第六章__不锈钢

1、第六章第六章 不锈钢不锈钢(STAINLESS STEELS) 不锈钢概述不锈钢概述o定义：在自然环境或定义：在自然环境或一定介质中具有耐腐一定介质中具有耐腐蚀性的钢种。蚀性的钢种。o不锈钢的主要性能指不锈钢的主要性能指标：耐蚀性标：耐蚀性o使用不锈钢的目的：使用不锈钢的目的： 提高材料耐蚀性，提高材料耐蚀性， 减少消耗，减少消耗， 延长使用寿命延长使用寿命第一节第一节 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护一、金属的化学腐蚀和电化学腐蚀一、金属的化学腐蚀和电化学腐蚀 腐蚀：金属和合金由于外部介质的化学作用和电化学作用腐蚀：金属和合金由于外部介质的化学作用和电化学作用而引起的破坏。分为化学腐蚀和电化

2、学腐蚀而引起的破坏。分为化学腐蚀和电化学腐蚀 1.化学腐蚀：化学腐蚀：金属在腐蚀过程中没有电流流动，腐蚀产物在金属在腐蚀过程中没有电流流动，腐蚀产物在 金属表面产生，如金属的高温氧化金属表面产生，如金属的高温氧化。 2.电化学腐蚀电化学腐蚀：腐蚀过程中有电流流动：腐蚀过程中有电流流动 产生条件（产生条件（1）金属各部位或不同金属间存在电极电位差；）金属各部位或不同金属间存在电极电位差； （2）电极电位不同的金属相接触或中间连接；）电极电位不同的金属相接触或中间连接； （3）各部位金属在同一电介质溶液中，且电介质）各部位金属在同一电介质溶液中，且电介质 相互联通。相互联通。二、二、 金属腐蚀破坏

3、的基本类型金属腐蚀破坏的基本类型o均匀腐蚀均匀腐蚀o晶间腐蚀晶间腐蚀o点蚀点蚀o应力腐蚀应力腐蚀o磨损腐蚀磨损腐蚀o腐蚀疲劳腐蚀疲劳应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹晶间腐蚀晶间腐蚀点蚀点蚀腐蚀腐蚀第二节第二节 对不锈钢性能要求及影响其耐蚀性因素对不锈钢性能要求及影响其耐蚀性因素一、一、 不锈钢工作条件及对性能的要求不锈钢工作条件及对性能的要求1.工作环境：工作环境： 宇航，海洋，石化，动力等等环境中许多设备长期在宇航，海洋，石化，动力等等环境中许多设备长期在腐蚀环境介质中工作，腐蚀是主要的失效原因之一腐蚀环境介质中工作，腐蚀是主要的失效原因之一。 2.性能要求：性能要求：（1）对具体使用环境，应具有尽

4、可能高的耐蚀性）对具体使用环境，应具有尽可能高的耐蚀性 某些不锈钢在特定的介质中耐蚀，在其他的介质中可能不耐蚀某些不锈钢在特定的介质中耐蚀，在其他的介质中可能不耐蚀（2）力学性能要求）力学性能要求（3）工艺性能要求）工艺性能要求 良好的冷热成型，焊接性能等良好的冷热成型，焊接性能等二、二、 工作介质对不锈钢耐蚀性的影响工作介质对不锈钢耐蚀性的影响 金属的耐蚀性与工作介质的种类、浓度、金属的耐蚀性与工作介质的种类、浓度、温度、压力等有关温度、压力等有关1.氧化性介质氧化性介质 （HNO3）该介质含氧量较高，容易在钢）该介质含氧量较高，容易在钢表面形成钝化膜。表面形成钝化膜。2. 非氧化介质非氧化

