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1、不锈钢基础知识讲座报告不锈钢基础知识讲座报告一、不锈钢的涵义和分类 l1 涵义 不锈钢一般系不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢系指耐大气、和水等弱介质腐蚀的钢，而耐酸钢则系指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。 不锈钢与耐酸钢在合金化程度上有较大差异。不锈钢虽然具有不锈性，但并不一定耐酸；而耐酸钢一般则均具有不锈性。一、不锈钢的涵义和分类l2 分类 不锈钢钢种很多，性能又各异，常见的分类方法有： 按钢的组织结构分类，如马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢等。 按钢中的主要化学成分或钢中一些特征元素来分类，如铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等
2、。 按钢的性能特点和用途分类，如耐硝酸（硝酸级）不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强度不锈钢等。 按钢的功能特点分类，如低温不锈钢，无磁不锈钢，易切削不锈钢，超塑性不锈钢等。 二、不锈钢钢号的表示方法（略）三、不锈钢的钝性和腐蚀类型 l1.钝性 不锈钢的良好耐腐蚀性是基本其可钝化性。金属由于钝化所导致的状态，称为钝态或钝性。 钝性的破坏形式： (a) 钝性的化学破坏 (b) 钝性的机械破坏 三、不锈钢的钝性和腐蚀类型l2.腐蚀类型 不锈钢腐蚀可分为两大类，即均匀腐蚀和局部腐蚀。后者又分为晶间腐蚀，点腐蚀，缝隙腐蚀，电偶腐蚀，应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳等。 2.1 均匀腐蚀 2
3、.2 晶间腐蚀 2.3 点腐蚀 2.4 缝隙腐蚀 2.5 电偶腐蚀 2.6 应力腐蚀破裂 2.7 腐蚀疲劳四、钢类及其特点 l1.奥氏体不锈钢 1.1 奥氏体不锈钢涵义和成份 奥氏体不锈钢为面心立方结构的奥氏体组织。此类钢是不锈钢中种类最多、用量最大的一种(约占不锈钢产量6570%)。四、钢类及其特点 1.2 奥氏体不锈钢中的相 1.2.1 相l图1-1 Fe-Cr-Ni合金三元相图l(a)1100等温截面； (b)自1100 快冷至室温的合金组织 图图1-2 1-2 不锈钢焊缝金属的组织不锈钢焊缝金属的组织 l图1-3 室温下不锈钢的组织与铬镍当量的关系(Hammond图)lCr当理=%Cr
4、+1.5%Si+%Mo;Ni当量=%Ni+30(%C+%N)+0.5%Mnl图1-4 碳在Fe-18Cr-10Ni奥氏体中的溶解度 1.2.2 1.2.2 马氏体转变马氏体转变1.2.3 1.2.3 碳化物和氮化物碳化物和氮化物 1.2.4 金属间相 1.3 奥氏体钢的耐蚀性 1.3.1 均匀腐蚀 均匀腐蚀可用全浸失重试验测量，由以下公式计算腐蚀率。R=KW/ATD 图1-5 各种奥氏体不锈钢耐硫酸腐蚀性能(阴影区腐蚀速度0.1mm/a) l图1-6 不锈钢和高合金在80、 15%H2SO4中的腐蚀率l图1-7 硝酸对304不锈钢在100硫酸中腐蚀率的影响l图1-8 各种不锈钢在20 图1-9
5、 各种不锈钢等腐蚀曲线 lHCl中的腐蚀率 (腐蚀率为25g/(m2d) l图1-10 一些不锈钢在沸腾H3PO4中的腐蚀率 图1-11 316L，2RK65(00Cr20Ni25Mo4.5Cu)l在纯磷酸中等腐蚀图(腐蚀率0.1mm/a)l图1-12 不锈钢和高合金在沸腾85% H3PO4中腐蚀率l图1-13 304不锈钢在沸腾HNO3中的腐蚀率 l 图1-14l2R12(00Cr18Ni1O),2RE10(00Cr25Ni20Nb), 2RE69(00Cr25Ni22Mo2N)在HNO3中等腐蚀图 (腐蚀率0.1mm/a) 图1-15 在甲酸中316L(00Cr17Ni14MO2)2RK6
6、5(00Cr20Ni25Mo4.5Cu),Sanicro28(00Cr26Ni31Mo4Cu)等腐蚀图(腐蚀率0.1mm/a） l1.3.2 晶间腐蚀 l图1-16 碳含量对650敏化2小时的0Cr18Ni9不锈钢Hueg试验腐蚀速度的影响 图1-17 在10% FeCl3溶液中不锈钢和Ni合金的临界点蚀温度 l1.3.3 点腐蚀1.3.4 应力腐蚀 2.铁素体不锈钢l铁素体不锈钢是指含Cr量一般在1230%，结构为体心立方晶体的铁基合金。l2.1 分类l按主要合金元素Cr含量的范围，铁素体不锈钢可分以下三类：l(1) 低Cr铁素体不锈钢。l(2) 中Cr铁素体不锈钢。l(3) 高Cr铁素体不
