不锈钢解析课件

第五章不锈钢第五章不锈钢第五章-不锈钢--解析课件第五章-不锈钢--解析课件第五章-不锈钢--解析课件第五章-不锈钢--解析课件

1950年的世界不锈钢产量还不到100万吨，2005年全球不锈钢超量超过了2500万吨，2006年全球不锈钢生产量将超过2600万吨。55年来，不锈钢的年均消费量增长6.7%，不锈钢增长了25倍。1950年的世界不锈钢产量还不到100万吨，2005年第五章-不锈钢--解析课件不锈钢定义：

“不锈钢”是一种习惯叫法，我们所说的不锈钢实际包括“不锈钢”和“耐酸钢”。不锈钢——在空气中耐腐蚀的钢。耐酸钢——在各种侵蚀性较强的酸性介质中耐腐蚀的钢。通常，我们把不锈钢和耐酸钢统称为不锈耐酸钢，习惯上称为“不锈钢”。不锈钢定义：不锈钢的发明是世界冶金史上的一重大成就。

20世纪初，法国（1904-1906）发现了Fe-Cr合金英国（1909-1911）发现了Fe-Cr-Ni合金同期德国提出了不锈性和钝化理论。发展历史不锈钢的发明是世界冶金史上的一重大成就。发展历史

40-50年代，节Ni的Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-N不锈钢、超低碳奥氏体不锈钢；

60年代，1：1的双相不锈钢和高纯铁素体以及马氏体时效不锈钢取得进展；随后，通过化学成分（C、Cr、Ni）的调整和合金元素（Mo、Cu、Si、N、Mn、Nb）的填加，降低夹杂物，改善其使用性能，适应不同环境的要求。

发展历史40-50年代，节Ni的Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-要求不锈钢要满足下列要求：1.耐腐蚀性2.有良好的力学性能3.有良好的工艺性：热加工成型性冷成型性切削加工性焊接性4.良好的经济性要求不锈钢要满足下列要求：1.耐腐蚀性按钢的组织结构分类可分为：奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。奥氏体不锈钢铁素体不锈钢双相不锈钢几种不锈钢的显微组织分类按钢的组织结构分类可分为：奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体按钢的化学成分分类可分为：Cr不锈钢（400系）、Cr-Ni不锈钢（300系）、Cr-Mn-N-Ni不锈钢（200系）、超低碳不锈钢、高纯不锈钢等。按钢的功能分类可分为：低温不锈钢、耐热不锈钢、耐磨不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢和超塑性不锈钢等。分类按钢的化学成分分类可分为：Cr不锈钢（400系）、Cr-Ni14不锈钢的分类方法很多，按主要化学成份可分为铬系不锈钢（俗称400系）、铬镍不锈钢&铬镍钼不锈钢（俗称300系）、铬锰氮不锈钢（俗称200系）。近些年来，中国不锈钢粗钢产量中，200系占比显著偏高。不锈钢按主要化学成份可分为400系、300系、200系。中国不锈钢粗钢产量中200系占比显著偏高。资料来源：JindalStainless、富宝金属14不锈钢的分类方法很多，按主要化学成份可分为铬系不锈钢（俗第五章-不锈钢--解析课件16300系不锈钢含镍量最高，达到8%-10%，代表品种304主要应用于医药、机械、餐具等领域；400系不锈钢含镍量最低，含镍量不超过0.60%，代表品种430主要应用于耐热器具、家电产品等；200系不锈钢含镍量为3.5%-5.5%（也有部分国家如印度京德勒含镍量仅为1.5%），代表品种201主要应用于照明设备等干燥环境下。资料来源：JindalStainless16300系不锈钢含镍量最高，达到8%-10%，代表品种3第五章-不锈钢--解析课件第五章-不锈钢--解析课件一、金属腐蚀的基本概念腐蚀是在外界介质的作用下使金属逐渐受到破坏的过程。腐蚀按照其化学原理可分为两类：电化学腐蚀：Fe-3e＝Fe3+6H++6e=3H2化学腐蚀：4Fe+3O2＝2Fe2O3Fe+2H2O═Fe(OH)2+H25.1金属腐蚀类型与提高耐腐蚀性的途径一、金属腐蚀的基本概念电化学腐蚀：Fe-3e＝Fe3化学腐蚀的特点：不产生腐蚀电流，在反应表面形成一层化学生成物。氧化膜的形成及氧化膜的结构和性质是化学腐蚀的重要特征。致密的氧化物膜（钝化膜）能阻止进一步的腐蚀；不连续的或者多孔状的氧化膜对基体金属没有保护作用。化学腐蚀的特点：不产生腐蚀电流，在反应表面形成一层化学生成物例如，有些金属氧化物，如Mo2O3、WO3在高温下具有挥发性，完全没有覆盖基体的保护作用。因此要提高金属耐化学腐蚀的能力，主要是通过合金化或其它方法，在金属表面形成一层稳定的、完整的、致密的并与基体结合牢固的氧化膜（也称钝化膜）。