5、介质 （H2SO4，HCl，有机酸等），有机酸等） 介质含氧量低，钝化膜不易形成，甚至不介质含氧量低，钝化膜不易形成，甚至不能钝化。能钝化。三、三、 提高不锈钢耐蚀性途径提高不锈钢耐蚀性途径o提高电极电位提高电极电位o使金属表面钝化使金属表面钝化o使钢获得单相组织，并有均匀的化学成分，和使钢获得单相组织，并有均匀的化学成分，和高的纯净度高的纯净度1.合金元素对合金元素对不锈钢的钝化不锈钢的钝化的影响的影响o钝化钝化：某些金属在特定的环境下表面失去金属：某些金属在特定的环境下表面失去金属活性，呈现与惰性金属相似的特性活性，呈现与惰性金属相似的特性o钝化机制钝化机制：金属表面与周围介质生产一层极薄

6、：金属表面与周围介质生产一层极薄的氧化膜（钝化膜），作为金属与介质之间的的氧化膜（钝化膜），作为金属与介质之间的一个屏障，降低金属的腐蚀一个屏障，降低金属的腐蚀o钝化的作用钝化的作用：使金属在一定条件下，阳极反应：使金属在一定条件下，阳极反应受阻，从而提高耐蚀性受阻，从而提高耐蚀性o常用的钝化元素常用的钝化元素：Cr，Al，Si(Mo， Cu)2 合金元素对合金元素对Fe电极电位的影响电极电位的影响 一般讲，金属固溶体的电极电一般讲，金属固溶体的电极电位比化合物低，所以在腐蚀过位比化合物低，所以在腐蚀过程中，程中，金属固溶体作为阳极被金属固溶体作为阳极被优先腐蚀优先腐蚀。1）提高）提高Fe基体

7、的电极电位可提高基体的电极电位可提高耐蚀性耐蚀性2） Cr对对Fe基体的电极电位影响基体的电极电位影响的的n/8规律规律 Fe基固溶体的电极电位随基固溶体的电极电位随Cr含含量达到量达到Cr/Fe摩尔比的摩尔比的1/8,2/8,3/8n/8时，时，Fe的的电极电位会发生跳跃式升高，电极电位会发生跳跃式升高，腐蚀显著减弱的现象腐蚀显著减弱的现象 12.5%摩尔比摩尔比12.552/(12.552+87.555.8） 11.7重量比重量比 23.7重量比重量比 35.9重量比重量比 因此，因此，11.7是不锈钢是不锈钢Cr的最低含量的最低含量，但由于钢中，但由于钢中有有C的缘故，一部分碳与的缘故，

8、一部分碳与Cr形成碳化物，为使固溶体中形成碳化物，为使固溶体中的的Cr量不少于量不少于11.7，实际不锈钢中含实际不锈钢中含Cr量不低于量不低于13。3）不锈钢中的）不锈钢中的Cr含量含量3 合金元素对不锈钢基体组织的影响合金元素对不锈钢基体组织的影响 不锈钢的基体组织是获得所需力学性能和良不锈钢的基体组织是获得所需力学性能和良好耐蚀性的保证，好耐蚀性的保证，使钢在室温下得到单相组织使钢在室温下得到单相组织（A，F），就可以减少微电池的数量，提高耐），就可以减少微电池的数量，提高耐蚀性。蚀性。 合金元素影响合金元素影响： 1) 一类是扩大奥氏体形成元素：一类是扩大奥氏体形成元素：C，N，Mn，

9、Ni ,Cu等等 2) 一类是一类是F形成元素：形成元素：Cr，Si，Ti，Nb，Mo等等第三节、第三节、 不锈钢分类不锈钢分类o按耐蚀性分类按耐蚀性分类o按金相组织分类按金相组织分类o按化学成分分类按化学成分分类一、按耐蚀性分类一、按耐蚀性分类 按按平均腐蚀深度平均腐蚀深度或或腐蚀失重腐蚀失重来评级和分类来评级和分类：二、按金相组织分类二、按金相组织分类 按不锈钢在按不锈钢在900-1100加热并在加热并在空空气气中冷却后的基体中冷却后的基体组织分类：组织分类：铁素体不锈钢铁素体不锈钢奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢马氏体不锈钢马氏体不锈钢FA双相钢双相钢沉淀硬化不锈钢沉淀硬化不锈钢F形成元素占优势

