晶晶间间腐腐蚀蚀。对对于于已已形形成成的的相相的的钢钢，重重新新加加热热到到820以以上上保保温温相相重重新新溶溶入入铁素体，随后快冷，从而消除铁素体，随后快冷，从而消除相脆性，恢复钢的韧性。相脆性，恢复钢的韧性。475脆脆性性高高铬铬钢钢中中，Cr含

29、含量量大大于于15%时时，在在400525温温度度范范围围内内长长时时间间加加热热后后或或在在此此温温度度范范围围内内缓缓慢慢冷冷却却时时，钢钢在在室室温温下下变变得得很很脆脆，这这个个现现象象尤尤以以475加加热热最最甚甚，故故这这种种脆脆性性称称为为475脆脆性性。产产生生475脆脆性性原原因因是是475加加热热时时，铁铁素素体体内内固固溶溶的的Cr原原子子有有序序化化，形形成成富富Cr的的体体心心立立方方点点阵阵相相（80%Cr、20%Fe），相相在在100晶晶面面族族上上或或位位错错处析出，并度增加，韧性下降。可采取处析出，并度增加，韧性下降。可采取700-800 短时加热快冷予以消除

30、。短时加热快冷予以消除。42硝酸生产装置硝酸生产装置合成氨生产装置合成氨生产装置用用途途:化化工工设设备备中中要要求求耐耐蚀蚀性性高高、塑塑性性好好、强强度低的容器、管道等。度低的容器、管道等。431马马氏氏体体不不锈锈钢钢的的铬铬含含量量在在12%18%之之间间，和和铁铁素素体体不不锈锈钢钢相相比比，除除铬铬的的上上限限含含量量较较低低外外，还还含含有有一一定定量量的的C和和Ni等等相相稳稳定定元元素素，使使这这类类钢钢在在加加热热时时有有较较多多的的或或完完全全的的相相出出现现；又又因因稳稳定定化化元元素素含含量量不不多多，Ms在在室室温温以以上上，淬淬火火可可以以得得到到马马氏氏体，故此

31、称为马氏体不锈钢。体，故此称为马氏体不锈钢。2.马马氏氏体体不不锈锈钢钢的的化化学学成成分分 根根据据马马氏氏体体不不锈锈钢钢中中铬铬和碳的含量，可以将马氏体不锈钢分为三类：和碳的含量，可以将马氏体不锈钢分为三类：低碳及中碳的低碳及中碳的13%Cr钢；钢；高碳的高碳的18%Cr钢；钢；低碳的低碳的17%Cr-2%Ni钢钢二、马氏体型不锈钢二、马氏体型不锈钢4445二、马氏体型不锈钢热处理及应用二、马氏体型不锈钢热处理及应用0Cr134Cr13 淬透性高空冷便得淬透性高空冷便得M而得名。而得名。0Cr132Cr13 含含C量量低低具具有有良良好好的的综综合合机机械械性性能能，可可进进行行深深冲冲

32、、卷卷边边、焊焊接接等等，制制不不锈锈钢钢结结构构中（如汽轮机叶片等）中（如汽轮机叶片等）淬火淬火+高温回火高温回火3 Cr13、4Cr13 硬硬度度度度、焊焊接接性性差差，耐耐蚀蚀工工件件，医疗工具，不锈轴承，医疗工具，不锈轴承，淬火淬火+低回低回。弱腐蚀介质：大气、海水、淡水、水蒸汽。弱腐蚀介质：大气、海水、淡水、水蒸汽。46三、奥氏体型不锈钢奥氏体型不锈钢化化学学成成分分特特点点:Wc=0.08 0.14%、WCr=1719%、WNi=811%、Cu、Ti、Mo等。等。加加工工特特点点:不不能能进进行行热热处处理理强强化化,只只能能冷冷塑塑性性变变形形强化。强化。0Cr18Ni9 1Cr

33、18Ni9 0Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti含含C量量在在0.1%以以下下，通通常常为为单单相相A，比比马马氏氏体体不不锈锈钢钢的的耐耐蚀蚀性性好好，好好的的冷冷变变形形性性能能，有有好好的的韧韧性性，焊接性。焊接性。47热处理特点热处理特点:固溶处理固溶处理;稳定化处理稳定化处理;消除应力退火。消除应力退火。牌号牌号:0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti。用途用途:化工容器、管道等。化工容器、管道等。大型化工储罐大型化工储罐(304)(304)管板换热器管板换热器(304)48两两块块不不锈锈钢钢板板A和和B用用亚亚弧弧焊焊焊焊接接在在一一

34、起起，A为为1Cr18Ni9Ti，B为为1Cr18Ni9，在在使使用用了了一一段段时时间间后，发现某一块板离焊缝一段距离处出现锈迹。后，发现某一块板离焊缝一段距离处出现锈迹。（1）设计试验方案分析不锈钢板失效的原因）设计试验方案分析不锈钢板失效的原因（2）提出解决方案）提出解决方案49仔细取样仔细取样a、b、c和和d点，磨制金相试样；点，磨制金相试样；观观察察金金相相试试样样a,b和和d点点的的相相差差不不大大，但但c点点金金相相观观察察中中在在晶晶界界出出现现析析出物出物abcd50l对析出物和基体进行成分定点分析对析出物和基体进行成分定点分析-EPMAl对希出物进行选区电子衍射分析确定析出

35、物的类型和结构对希出物进行选区电子衍射分析确定析出物的类型和结构-TEMl分析晶间腐蚀的原因分析晶间腐蚀的原因l确立腐蚀模型确立腐蚀模型检测检测点点CrNiTi其它其它A18.69.10.671.7B17.49.7072.9C12.59.5078.0D18.39.3072.4晶界析晶界析出物出物86.52.3011.251521Cr18Ni91Cr18Ni9Ti53作业1.简述Cr,Ni和C三种元素对不锈钢的合金化作用。2.什么是n/8定律？3.铁素体不锈钢有哪些脆性？如何防治或消除？4.14Cr13马氏体不锈钢有哪些特点和应用？5.为什么1Cr18Ni9Ti较1Cr18Ni9钢不容易产生晶间腐蚀？54