例如，有些金属氧化物，如Mo2O3、WO3在高温下具有挥发性在生产实际中遇到的腐蚀主要是电化学腐蚀。钢的电化学腐蚀主要形式有均匀腐蚀、点腐蚀、晶界腐蚀、应力腐蚀、磨损腐蚀等。二、钢铁材料腐蚀的基本类型在生产实际中遇到的腐蚀主要是电化学二、钢铁材料不同组织、成分、应力区域之间都可构成微电池。不同组织、成分、应力区域之间都可构成微电池。电化学腐蚀的特点：有液体电介质存在，不同金属或不同相之间有电极电位差并连通或接触，同时有腐蚀电流产生。在金属材料中，电化学腐蚀是由金属材料中不同相之间的电极电位的不同，在介质存在时构成原电池而产生的。在生产实际中遇到的腐蚀主要是电化学腐蚀。

电化学腐蚀的特点：有液体电介质存在，不同金属或不同相之间有电均匀腐蚀：腐蚀发生在金属裸露的整个表面上或零件使用的整个工作面上。又称一般腐蚀或连续腐蚀。点腐蚀：在金属表面上极局部区域由于氯离子或氯化物盐引起的一种腐蚀破坏形式，它是由钝化膜的局部破坏所引起的。又称点蚀或孔蚀。均匀腐蚀：腐蚀发生在金属裸露的整个表面上或零件使用的整个工作晶间腐蚀：晶界的电极电位低于晶内，导致晶界比晶内腐蚀程度大。晶间腐蚀：晶界的电极电位低于晶内，导致晶界比晶内腐蚀程度大。应力腐蚀：在张应力状态和特定的腐蚀介质（主要是氯化物盐、碱的水溶液以及蒸汽介质）作用下，材料发生破裂的现象。磨损腐蚀：在同时存在着腐蚀和机械磨损时，两者相互加速的腐蚀称为磨损腐蚀。对不锈钢来说，晶间腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀是不允许发生的，凡是有其中一种腐蚀，即认为不锈钢在该介质中是不耐蚀的。第五章-不锈钢--解析课件答案请你当医生

格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她开怀大笑的时候，人们可以发现她一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的—这是她富有的标志：另一颗是不锈钢的—这是一次车祸后留下的痕迹。令人百思不解的是，自从车祸以后，格林太太经常头痛、夜间失眠、心情烦躁…医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未有好转…

一位年轻的化学家来看望格林太太，并为她揭开了病因。

化学家发现了什么？你能为格林太太开一个药方吗？答案请你当医生格林太太是位漂亮、开朗、乐真相永远只有一个：由于金与铁（钢的主要成分）是活动性不同的两种金属，唾液中含有电解液，故构成了原电池，产生了微小的电流，使得格林太太头疼，因此必须换掉其中的一颗假牙。真相永远只有一个：由于金与铁（钢的主要成分）是活动性不同的两从上述腐蚀机理和类型的分析可见，要解决金属的电化学腐蚀问题，主要从以下几个方面入手：提高钢本身的耐蚀性能降低环境介质的腐蚀性采用机械保护或覆盖层提高钢的耐蚀性能的途径从上述腐蚀机理和类型的分析可见，要解决金属的电化学腐蚀问题，从提高钢本身的耐蚀性能（即金属材料的成分、组织设计）来说，可以有以下途径：第三使钢获得单相组织，降低微电池的数量；第二是提高不锈钢固溶体的电极电位或形成稳定的钝化区，降低微电池的电动势；第一使钢的表面形成稳定的保护膜，如钢中加入硅、铝、铬等；从提高钢本身的耐蚀性能（即金属材料第三使钢获得单相组织不锈钢的钝化钝化是指某些金属在特殊的环境下失去了金属活性，呈现与惰性金属相似的特性。钝化可改变金属表面状态，使电极电势升高。向钢中加入铬、铝、硅等元素，可在钢表面生成Cr2O3、Al2O3和SiO2等致密的钝化膜，起到防腐蚀作用。其中铬是最有效的元素，这就是不锈钢中加入铬元素的主要作用之一。另外，合金元素钼的加入可以进一步增强不锈钢的钝化作用，因此能提高钢在氧化性及非氧化性介质中的耐蚀性。不锈钢的钝化钝化是指某些金属在特殊的环境下失去了金属活性，呈合金元素对铁的电极电位的影响一般说来，合金固溶体的电极电位总是比其它合金化合物的电极电位低，因此在电化学腐蚀过程中，合金固溶体总是作为阳极而被腐蚀。研究表明，钢中加入Cr、Ni、Si等元素均能提高铁的电极电位。但实用中由于Ni较缺，而Si的大量加入会使钢变脆，因此只有Cr才是显著提高铁基固溶体电极电位的常用合金元素。合金元素对铁的电极电位的影响Cr对Fe-Cr合金电极电势的影响(n(Q)为铬与铁的物质的量比)Cr对Fe-Cr合金电极电势的影响Tammann定律：铁基固溶体中Cr含量达12.5%原子比（即1/8）时，电极电位有一个突跃升高；当Cr的含量提高到25%原子比（即2/8）时，铁基固溶体的电极电位又有一个突跃的升高。这一现象称为二元合金固溶体电位的n/8规律。许多二元合金固溶体合金中存在这种规律。Tammann定律：铁基固溶体中Cr含量达12.5%原子比（Me对不锈钢组织和力学性能的影响Me对铁基固溶体即钢的基体组织的影响