10、形成元素占优势：F 奥氏体形成元素占优势奥氏体形成元素占优势：A 奥氏体形成元素不足不以使奥氏体形成元素不足不以使马氏体马氏体转变转变 Ms点降至室温以下点降至室温以下： M (F-M， A-M)A氏体形成元素氏体形成元素【Ni 】=1 Ni0.5Mn 30(CN) ； F形成元素形成元素【Cr】=1 Cr1 Mo 1.5 Si 0.5 Nb；三、按化学成分分类三、按化学成分分类oCr不锈钢不锈钢oCr-Ni不锈钢不锈钢oCr-Mn-N不锈钢不锈钢oCr-Mn-Ni-N不锈钢不锈钢 第四节第四节 铁素体、马氏体不锈钢铁素体、马氏体不锈钢oF，M不锈钢一般都是含不锈钢一般都是含Cr量较高的量较高

11、的Fe-Cr-C合金合金oCr13，为单相的，为单相的F，无，无 转变。转变。 12Cr15%时，在时，在400525 长时间长时间加热，或在此温度范围内缓冷，钢在室温下将加热，或在此温度范围内缓冷，钢在室温下将变得很脆，特别是在变得很脆，特别是在475 脆化最为明显，称脆化最为明显，称为为475 脆性。脆性。 原因是：原因是：475 加热时，加热时，F内的内的Cr原子趋原子趋于有序化，形成许多富于有序化，形成许多富Cr的小区域（的小区域（80Cr20Fe）并与母相共格，引起点阵畸变和）并与母相共格，引起点阵畸变和内应力，造成脆性，可通过在高于内应力，造成脆性，可通过在高于475 加热，加热，

12、随后快冷消除随后快冷消除。（4）高温脆性）高温脆性 F不锈钢在加热不锈钢在加热900-1100 以上，冷却以上，冷却到室温，会出现严重脆化，抗蚀性能也大大降到室温，会出现严重脆化，抗蚀性能也大大降低，称为高温脆性。低，称为高温脆性。 主要原因主要原因： 一是一是C，N较多的较多的F不锈钢冷却时，会在晶不锈钢冷却时，会在晶界处或位错处析出高界处或位错处析出高Cr碳化物和氮化物引起脆碳化物和氮化物引起脆性；性； 二是高温时，二是高温时，C，N在晶界吸附，使晶界区在晶界吸附，使晶界区稳定稳定A元素浓度增高，形成一层包围元素浓度增高，形成一层包围F晶粒的奥晶粒的奥氏体层，在冷却时转变为氏体层，在冷却时

13、转变为M，造成脆性，造成脆性3. F不锈钢的压力加工及热处理不锈钢的压力加工及热处理(1)锻轧锻轧 高高Cr铁素体不锈钢晶粒粗大，热加工时，一铁素体不锈钢晶粒粗大，热加工时，一般采用较低的始锻温度（般采用较低的始锻温度（1040-1120 ）终锻温度（终锻温度（700-800 ）(2)热处理热处理 为消除压力加工应力和获得成分均匀的为消除压力加工应力和获得成分均匀的F组组织，锻轧后需淬火或退火。加热温度一般不超织，锻轧后需淬火或退火。加热温度一般不超过过900 ，为防止，为防止相析出脆性和相析出脆性和475脆性，脆性，淬火、退火保温时间不能太长（淬火、退火保温时间不能太长（1h）退火至）退火至

