不锈钢知识doc46-经营管理(编辑修改稿)

不锈钢知识doc46-经营管理(编辑修改稿)内容摘要：

有抵抗大气及弱腐蚀性介质的能力，并且具有良好的减震性及较小的线膨胀系数；后者的耐腐蚀性能与相同含铬量的铁素体耐酸钢相当，但在一定程度上也保留着高铬铁素体钢的某些缺点。 这类钢在正常淬火温度下处在 y 相区，但它们的 y 相仅在高温时稳定，M 点一般在 3OO℃ 左右，故冷却时转变为马氏体。 这类钢包括 2Cr13,2Cr13Ni2,3Cr13 以及部分改型 12％铬热强钢，如13Cr14NiWVBA， Cr11Ni2MoWVB 钢等。 马氏体不锈钢的机械性能、耐腐蚀性能、工艺性能与物理性能，均和含铬 12～ 14％的铁素体 马氏体不锈钢相近。 由于组织中没有游离的铁素体，机械性能比上述钢要高，但热处理时的过热敏感性较低。 —碳化物钢 Fe－ C 合金的并析点的含碳为 ％，在不锈钢中由于铬使 S 点左移，含 12％铬和大于 ％碳的钢（图 113），以及含 18％铬和大于 ％碳的钢（图卜） 3）均属于过共析钢。 这类钢在正常淬火温度加热，次生碳化物不能完全溶于奥氏体，因此淬火后的组织为马氏体和碳化物组 成。 属于这一类的不锈钢牌号不多，却是一些含碳比较高的不锈钢，如4Crl 9Cr1 9Crl8MoV 、 9Crl7MoVCo 钢等，含碳量偏上限的 3Crl3钢在较低的温度下淬火，也可能出现这样的组织。 由于含碳量高 ,上述9Cr18 等三个钢号中虽含有较多的铬，但其耐腐蚀性能仅与含 12～ 14％锗的不锈钢相当。 这类钢的主要用途是要求高硬及耐磨的零件，如切削工具、轴承、弹簧及医疗器械等。 这类钢含有较多扩大 y 区和稳定奥氏体的元素，在高温时为均为 y相，冷却时由于 Ms 点在室温以下，所以在常温下 具有奥氏体组织。 188， 18－ 1 25 2025Mo 等铬镍不锈钢，以锰代替部分镍并加氮的低镍不锈钢如 Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9,Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti钢等均属于这一类。 奥氏体不锈钢具有前已述及的许多优点，虽然机械性能也比较低，和铁素体不锈钢 —样不能热处理强化，但可以通过冷加工变形的方法，利用加工硬化作用提高它们的强度。 这类钢的缺点是对晶间腐蚀及应力腐蚀比较敏感，需通过适当地合金添加剂及工艺措施消除。 ２ －铁素体钢 这类钢因扩 大 y 区和稳定奥氏体元素的作用程度，不足以使钢在常温或很高的温度下具有纯奥氏体组织，因此为奥氏体－铁素体复相状态，其铁素体量也因成分及加热温度不同而可在较大的范围内变化。 属于这一类的不锈钢很多，如低碳的 18－ 8 铬镍钢，加钛、铌、钼的18－ 8 铬镍钢，特别是在铸钢的组织中均可见到铁素体，此外含铬大于14～ 15％而碳低于 0． 2％的铬锰不锈钢（如 Cr17Mnll），以及目前研究的和已获得应用的大多数铬锰氮不锈钢等。 与纯奥氏体不锈钢比较，这类钢的优点很多，如屈服强度较高，抗晶间腐蚀的能力较高，应力腐蚀的敏感性低，焊 接时产生热裂纹的倾向小，铸造流动性好等等。 缺点是压力加工性能较差，点腐蚀倾向较大，易产生 c 相脆性，在强磁场作用下表现出弱磁性等。 所有这些优点和缺点均来源于组织中的铁素体。 －马氏体钢 这类钢的 Ms 点低于室温，固溶处理以后为奥氏体组织，易于成形和焊接。 通常可用两种工艺方法使之发生马氏体转变。 一是固溶处理以后经700～ 800 度加热，奥氏体因析出碳化铬而转变为介稳定状态， Ms 点升高至室温以上，冷却时转变为马氏体；二是固溶处理以后直接冷却至Ms 与 Mf 点之间，使奥氏体转变为马氏体。 后一方法可获得较 高的耐腐蚀性能，但固溶处理以后至深冷的间隔时间不宜过久，否则会因奥氏体的陈化稳定作用而使深冷的强化效应降低。 经上述处理以后钢再经400～ 500 度时效，使析出金属间化合物进 —步强化。 这类钢的典型钢号有 17Cr 一 7Ni 一 A 15Cr－ 9Ni－ A1,17Cr—5Ni－ Mo、 15Cr8Ni－ Mo 一 A1 等等。 这类钢也称为奥氏体－马氏体时效不锈钢，并因为实际上这些钢的组织中除奥氏体和马氏体以外，还存在不同数量的铁素体，故也称为半奥氏体沉淀硬化不锈钢。 这类钢是 50 年代后期发展和应用的新型不锈钢，它们总的特点是强度高（ C 可达 100 一 150）及热强性好，但由于含铬量较低并在热处理时有碳化铬析出，因此耐腐蚀性能比标准的奥氏体不锈钢要低一些。 也可以说这类钢的高强度是在牺牲一部分耐腐蚀性能与其他性能（如非磁性）的情况下获得的，目前这类钢主要用于航空工业及火箭导弹生产方面，一般机械制造中应用尚不普遍，并且在分类上也有把它们纳为超高强度钢的一个系列。 不锈钢的耐蚀性能 腐蚀的种类和定义 一种不锈钢可在许多介质中具有良好的耐蚀性，但在另外某种介质中，却可能因化学稳定性低而发生腐蚀。 所以说，一种不锈钢不可能对所有介质都耐蚀。 在众多的工业用途中，不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。 根据使用的经验来看，除机械失效外，不锈钢的腐蚀主要表现在：不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀（亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀）。 这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。 事实上，很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。 金属的腐蚀，按机理可分为特理腐蚀、化学腐蚀与电化学腐蚀三种。 生活实际、工程实际中的金属腐蚀，绝大多数都属于电化学腐蚀。 应力腐蚀开裂（ SCC）：是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的 扩展而互生失效的一种通用术语。 应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但它也可能发生于韧性高的材料中。 发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。 