首先取决于所加入的合金元素是α相稳定元素；还是γ相稳定元素。α相稳定元素占优势时可获得单相α基固溶体合金；γ相稳定元素占优势时可获得单相γ基固溶体合金。Me对不锈钢组织和力学性能的影响为了减少微电池的数量，可将金属材料设计成单相组织不锈钢的基体组织不仅是获得所需力学性能和工艺性能的保证，还是不锈钢具有良好耐蚀性能的组织保证。单相铁素体钢、单相奥氏体钢是不锈钢中耐蚀性能好的两类钢。为了减少微电池的数量，可将金属材料设计成单相组织

三、合金元素对不锈钢基体组织的影响不锈钢的基体组织在室温下获得单相的组织(如单相铁素体和单相奥氏体)就可以减少微电池数目，这样钢的耐蚀性就得提高。当Cr的质量分数达到12.7％时，它能封闭γ相区，形成单一铁素体组织。为了获得单一奥氏体组织，若单独加镍元素，其加入Cr的质量分数必须达到30％以上；若镍与铬复合加入，则可减小钢中Cr的质量分数。因此，应对合金成分加以适当搭配,普通奥氏体不锈钢中Cr-Ni的搭配为：

w(Cr)=18％、w(Ni)=8％，一般称这类钢为18-8型奥氏不锈钢。三、合金元素对不锈钢基体组织的影响不锈钢的基体组织在室温下主要合金元素对不锈钢组织的影响碳作为不锈钢中的合金元素，对不锈钢的组织和性能都有重要的影响。碳是奥氏体的合金元素，稳定奥氏体的能力约为镍含量的三十倍。主要合金元素对不锈钢组织的影响但碳与铬的亲和力很大，能形成一系列的复杂的碳、铬化合物，钢中C的质量分数越大，钢的耐蚀性越低。因此，不锈钢中C的质量分数一般比较小，大多数不锈钢中w(C)=0.1-0.2％，C的质量分数不超过0.4％，只有在少数情况下，为了获得高硬度、高耐磨性(如轴承、弹簧等)，才将C的质量分数增大；为了保证钢的耐蚀性，Cr的质量分数相应也要增大，如9Cr18钢。但碳与铬的亲和力很大，能形成一系列的复杂的碳、铬化合物，钢中铬是不锈钢的主加合金元素，而铬又是稳定铁素体的元素。当碳含量较低，含铬量在13%时，就可获得铁素体不锈钢；当含铬量从13%增加到27%时，由于含铬量的增加，稳定铁素体的能力增加，故钢中碳含量可增加到0.05%~0.2%，仍能保持钢的铁素体组织。铬是不锈钢的主加合金元素，而铬又是稳定铁素体的元素。当铬含量在12%~18%时，一定的碳和镍等γ相稳定元素可使钢在加热时形成较多的或完全的γ相；同时又由于γ相稳定元素含量不是很多，使得MS点在室温以上，所以这类钢淬火能产生马氏体，即为马氏体不锈钢。当铬含量在12%~18%时，一定的碳和镍等γ相稳定元素可使钢镍是不锈钢中三个重要的元素（铬、碳、镍）之一，镍除能提高耐蚀性能外，还是γ相稳定元素，是不锈钢中获得单相奥氏体和促进奥氏体相形成的主要元素。单独使用镍的低碳镍钢，只有当镍的含量达到24%时才能获得单相奥氏体组织；镍是不锈钢中三个重要的元素（铬、碳、镍）之一，镍除能提高耐蚀镍和铬的配合使用时，如当含镍量高于3%，铬含量高于18%以后，铬、镍按比例地增加，可以获得铁素体-奥氏体双相不锈钢；当含镍量高于8%后，铬含量在18%~27%的范围内使不锈钢获得单相奥氏体组织。镍还能有效地降低MS点，使奥氏体能保持到-50℃以下。镍和铬的配合使用时，如当含镍量高于3%，铬含量高于18%以后合金元素对不锈钢力学性能的影响主要取决于不锈钢的强化机制：强化：铬、硅、碳等合金元素提供了基体的固溶强化、相变强化、细化晶粒强化、第二相（δ铁素体）强化、沉淀强化及亚结构强化等强化机制均可使不锈钢获得大幅度强化。合金元素对不锈钢力学性能的影响主要取决于不锈钢的强化机制：不锈钢的力学性能，除沉淀硬化型外，马氏体不锈钢具有较好的综合力学性能；铁素体+奥氏体双相不锈钢的强度和延展性也较好；单相的铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的强度性能相近，但前者屈服强度较高，而后者的延展性较好。