14、600，快冷。，快冷。二、二、 M不锈钢不锈钢（一）特点（一）特点： 可热处理强化，较高的力学性能，但耐蚀性、塑性和焊接性能可热处理强化，较高的力学性能，但耐蚀性、塑性和焊接性能较其他不锈钢差。较其他不锈钢差。（二）化学成分和种类（二）化学成分和种类 化学成分：化学成分：1218Cr 0.10.9C 辅加一定的辅加一定的Ni，Mo 种类种类 ： （1）低中碳低中碳 13Cr型型：0Cr13（06Cr13），），1Cr13(12Cr13)，2Cr13(20Cr13)，3Cr13(30Cr13)，4Cr13(40Cr13) （2）高碳高碳 Cr18型型：9Cr18(95Cr18) ，9Cr18Mo

15、V(90Cr18MoV) （3）低碳低碳17Cr2%Ni:1Cr17Ni2(14Cr17Ni2) 压缩机转子，船舶压缩机转子，船舶尾轴尾轴（三）（三）Cr13型马氏体不锈钢型马氏体不锈钢1.Cr13型马氏体不锈钢室温型马氏体不锈钢室温平衡组织平衡组织 F碳化物碳化物2.特点特点 但由于但由于Cr较高，过冷奥较高，过冷奥氏体稳定性高，淬透性氏体稳定性高，淬透性高，空冷即可获得马氏高，空冷即可获得马氏体，所以又根据空冷的体，所以又根据空冷的金相组织可以金相组织可以Cr13型马型马氏体不锈钢分为：氏体不锈钢分为：0Cr13，1Cr13：MF钢钢2Cr13，3Cr13：M钢钢4Cr13：M碳化物钢碳化

16、物钢o软化处理软化处理：o 降低硬度，有利切削，消除锻轧应力防止开降低硬度，有利切削，消除锻轧应力防止开裂裂 1）高温回火）高温回火：700-800，2-6h空冷，得到回火空冷，得到回火 索氏体索氏体 2）完全退火）完全退火：840-900 ，2-4h，25 /h冷至冷至600 空冷，空冷， 组织为：组织为：F碳化物碳化物3. Cr13型马氏体不锈钢热处理型马氏体不锈钢热处理软化处理，淬火，回火软化处理，淬火，回火(2)淬火淬火 淬火温度：淬火温度：1000-1050 3Cr13，4Cr13 含碳量高，温度高些含碳量高，温度高些 淬火后组织：淬火后组织：0Cr13，1Cr13：FM 2Cr13

17、：M少量少量A 3Cr13：M少量少量A 4Cr13：M碳化物碳化物A Cr13型马氏体不锈钢淬火后，硬度高，内应力大，型马氏体不锈钢淬火后，硬度高，内应力大，易开裂，必须回火。易开裂，必须回火。 回火方式：回火方式： 低温回火：低温回火：要求高硬度，高耐磨性时要求高硬度，高耐磨性时 回火温度：回火温度： 200-250 3Cr13，4Cr13多采用低温回火：得到多采用低温回火：得到回火回火M碳化物碳化物A 高温回火：高温回火：要求综合力学性能的零件要求综合力学性能的零件 回火温度：回火温度：650-700 1Cr13 ，2Cr13常采用常采用 回火后的组织：回火后的组织：回火索氏体回火索氏体

18、 不宜中温回火不宜中温回火(400600)：475 脆性脆性 (3)回火回火（4）Cr13马氏体不锈钢主要用途马氏体不锈钢主要用途o价格最低的不锈钢价格最低的不锈钢o0Cr13 ，1Cr13，2Cr13 主要制作要求塑性、韧性高与受冲击载荷的零件，主要制作要求塑性、韧性高与受冲击载荷的零件，如汽轮机叶片，水压机阀，螺栓等，常温下耐蚀介质的如汽轮机叶片，水压机阀，螺栓等，常温下耐蚀介质的的容器的容器o3Cr13，4Cr13 主要用于要求高硬度又具有耐蚀性要求的零件或工主要用于要求高硬度又具有耐蚀性要求的零件或工具，如医疗器械，阀门，滚珠轴承等具，如医疗器械，阀门，滚珠轴承等（四）（四）1Cr17