7、锈钢。l按钢中杂质含量的多少，又可分为：l(1)普通铁素体不锈钢；l(2)高纯铁素体不锈钢钢号写作000Cr18Mo2(Ti)；l(3)超纯铁素体不锈钢钢号写作0000Cr18Mo2(Ti),C+N150ppm。lC0.03%时，成分标号前以00代表；C0.02%时，成分标号前以000代表；C0.01时，成分标号前以0000代表。 2.2 2.2 铁素体不锈钢的共性铁素体不锈钢的共性2.2.1 2.2.1 合金元素合金元素CrCr和和MoMo的作用的作用2.2.2 2.2.2 铁素体不锈钢中的相铁素体不锈钢中的相 l图2-1 铬钢中淬火温度对氮的沉淀的影响 l图2-2 铬钢中不同温度时C、N的
8、固溶度l 晶界沉淀 无晶界沉淀 l图2-3 铁-铬状态图 l图2-4 Cr含量对Fe-Cr合金形成相的临界时间的影响l组织为铁素体和碳化物；l组织为铁素体、碳化物和相；l组织为铁素体和碳化物；l组织为铁素体、碳化物和相 2.3 2.3 普通铁素体不锈钢普通铁素体不锈钢2.3.1 2.3.1 成分、组织和力学性能成分、组织和力学性能 2.3.2 2.3.2 耐蚀性耐蚀性 均匀腐蚀均匀腐蚀 晶间腐蚀晶间腐蚀 表3-8 热处理对热处理对Cr17(AISI430)及及Cr18Ni8(AISI304)不锈钢晶间腐蚀的影响不锈钢晶间腐蚀的影响不锈钢（AISI牌号） 沸腾的65% HNO3中的平均腐蚀速率，
9、 试 验 前 的 热 处 理430 304 704加热1小时后水淬1.010.01093加热1小时后水淬10.00.25表表3-9 3-9 热处理对于热处理对于热处理对于热处理对于0.095C-0.077N-0.095C-0.077N-26Cr26Cr（AISI446AISI446） N状 态腐蚀速率，1交货状态0.7621100,30min,水淬19.831100,30min,空冷20.324(2)+850,30min,水淬1.0751100,30min后，以12.5/min冷到1000，水淬19.486900，水淬0.697800，水淬0.518700，水淬0.469600，水淬0.64l
10、图2-5 Fe-Cr合金在0.1NNaCl溶液中(pH2,室温)的点蚀电位与合金中铬含量的关系l图2-6 在10%FeCl36H2O溶液中含Cr量对合金耐点蚀性的影响(室温，试验10天) 点腐蚀 2.4 2.4 高纯铁素体不锈钢高纯铁素体不锈钢 l图2-7 30Cr2Mo钢(C+N)含量对TIG焊缝金属的夏比冲击韧性的影响la：焊接金属中的CO21ppm；55ppm；l100ppml(N 7583ppm；O 3240ppm)lb：焊接金属中的N75ppm；l145ppm；260ppm；l(C 1024ppm；lO 1745ppm)lT.P.：半尺寸 6mm热轧板 l3马氏体不锈钢l3.1 马氏
11、体不锈钢的特征及性能 l3.2 耐蚀性 l4 双相不锈钢l4.1 双相不锈钢的涵义和特点 l4.2 双相不锈钢的化学成分 l4.3 双相不锈钢的组织 Scheaffler公式： Cr当量=Cr%+Mo%+1.5Si%+0.5Nb% Ni当量=Ni%+30C%+0.5Mn% Delong公式： Ni当量=Ni%+30（C+N）%+0.5Mn% l图4-1 P值对不同温度下铁素体含量的影响 4.4 4.4 热处理与相比例的关系热处理与相比例的关系 4.5 4.5 双相不锈钢中的组织转变双相不锈钢中的组织转变 l图4-2 加热温度对相比例的影响 l图4-3 U50双相不锈钢的 温度-时间-析出图 4
12、.6 4.6 力学性能力学性能 l图4-4 铁素体含量对双相钢屈服强度的影响l图4-5 铁素体含量对双相钢冲击韧性的影响 l图4-6 00Cr25Ni7Mo2Ti不同温度处理后的室温力学性能 l图4-7 AF2205双相钢时效时硬度的变化（105030min水冷固溶处理后） 4.7 4.7 双相不锈钢的焊接双相不锈钢的焊接4.8 4.8 双相不锈钢的耐蚀性双相不锈钢的耐蚀性4.8.1 4.8.1 均匀腐蚀均匀腐蚀 l图4-8 3RE60及316L在H3PO4中的等腐蚀图（0.1mm/a）l图4-9 Ferralium 255在H2SO4中的等腐蚀图（0.5mm/a） l图4-10 SAF2205在50% CH3COOH+HCOOH混酸中的耐蚀性 4.8.2 4.8.2 晶间腐蚀晶间腐蚀4.8.3 4.8.3 点蚀和缝隙腐蚀点蚀和缝隙腐蚀 l图4-11 相的析出对双相不锈钢点蚀电位的影响 l图4-12 N含量对Cr25Ni5Mo双相钢临界点蚀温度的影响 4.8.4 4.8.4 应力腐蚀应力腐蚀 l图4-13 25-5型双相不锈钢在MgCl2介质中的应力腐蚀行为l图4-14 18-5Nb双相不锈钢的点滴应力腐蚀行为（NaCl）l P所加载荷；Pb极限拉伸载荷谢谢！谢谢！结束结束