不锈钢的力学性能，除沉淀硬化型外，韧化：不锈钢的韧性不仅取决于基体组织，而且还受钢中碳、氮以及杂质元素氧、硫、磷、锰、硅等的影响。铁素体不锈钢具有较低的冲击韧性和较高的韧-脆转变温度；而铁素体不锈钢中含有奥氏体相时，其冲击韧性得到改善，韧脆转变温度很快下降到了-50℃以下；韧化：不锈钢的韧性不仅取决于基体组织，而且还受钢中碳、氮以及奥氏体不锈钢具有很高的冲击韧性和很低的韧脆转变温度，所以，奥氏体不锈钢是很好的低温用钢。钢中的碳、氮及杂质元素氧、硫、磷、锰、硅等的含量愈低，不锈钢的韧脆转变温度愈低。因此，工程上对不锈钢中杂质元素的净化具有重要的适用意义。

奥氏体不锈钢具有很高的冲击韧性和很低的韧脆转变温度，所以，奥根据不锈耐蚀钢的基本组织,可分为:马氏体不锈钢

Cr13型不锈钢,高温加热淬火后基体为马氏体；铁素体不锈钢如0Cr17Ti、1Cr25Ti等；奥氏体不锈钢具有单相奥氏体组织，有铬镍奥氏体钢、铬锰镍奥氏体钢和铬锰氮奥氏体三种，如1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti；奥氏体-铁素体复相不锈钢具有奥氏体加铁素体复相组织，如1Cr21Ni5Ti；沉淀硬化不锈钢在马氏体基体上析出金属间化合物，产生沉淀强化，0Cr17Ni7Al。5.4不锈钢的组织与分类根据不锈耐蚀钢的基本组织,可分为:马氏体不锈钢Cr13型不马氏体不锈钢一、马氏体不锈钢的成分和组织特点分类：

Cr13型如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、高碳高铬钢，如9Cr18低碳17%Cr-2%Ni钢，如1Cr17Ni2较高的强度和耐磨性；重要成分为碳和铬。马氏体不锈钢一、马氏体不锈钢的成分和组织特点

为了提高耐蚀性，马氏体不锈钢的含碳量都控制在很低的含量范围，一般不超过0.4%。含碳量越低，钢的耐蚀性就越好，而含碳量越高，基体中的含碳量就越高，则钢的强度和硬度就越高,含碳量越高，形成铬的碳化物量也就越多，其耐蚀性就变得越差一些。由此不难看出，4Cr13的强度、硬度指标优于1Cr13，但其耐蚀性却不如1Cr13。