19、Ni马氏体不锈钢马氏体不锈钢o化学成分：化学成分：1Cr17基础上添加基础上添加2的的Ni 17Cr2Ni0.1Co优点：具有优点：具有1Cr17的耐蚀性，又具有的耐蚀性，又具有Cr13型不锈型不锈钢的的力学性能，在海水及钢的的力学性能，在海水及HNO3中具有好的耐蚀中具有好的耐蚀性，用在船舶尾轴，压缩机转子等场合。性，用在船舶尾轴，压缩机转子等场合。o热处理：热处理： 软化退火同软化退火同Cr13型型 淬火：淬火：980-1000 ，油冷，油冷，MFA 回火：回火：低温回火：低温回火：275-350， 回火回火MF 高温回火：高温回火：600-700，回火索氏体回火索氏体F 因因475 脆性

20、，不宜在脆性，不宜在350-550 回火回火第五节第五节 奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢o不锈钢中用量最大的一种，约占不锈钢的不锈钢中用量最大的一种，约占不锈钢的2/3o优点：较好的耐蚀性，冷加工成型性，可焊性优点：较好的耐蚀性，冷加工成型性，可焊性o缺点：强度低，不能淬火强化，易受晶间腐蚀，缺点：强度低，不能淬火强化，易受晶间腐蚀，应力腐蚀应力腐蚀o分类（按化学成分分）：分类（按化学成分分）：CrNi，CrMnN，CrMnNiN一、一、CrNi型型A不锈钢不锈钢（一）（一）CrNi型型(18-8)奥氏体不锈钢型奥氏体不锈钢的钢种，成分和组织奥氏体不锈钢型奥氏体不锈钢的钢种，成分和组织 1.钢种和牌

21、号钢种和牌号GB/T-1220-20072. 18-8型奥氏体不锈钢成分特点型奥氏体不锈钢成分特点o低碳（超低碳）低碳（超低碳）o高高Cr（18），高），高Ni（9）：）：18-8 （1）为使）为使18Cr钢获得单相奥氏体，钢获得单相奥氏体，Ni必须达必须达到到9 （2）189Ni接近接近n/8规律的规律的n2时的电时的电极电位值，钢的耐蚀性达到较高水平极电位值，钢的耐蚀性达到较高水平o适当添加适当添加Ti，Nb，Mo等元素，消除晶间腐蚀，等元素，消除晶间腐蚀，提高抗点蚀能力提高抗点蚀能力3. 188不锈钢组织不锈钢组织o平衡组织：平衡组织： AFM23C6缓冷沿缓冷沿ES线析出碳化物线析出碳

22、化物 缓冷至缓冷至SK线以下，还要发生部线以下，还要发生部分分相转变为相转变为相相o奥氏体不锈钢是经淬火热奥氏体不锈钢是经淬火热处理得到处理得到：单一单一A 加热到加热到ES线以上，碳化物线以上，碳化物溶于溶于A中，经淬火，高温状中，经淬火，高温状态的碳等元素的过饱和固态的碳等元素的过饱和固溶体保持到室温，得到单溶体保持到室温，得到单一的奥氏体组织一的奥氏体组织d0Cr18Ni10Ti（06Cr18Ni11Ti）固溶状态组织）固溶状态组织（二）（二）188不锈钢冷、热加工不锈钢冷、热加工o热加工热加工：188具有良好的热塑性，但由于具有良好的热塑性，但由于钢在高温加热时易产生钢在高温加热时易产

23、生铁素体，其会降低铁素体，其会降低不锈钢的热塑性不锈钢的热塑性o冷变形加工冷变形加工：良好的冷变形能力，可以以此：良好的冷变形能力，可以以此强化钢材。但塑性大大下降，原因一是点阵强化钢材。但塑性大大下降，原因一是点阵畸变，二是形变诱发马氏体畸变，二是形变诱发马氏体o焊接焊接：焊接性好，但有：焊接性好，但有热裂热裂问题问题热裂热裂o焊接热裂焊接热裂：是出现在焊缝金属或接近母：是出现在焊缝金属或接近母材的焊缝热影响区的一种裂纹失效行为。材的焊缝热影响区的一种裂纹失效行为。o产生原因产生原因： 焊缝金属或与熔融金属接触的母材的晶焊缝金属或与熔融金属接触的母材的晶界有低熔点液态夹界有低熔点液态夹杂杂存