型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。 这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。 在微观上，穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹，当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时（此处，承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力），则材料就按正常的裂纹（在韧性材 料中，通常是通过显微缺陷的聚合）而断开。 因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的 “韧窝 ”区域。 点腐蚀：点腐蚀是指在金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微而分散发生高度的局部腐蚀，常见蚀点的尺寸小于 ，深度往往大于表面孔径，轻者有较浅的蚀坑，严重的甚至形成穿孔。 晶间腐蚀：晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城，因而，它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物（如碳化物和 δ相）沉淀析出的有利区城。 因此，在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能 先行被腐蚀乃是不足为奇的。 这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀，大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。 晶间腐蚀是一种有选择性的腐蚀破坏，它与一般选择性腐蚀不同之处在于，腐蚀的局部性是显微尺度的，而宏观上不一定是局部的。 缝隙腐蚀：是指在金属构件缝隙处发生斑点状或溃疡形的宏观蚀坑，是局部腐蚀的一种形式，它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。 这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成，例如，在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。 全面腐蚀：是用 来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。 当发生全面腐蚀时，村料由于腐蚀而逐渐变薄，甚至材料腐蚀失效。 不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。 全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心，因为，这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。 均匀腐蚀：是指接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象。 根据不同的使用情况对耐蚀提出不同的指标要求，一般可分为两大类： 1. 不锈钢 指在大气及弱腐蚀介质中耐蚀的钢。 腐蚀速率小于 年的，认为是 完全耐蚀 ；腐蚀速率小于 ，认为是 耐蚀 的。 2. 耐蚀钢 指在各种强烈腐蚀介质中能耐蚀的钢。 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的 304 不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303 和 303Se 是分别含有硫和硒的易切 削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。 303Se 不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L 是碳含量较低的 304 不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。 较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 305 和 384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 308 不锈钢 用于制作焊条。 30 3 314 及 330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。 而 30S5 和 310S 乃是 309 和 310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。 330 不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性． 316 和 317 型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于 304 不锈钢。 其中， 316 型不锈钢由变种包括低碳不锈钢 316L、含氮的高强度不锈钢 316N 以及合硫量较高的易切削不锈钢 316F。 32 347 及 348 是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。 348 是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 表面加工等级、特征及用途 原面： 热轧后施以热处理及酸洗处理的表面。 一般用于冷轧材料，工业用槽罐、化学工业装置等，厚度较厚由。 钝面： 冷轧後经热处理、酸洗者，其材质柔软，表面呈银白色光泽，用於深冲压加工，如汽车构件、水管等。 雾面： 冷轧後经热处理、酸洗，再以精轧加工使表面为 适度之光亮者。 由於表面光滑，易於再研磨，使表面更加光亮，用途广泛，如餐具、建材等。 采用改善机械性能的表面处理后，几乎满足。