为了提高耐蚀性，马氏体不锈钢的含碳量都控制在很低主要是Cr13型不锈钢

钢号为1Cr13~4Cr13随含碳量提高，强度、硬度提高，耐蚀性下降.⑴1Cr13、2Cr13使用状态下的组织:S回不锈钢棒主要是Cr13型不锈钢不锈钢棒1Cr13、2Cr13具有耐大气、蒸汽腐蚀能力及良好的综合力学性能。用于要求塑韧性较高的耐蚀件，如汽轮机叶片等.汽轮机叶片透平转轮1Cr13、2Cr13具有耐大气、蒸汽腐蚀能力及良好的综合力⑵3Cr13、4Cr13热处理：淬火+低温回火。使用状态下的组织：M回。具有较高强度、硬度。用于要求耐蚀、耐磨件，医疗器械、量具等。医疗器械不锈钢刀⑵3Cr13、4Cr13医疗器械不锈钢刀二、马氏体不锈钢热处理特点软化处理空冷条件下易发生马氏体转变，所以应缓慢冷却，并及时进行软化处理；分为高温回火和完全退火两种方法。调质处理获得高的综合力学性能；淬火后及时回火，注意防止回火脆性。（1Cr13、2Cr13）淬火+低温回火要求有一定的耐腐蚀性故采用淬火低温回火；淬火组织为马氏体和碳化物，少量奥氏体。

（3Cr13、4Cr13）二、马氏体不锈钢热处理特点软化处理空冷条件下易发生马氏体铁素体不锈钢一、常用铁素体不锈钢及特点Cr13型如0Cr13、0Cr13Al、0Cr11TiCr17型如1Cr17、0Cr17Ti、0Cr17MoCr25-30型如1Cr28、1Cr25Ti

碳含量<0.25%;在硝酸、氨水等介质中有较好的耐蚀性和抗氧化性；力学性能和工艺性比较差,脆性大；加热冷却过程基本无同素异构转变，多在退火软化态下使用。铁素体不锈钢一、常用铁素体不锈钢及特点二、铁素体不锈钢的脆性铁素体不锈钢具有较低的冲击韧性和较高的韧-脆转变温度，高铬铁素体不锈钢的缺点是脆性大：粗大的原始晶粒475℃脆性金属间化合物相的形成二、铁素体不锈钢的脆性铁素体不锈钢具有较低的冲击钢中σ相粗大的原始晶粒。

475℃脆化：加热到450~550℃停留或缓慢冷却时，铁素体中的Cr原子有序化，形成α″相，产生脆化。再加热到600℃快冷可消除。相脆化：在550~850℃长期加热时，析出硬而脆的相。钢中σ相粗大的原始晶粒。相脆化：1Cr17削片刀铁素体不锈钢水加热器典型钢号如0Cr13、1Cr17等。⑴

成分：高铬低碳⑵无α↔γ相变，不能进行热处理强化。⑶组织：单相铁素体1Cr17削片刀铁素体不锈钢水加热器典型钢号如0Cr13、1三、铁素体不锈钢的热处理加热过程中有碳化物的溶解和析出；热轧退火状态，组织为富铬的铁素体和碳化物。为获得成分均匀的铁素体组织和减少碳化物量，消除晶界腐蚀倾向，在热轧后采用淬火和退火两种热处理工艺。具体工艺为：870-950℃的淬火水冷；560-800℃退火。三、铁素体不锈钢的热处理加热过程中有碳化物的溶解和析出；热轧用途广泛用于硝酸和氮肥工业的耐蚀件。合成氨厂硝酸生产装置铁素体不锈钢制品用途合成氨厂硝酸生产装置铁素体不锈钢制品

奥氏体不锈钢

在含18%Cr的钢中加入8~11%Ni，就是的奥氏体不锈钢。如1Cr18Ni9是最典型的钢号。这类钢由于镍的加入，扩大了奥氏体区域，从而在室温下就能得到亚稳的单相奥氏体组织。由于含有较高的铬和镍，并呈单相的奥氏体组织，因而具有比铬不锈钢更高的化学稳定性，有更好的耐腐蚀性，是目前应用最多的一类不锈钢。

奥氏体不锈钢

在含18%Cr的钢中加入8~11%主要是18-8（18Cr-8Ni）型不锈钢。

性能特点：具有很高的耐蚀性，高的塑韧性,冷热加工性及可焊性。韧度好，无磁性。缺点：价格较贵；切削加工较困难；线膨胀系数高，导热性差。不锈钢带主要是18-8（18Cr-8Ni）型不锈钢。冷热加工性及可一、成分特点主要成分为:≥18%Cr和≥