24、在有关存在有关； 单相奥氏体钢焊缝组织是粗大的柱状晶，单相奥氏体钢焊缝组织是粗大的柱状晶，有方向性，低熔点夹杂物分布其中，容有方向性，低熔点夹杂物分布其中，容易在凝固收缩时引起裂纹，裂纹可沿凝易在凝固收缩时引起裂纹，裂纹可沿凝固晶界扩展固晶界扩展。o防止方法防止方法：采用：采用复相组织的焊缝可复相组织的焊缝可消除（消除（+L ）；降低；降低s、C，夹夹杂。杂。（三）（三） 188的热处理的热处理o固溶处理固溶处理：（：（1050-1150水冷）水冷） 加热到单项加热到单项A区，快冷使区，快冷使A保持到保持到室温室温。 最低的强度，硬度，最高的耐蚀性。最低的强度，硬度，最高的耐蚀性。 钢焊接，热

25、加工，冷加工等应力消除钢焊接，热加工，冷加工等应力消除。 敏化处理敏化处理 18-8型奥氏体不锈钢固溶处理后再加热到型奥氏体不锈钢固溶处理后再加热到400-800 ，钢中的，钢中的Cr的碳化物析出强烈，使钢对晶间的碳化物析出强烈，使钢对晶间腐蚀更为敏感，不管是否有意为之，均称为敏化处理。腐蚀更为敏感，不管是否有意为之，均称为敏化处理。如焊接热影响区。如焊接热影响区。 消除方法：固溶处理来消除消除方法：固溶处理来消除o消除应力处理消除应力处理 （1）消除冷加工后的内应力，）消除冷加工后的内应力，250-450，1-2h，空冷，空冷 （2）消除冷加工对应力腐蚀的敏感性及焊接应力：）消除冷加工对应力

26、腐蚀的敏感性及焊接应力：850 保温，保温，对于不含对于不含Ti，Nb的不锈钢加热后快冷到的不锈钢加热后快冷到540 空冷（躲过空冷（躲过Cr23C6的析出温区），含的析出温区），含Ti，Nb的不锈钢直接空冷的不锈钢直接空冷o稳定化处理稳定化处理 针对含针对含Ti，Nb的的188奥氏体不锈钢而设计的热处理工艺，奥氏体不锈钢而设计的热处理工艺，加加Ti，Nb目的是与钢中碳反应生成目的是与钢中碳反应生成TiCNbC，而不生成，而不生成Cr23C6，就可以防止应力腐蚀。稳定化处理就是让钢中的，就可以防止应力腐蚀。稳定化处理就是让钢中的C只与只与Ti，Nb反应，而不和反应，而不和Cr反应，就是加热到高

27、于反应，就是加热到高于Cr23C6分解温度分解温度以上，但低于以上，但低于TiC和和NbC的溶解温度保温几个小时，再冷却到室的溶解温度保温几个小时，再冷却到室温，就可以实现不形成或少生成温，就可以实现不形成或少生成Cr23C6。 工艺：工艺：850-900，2-4h空冷空冷二、二、Cr-Mn，Cr-Mn-N，Cr-Mn-Ni-N奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢 由于由于Ni在全球都是稀缺资源，为了节省在全球都是稀缺资源，为了节省Ni，我国研制了很多节，我国研制了很多节Ni和无和无Ni的奥氏体的奥氏体不锈钢。大约有三种：不锈钢。大约有三种： Cr-Mn，以，以Mn代代Ni Cr-Mn-N，以，以Mn，N

