不锈钢的冶炼.ppt

STS的冶金 冷轧品质技术科 童剑坪2005 10 13 目录 1 STS的概述2 不锈钢分类3 碳钢的特性3 1纯铁的晶体结构变化3 2钢的晶体结构变化4 不锈钢的特性4 1简述4 2铁素体不锈钢4 3马氏体不锈钢4 4奥氏体不锈钢4 5双相不锈钢4 6沉淀硬化不锈钢4 7UNSS41003抗腐蚀不锈钢 1 不锈钢的简述 不锈钢的发现 英国Sheffield大学的HarryBrearly在制造枪管的时候所发现的 不锈钢的定义 含Cr量超过11 的铁基合金 不锈钢的防腐原理 表面形成致密的氧化膜 2 不锈钢分类 不锈钢 铁素体不锈钢 430 马氏体不锈钢 410 奥氏体不锈钢 304 双相不锈钢 析出硬化不锈钢 多用途铁素体不锈钢 3CR12 晶体结构 3 碳钢的特性 1 纯铁的晶体结构变化 液态金属 铁素体 奥氏体 铁素体 原子自由能相当高 能够随机移动 性质 性质 性质 性质 1539 开始形成 BCC结构 具有磁性 910 开始形成 BCC结构 不具有磁性 1400 开始形成 FCC结构 没有磁性 铁素体 居里点 770 铁又具有磁性 性质 2 体积的变化 铁素体 奥氏体 铁素体 晶格参数发生变化 膨胀8 8 和冷缩 铁素体 冷缩 体积随着晶体结构的变化而发生变化 奥氏体的致密度为0 74 铁素体的致密度为0 68 晶格参数发生变化 缩小8 1 和冷缩 3 2钢的晶体结构变化 1 低碳钢的晶体结构变化 含C为0 05 液态合金 液态合金与 铁素体共存 铁素体 BCC结构 奥氏体 FCC结构 铁素体和渗碳体Fe3C 碳原子进入Fe原子之间的空隙 形成固溶体 形成完整的固溶体 晶体结构发生变化 形成内完整的 奥氏体 铁素体 晶体结构发生变化 形成内完整的 铁素体 多余的碳析出 形成渗碳体Fe3C Fe3C硬而脆 2 中高碳钢的晶体结构变化 含C为0 6 液态合金 液态合金与 奥氏体共存 奥氏体 FCC结构 铁素体和渗碳体Fe3C 碳原子进入Fe原子之间的空隙 形成固溶体 形成内完整的 奥氏体 在723 相对多碳奥氏体直接转变成等量的渗碳体 3 高速冷却中高碳钢 液态合金 液态合金与 奥氏体共存 奥氏体 FCC结构 马氏体组织 碳原子进入Fe原子之间的空隙 形成固溶体 形成内完整的 奥氏体 快速冷却 碳原子不能到达平衡位置 铁原子被固定在扭曲的而且高压的四角晶体结构中 奥氏体 FCC结构 钢特性的应用 钢性能的获得 通过不同的冷却速度来提高钢的某些性能 焊接带的影响 高碳钢在焊缝周围形成马氏体 使焊接带变脆 内应力的释放 降低了成形所产生的压力 热处理工艺的确定 根据晶体结构的变化 确定优良的热处理工艺 获得生产中所期望的晶粒尺寸 4 不锈钢的特性 4 1简述 Cr 晶体结构中 Cr原子占据了部分Fe原子的位置 形成置换式固溶体 生产致密的氧化膜 具有良好的防腐蚀作用 环 奥氏体和铁素体之间有分层面 奥氏体化元素可以移动 环 使FCC奥氏体相区扩大 4 2铁素体不锈钢 定义 从室温到熔融状态的整个温度范围内都保持BCC结构 碳的作用 上限为0 06 主要是形成复杂的Cr C化合物 呈弥散状态分布 1 铁素体不锈钢简述 液态合金 完整的铁素体组织 液态合金和铁素体组织 2 晶体结构的变化 BCC结构铁素体 Cr原子置换部分铁原子形成 没有固态相的转变 3 铁素体不锈钢特性 具有磁性 不能通过热处理来硬化 加热或冷却过程中无晶体结构转化 脆性 防腐性能 较好 提高Cr含量和添加Mo 可以提高不锈钢的防腐性能 热脆 添加少量的Ni 提高抗高温脆化性能 冷脆 降低碳氮的含量 4 3马氏体不锈钢 液态合金 有奥氏体组织生成 液态合金和铁素体组织 马氏体组织 1 晶体结构的变化 条件 急速冷却 穿过 环 生成奥氏体 2 马氏体不锈钢特性 马氏体不锈钢 4 4奥氏体不锈钢 1 奥氏体不锈钢简述 奥氏体化元素移动 环并扩大奥氏体相范围 主要的奥氏体化元素有C N Mn Ni等 Ni是最主要的 Mn可以部分代替Ni 200系 图6是C元素的作用 Ni的作用 移动 环 使奥氏体相进入高Cr区 使奥氏体在低温下稳定化 2 奥氏体不锈钢特性 奥氏体不锈钢 组织 成分 1 全部奥氏体组织2 Cr 13 26 Ni 7 5 低C 性能 优点 1 优良的焊接性能2 可以通过冷加工提高强度 不能通过热处理来完成3 无磁性4 晶体结构稳定 缺点 1 较高的温度下 浓度较高的酸可能会破坏氧化膜可导致不锈钢产生全面的腐蚀 2 点蚀 Pittingcorrosion 加Mo可以改善3 应力腐蚀开裂 SCC 4 5双相不锈钢 双相不锈钢 成分 组织 性能 1 双相组织 F A 70 30 50 50 2 Cr 18 28 Ni 4 5 8 3 Ferrite和Austenite的分布和尺寸由热加工循环和热处理工艺决定 1 磁性 2 不能通过热处理来强化 3 良好的机械物理性能 4 良好的防腐蚀性能 双相不锈钢简述 4 6沉淀硬化不锈钢 沉淀硬化不锈钢 成分 组织 性能 易于加工 可以通过时效处理来强化 具有很高的强度 可以焊接 但必须要焊后热处理 1 沉淀硬化不锈钢有三种类型 马氏体型 半奥氏体型 奥氏体型 2 热处理产生碳化物沉淀析出3 不同种类的具有不同的晶体结构 沉淀硬化不锈钢简述 4