8%Ni18%Cr和8%Ni是世界各国奥氏体不锈钢的典型成分.增加Cr和Ni的含量可以提高钢的钝化性能,增加奥氏体组织的稳定性,提高钢的固溶强化效应,耐腐蚀性能更为优良；Ti、Nb稳定碳化物，提高抗晶间腐蚀的能力；Mo增加不锈钢钝化作用，防止点腐蚀倾向，提高钢在有机酸中的耐腐蚀性；Cu提高在硫酸中的耐腐蚀性；Si使钢的抗应力腐蚀断裂能力提高。一、成分特点二、奥氏体不锈钢的晶间腐蚀奥氏体不锈钢晶界的Cr23C6析出晶间腐蚀二、奥氏体不锈钢的晶间腐蚀奥氏体不锈钢晶界的Cr23C6析出1.现象

奥氏体不锈钢焊接后,焊缝及热影响区(550-800℃）在许多介质中产生晶间腐蚀。[介质：热浓硝酸（50-65%）、含铜盐和氧化铁的硫酸溶液、热有机酸等]2.形成原因

贫铬理论奥氏体不锈钢晶间腐蚀主要是晶界上析出网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区，贫铬区的宽度约10-5cm，Cr<12%。在许多介质中没有钝化能力,贫铬区成为微阳极而发生腐蚀。

第五章-不锈钢--解析课件为防止晶间腐蚀，可采取以下措施：为防止晶间腐蚀，可采取以下措施：三、奥氏体不锈钢的应力腐蚀奥氏体受张应力时，在某些介质中经过一段不长时间就会发生破坏，且随应力增大，发生破裂的时间也越短；当取消张应力时，腐蚀较小或不发生腐蚀。这种腐蚀现象称为“应力腐蚀（破裂）”。即在特定合金-环境体系中，应力与腐蚀共同作用引起的破坏。三、奥氏体不锈钢的应力腐蚀奥氏体受张应力时，在某些介质中经过发生应力腐蚀奥氏体不锈钢管道内壁应力腐蚀裂纹发生应力腐蚀奥氏体不锈钢管道内壁应力腐蚀裂纹应力腐蚀的影响因素影响应力腐蚀的因素是介质特点，附加应力和钢的化学成分。1）介质：含有Cl-和OH-腐蚀介质中特别敏感;2）应力：应力越大，越严重;3）介质温度：温度越高，越严重;4）不锈钢组织与成分:

对应力腐蚀的影响.

应力腐蚀的影响因素H、N促进应力腐蚀裂缝的诱发和扩张;P,Bi,As,Sb,Al，S有害;C可降低不锈钢的应力腐蚀敏感性;Si（2-4%（有利；Cu（+2%）有改善;

Mo缩短应力腐蚀破裂的诱发期;在不稳定的奥氏体不锈钢中，形变引起的马氏体对应力腐蚀有害.H、N促进应力腐蚀裂缝的诱发和扩张;防止措施1）提高纯度（降低N,H以及杂质元素含量）；2）加入2-4%Si或2%Cu或提高Ni%（>35%）；3）采用高纯度15-25%F不锈钢；4）采用奥氏体和铁素体（50-70%）双相钢。防止措施四、奥氏体不锈钢的点腐蚀1.现象不锈钢在含Cl-离子介质中表面会出现点状凹坑腐蚀，称为点腐蚀。2.主要原因主要是表面钝化膜的稳定性受到破坏所致。3.影响因素

1）含有Cl-、Br–

等，易于产生点腐蚀;去极化作用的阳离子Fe3+、Cu2+等，有加速点腐蚀作用2）夹杂物（MnS）、晶界析出相（σ相）、晶界等容易发生点腐蚀----易破坏钝化膜的均匀性。四、奥氏体不锈钢的点腐蚀4.预防措施1）尽可能降低介质中的Cl-浓度;2）选用高Cr和含Mo钢种，钝化膜稳定性提高,如Cr22Ni26Mo5Ti;Cr26Mo1;Cr26Mo4

有时用Cr%+Mo%量来衡量抗点蚀指标3）加入（提高）Ni，也可提高抗点蚀能力。4）含N不锈钢的击穿电位εB值较正，当钢中N>0.3%，不发生点腐蚀。如00Cr18Ni12Mo2.5N4.预防措施五、热处理固溶处理一般加热到1000℃使碳化物溶解后水冷；对于非稳定奥氏体不锈钢，常用1050℃固溶处理后退火。稳定化处理只在含Ti、Nb的奥氏体不锈钢中使用；工艺原则：高于碳化铬的溶解温度而低于碳化钛的溶解温度。去应力处理