28、代代Ni Cr-Mn-Ni-N，以，以Mn，N代替部分代替部分Ni1. Cr-Mn奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢o代表：代表：1Cr17Mn9o组织：因组织：因Mn稳定稳定A的能力不如的能力不如Ni,故故CrMn奥氏体不锈钢不能形成单一的奥氏体不锈钢不能形成单一的A组织，组织，而是两相而是两相(F+A)组织组织o耐蚀性：仅取决于耐蚀性：仅取决于Cro应用：一般的非强腐蚀介质环境中，如食品应用：一般的非强腐蚀介质环境中，如食品工业工业2.Cr-Mn-N奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢oN也是稳定也是稳定A元素，一般无元素，一般无Ni不锈钢以不锈钢以N代代Ni，一般含量为：，一般含量为：0.30.5。太高，钢。

29、太高，钢中易出现中易出现N以以N2 形式析出而形成气孔，而形式析出而形成气孔，而且易于与且易于与Ti结合成结合成TiN夹杂物夹杂物o代表：代表：0Cr17Mn13Mo2N，我国研制的，我国研制的一种双相（一种双相（AF）不锈钢，虽然冷热加工）不锈钢，虽然冷热加工性能差些，但耐蚀性不错，能部分代替性能差些，但耐蚀性不错，能部分代替1Cr18Ni9Ti和和1Cr18Ni2Mo2Ti等等o应用：化肥，化纤，印染等行业应用：化肥，化纤，印染等行业3. Cr-Mn-Ni-N奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢o用用Mn，N完全代替完全代替Ni，很难得到单一的，很难得到单一的A，但钢中少加点但钢中少加点Ni就能得到单

30、相就能得到单相A组织。组织。o代表：代表：1Cr18Mn8Ni5N(12Cr18Mn8Ni5N)o性能：良好的耐蚀性，较高的强度，塑性和性能：良好的耐蚀性，较高的强度，塑性和可焊性可焊性o应用：化肥，磷酸，醋酸等工业的耐蚀构件应用：化肥，磷酸，醋酸等工业的耐蚀构件三、奥氏体不锈钢的晶间三、奥氏体不锈钢的晶间腐蚀，应力腐蚀和点蚀腐蚀，应力腐蚀和点蚀 晶间腐蚀晶间腐蚀，应力腐蚀应力腐蚀和和点蚀点蚀是奥是奥氏体不锈钢使用过程中最为普遍氏体不锈钢使用过程中最为普遍的破坏形式，也是其使用的主要的破坏形式，也是其使用的主要缺点。缺点。1. 晶间腐蚀晶间腐蚀 敏化处理后的奥氏体不锈钢，在敏化处理后的奥氏体不

31、锈钢，在许多腐蚀环境中会发生晶间腐蚀，许多腐蚀环境中会发生晶间腐蚀，这是由于晶界贫这是由于晶界贫Cr造成的，在许造成的，在许多石油化工行业中常见。多石油化工行业中常见。 消除方法（消除方法（1）固溶处理；（）固溶处理；（2）降低含碳量，（降低含碳量，（3）加）加Ti，Nb稳稳定化处理（定化处理（4）改变晶界上碳化）改变晶界上碳化物析出数量及分布形态，减少在物析出数量及分布形态，减少在晶界的析出晶界的析出晶间腐蚀晶间腐蚀2. 应力腐蚀应力腐蚀o奥氏体不锈钢易发生应力腐奥氏体不锈钢易发生应力腐蚀。蚀。即即在特定合金在特定合金-环境体系环境体系中，应力与腐蚀共同作用引中，应力与腐蚀共同作用引起的破坏