消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺。五、热处理固溶处理四、F－A双相不锈钢近几十年发展起来的新钢种组织：A＋F成分：18-26％Cr＋4-7％Ni＋Mn，Mo，Cu，Ti，W，N等四、F－A双相不锈钢近几十年发展起来的新钢种特点：兼具F不锈钢和A不锈钢的特性1.A的存在降低了钢的脆性，提高了钢的可焊性和韧性2.F的存在提高了钢的屈服强度，抗应力腐蚀敏感性，A＋F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σ，χ，η相沉淀和α’相析出引起。热处理：1000-1100℃淬火得到60％F＋40％A特点：兼具F不锈钢和A不锈钢的特性五、沉淀硬化不锈钢（超高强度钢）分类以1Cr18Ni9钢为基础发展而来的奥氏体－马氏体沉淀硬化不锈钢以Cr13型马氏体不锈钢发展而来马氏体沉淀硬化不锈钢特点：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Cr18Ni9钢优良的焊接性能，有具有马氏体钢的高强度应用：航空，宇航领域五、沉淀硬化不锈钢（超高强度钢）分类代表钢种：0Cr17Ni7Al(07Cr17Ni7Al)0Cr15Ni7Mo2Al(07Cr15Ni7Mo2Al)组织特点：室温下是不稳定的A性能特点：较好的塑性和加工性能，焊接性能热处理：含碳量低，成分设计上使Ms点略低于室温，以便通过各种处理使不稳定的A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强度沉淀元素：Al，Ti，Mo一.奥氏体-马氏体沉淀硬化不锈钢代表钢种：0Cr17Ni7Al(07Cr17Ni7Al)一.获得马氏体和进一步沉淀方法1.两次时效法钢经1050℃固溶处理后，在750℃保温1.5小时并空冷得到马氏体；在经过510-560℃时效30分钟析出Ni3Al强化相2.冷处理＋时效

1050℃固溶处理后，在950℃保温1.5小时并空冷至室温，得到部分马氏体，再冷到-73℃进行冷处理，停留8小时得到马氏体，最后在510℃时效1小时，沉淀析出强化3.冷加工时效

1050℃固溶，在室温进行塑性变形获得马氏体，最后在480℃时效1小时获得马氏体和进一步沉淀方法力学性能经上述处理后，钢材的抗拉强度σb可达1400-1850MPa。硬度HRC43-50时效后组织：A＋15-30％F应用：飞机蒙皮，火箭外壳使用注意事项：使用温度低于315℃，否则金属间化合物继续析出使钢材变脆第五章-不锈钢--解析课件马氏体沉淀硬化不锈钢在Cr13马氏体不锈钢中添加Mo，W，Ti，Nb在时效中沉淀析出一系列金属间化合物（Fe2Mo，Fe2Ti，Fe2Nb等）而强化的为使Ms点降低，添加Ni，和CoCo控制在10-20％，Ni控制在4％左右代表钢种：17－4PH（0Cr17Ni4CuNb）特点：价高应用：飞机，火箭蒙皮马氏体沉淀硬化不锈钢在Cr13马氏体不锈钢中添加Mo，W，T第八节不锈钢的发展超纯化，多元化，微合金化现在发展的新一代不锈钢可分为三类：1.超纯铁素体不锈钢2.超低碳，高Mo高性能奥氏体不锈钢3.超低碳，超细晶粒A－F双相不锈钢特点良好的抗蚀性，可取代部分的Ni基合金和钛合金第八节不锈钢的发展超纯化，多元化，微合金化1.超纯铁素体不锈钢通过精炼技术（如，AOD－氩氧炉脱碳精炼法）的发展，生产出超纯F不锈钢，克服了F不锈钢脆性的大弱点成分：超低碳，高Cr，含Mo.性能：力学性能，焊接性能，耐蚀性能良好应用：化工，食品，石油加工，水处理等领域1.超纯铁素体不锈钢通过精炼技术（如，AOD－氩氧炉脱碳精炼2.新型奥氏体不锈钢抗应力腐蚀断裂的新型奥氏体不锈钢：钢中添加Mo，Si，Cu等合金元素，降低C，P，N等有害元素，如00Cr25Ni25Si2V2Nb抗点蚀的新型奥氏体不锈钢：加Mo（4.5-6.5％）＋适量的N抗海水腐蚀的新型奥氏体不锈钢：20Cr-25Ni-6Mo新型易切削不锈钢：S，Se，Pb2.新型奥氏体不锈钢抗应力腐蚀断裂的新型奥氏体不锈钢：钢中添总结不锈钢的力学性能，除沉淀硬化型外，马氏体不锈钢具有较好的综合力学性能；铁素体+奥氏体双相不锈钢的强度和延展性也较好；单相的铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的强度性能相近，但前者屈服强度较高，而后者的延展性较好。