32、起的破坏。应力腐蚀易在含。应力腐蚀易在含Cl的介质中发生，裂纹为的介质中发生，裂纹为树枝状。树枝状。o188型不锈钢强度低，易型不锈钢强度低，易发生滑移，当位错到达表面发生滑移，当位错到达表面时，使钝化膜发生破坏。时，使钝化膜发生破坏。o防止方法：从应力、介质和防止方法：从应力、介质和材料出发。材料出发。 发生应力腐蚀奥氏发生应力腐蚀奥氏体不锈钢管道内壁体不锈钢管道内壁应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹3.点蚀（孔蚀）点蚀（孔蚀）o腐蚀性阴离子在氧化膜表面吸附后穿过钝化腐蚀性阴离子在氧化膜表面吸附后穿过钝化膜所致。膜所致。o防止办法：加入防止办法：加入Cr，Mo，N等等第六节第六节 FA双相不锈钢双相不

33、锈钢o近几十年发展起来的新钢种近几十年发展起来的新钢种o组织：组织：AFo成分：成分：18-26Cr4-7NiMn，Mo，Cu，Ti，W，N等等o特点：兼具特点：兼具F不锈钢和不锈钢和A不锈钢的特性不锈钢的特性1. A的存在降低了钢的脆性，提高了钢的可焊的存在降低了钢的脆性，提高了钢的可焊性和韧性性和韧性2. F的存在提高了钢的屈服强度，抗应力腐蚀的存在提高了钢的屈服强度，抗应力腐蚀敏感性，敏感性，AF降低了钢晶间腐蚀的倾向降低了钢晶间腐蚀的倾向3. 存在脆性倾向，尤其是在焊接区，主要是存在脆性倾向，尤其是在焊接区，主要是，相沉淀和相沉淀和相析出引起。相析出引起。o热处理：热处理：1000-1

34、100淬火得到淬火得到60F40A第七节第七节 沉淀硬化不锈钢（超高强度钢）沉淀硬化不锈钢（超高强度钢）o分类分类o以以1Cr18Ni9钢为基础发展而来的钢为基础发展而来的奥氏体马氏奥氏体马氏体沉淀硬化不锈钢体沉淀硬化不锈钢o以以Cr13型马氏体不锈钢发展而来型马氏体不锈钢发展而来马氏体沉淀硬化马氏体沉淀硬化不锈钢不锈钢o特点：在形成马氏体基础上，经时效处理产生沉特点：在形成马氏体基础上，经时效处理产生沉淀强化，而得到超高强度。所以既具有淀强化，而得到超高强度。所以既具有Cr18Ni9钢优良的焊接性能，有具有马氏体钢的高强度钢优良的焊接性能，有具有马氏体钢的高强度1.应用：航空，宇航领域应用：

35、航空，宇航领域o代表钢种：代表钢种：0Cr17Ni7Al(07Cr17Ni7Al) 0Cr15Ni7Mo2Al(07Cr15Ni7Mo2Al)o组织特点：室温下是不稳定的组织特点：室温下是不稳定的Ao性能特点：较好的塑性和加工性能，焊接性能性能特点：较好的塑性和加工性能，焊接性能o热处理：含碳量低，成分设计上使热处理：含碳量低，成分设计上使Ms点略低于室点略低于室温，以便通过各种处理使不稳定的温，以便通过各种处理使不稳定的A转变成低碳马转变成低碳马氏体，然后在通过时效沉淀析出金属间化合物提高氏体，然后在通过时效沉淀析出金属间化合物提高强度强度o沉淀元素：沉淀元素：Al，Ti，Mo一一. 奥氏体奥氏体-马氏体沉淀硬化不锈钢马氏体沉淀硬化不锈钢o获得马氏体和进一步沉淀方法获得马氏体和进一步沉淀方法1.两次时效法两次时效法 钢经钢经1050固溶处理后，在固溶处理后，在750 保温保温1.5小时并空冷得到小时并空冷得到马氏体；在经过马氏体；在经过510-560 时效时效30分钟析出分钟析出Ni3Al强化相强化相2.冷处理时效冷处理时效 1050固溶处理后，在固溶处理后，在950保温保温1.5小时并空冷至室温，小时并空冷至室温，得到部分马氏体，再冷到得到部分马氏体，再冷到-73 进行冷处理，停留进行冷处理，停留8小时得到