总结奥氏体不锈钢具有很高的冲击韧性和很低的韧脆转变温度，所以，奥氏体不锈钢是很好的低温用钢。钢中的碳、氮及杂质元素氧、硫、磷、锰、硅等的含量愈低，不锈钢的韧脆转变温度愈低。因此，工程上对不锈钢中杂质元素的净化具有重要的适用意义。

奥氏体不锈钢具有很高的冲击韧性和很低的韧脆转变温度，所以，奥第五章不锈钢第五章不锈钢第五章-不锈钢--解析课件第五章-不锈钢--解析课件第五章-不锈钢--解析课件第五章-不锈钢--解析课件

1950年的世界不锈钢产量还不到100万吨，2005年全球不锈钢超量超过了2500万吨，2006年全球不锈钢生产量将超过2600万吨。55年来，不锈钢的年均消费量增长6.7%，不锈钢增长了25倍。1950年的世界不锈钢产量还不到100万吨，2005年第五章-不锈钢--解析课件不锈钢定义：

“不锈钢”是一种习惯叫法，我们所说的不锈钢实际包括“不锈钢”和“耐酸钢”。不锈钢——在空气中耐腐蚀的钢。耐酸钢——在各种侵蚀性较强的酸性介质中耐腐蚀的钢。通常，我们把不锈钢和耐酸钢统称为不锈耐酸钢，习惯上称为“不锈钢”。不锈钢定义：不锈钢的发明是世界冶金史上的一重大成就。

20世纪初，法国（1904-1906）发现了Fe-Cr合金英国（1909-1911）发现了Fe-Cr-Ni合金同期德国提出了不锈性和钝化理论。发展历史不锈钢的发明是世界冶金史上的一重大成就。发展历史

40-50年代，节Ni的Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-N不锈钢、超低碳奥氏体不锈钢；

60年代，1：1的双相不锈钢和高纯铁素体以及马氏体时效不锈钢取得进展；随后，通过化学成分（C、Cr、Ni）的调整和合金元素（Mo、Cu、Si、N、Mn、Nb）的填加，降低夹杂物，改善其使用性能，适应不同环境的要求。

发展历史40-50年代，节Ni的Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-要求不锈钢要满足下列要求：1.耐腐蚀性2.有良好的力学性能3.有良好的工艺性：热加工成型性冷成型性切削加工性焊接性4.良好的经济性要求不锈钢要满足下列要求：1.耐腐蚀性按钢的组织结构分类可分为：奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。奥氏体不锈钢铁素体不锈钢双相不锈钢几种不锈钢的显微组织分类按钢的组织结构分类可分为：奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体按钢的化学成分分类可分为：Cr不锈钢（400系）、Cr-Ni不锈钢（300系）、Cr-Mn-N-Ni不锈钢（200系）、超低碳不锈钢、高纯不锈钢等。按钢的功能分类可分为：低温不锈钢、耐热不锈钢、耐磨不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢和超塑性不锈钢等。分类按钢的化学成分分类可分为：Cr不锈钢（400系）、Cr-Ni101不锈钢的分类方法很多，按主要化学成份可分为铬系不锈钢（俗称400系）、铬镍不锈钢&铬镍钼不锈钢（俗称300系）、铬锰氮不锈钢（俗称200系）。近些年来，中国不锈钢粗钢产量中，200系占比显著偏高。不锈钢按主要化学成份可分为400系、300系、200系。中国不锈钢粗钢产量中200系占比显著偏高。资料来源：JindalStainless、富宝金属14不锈钢的分类方法很多，按主要化学成份可分为铬系不锈钢（俗第五章-不锈钢--解析课件103300系不锈钢含镍量最高，达到8%-10%，代表品种304主要应用于医药、机械、餐具等领域；400系不锈钢含镍量最低，含镍量不超过0.60%，代表品种430主要应用于耐热器具、家电产品等；200系不锈钢含镍量为3.5%-5.5%（也有部分国家如印度京德勒含镍量仅为1.5%），代表品种201主要应用于照明设备等干燥环境下。资料来源：JindalStainless16300系不锈钢含镍量最高，达到8%-10%，代表品种3第五章-不锈钢--解析课件第五章-不锈钢--解析课件一、金属腐蚀的基本概念腐蚀是在外界介质的作用下使金属逐渐受到破坏的过程。腐蚀按照其化学原理可分为两类：电化学腐蚀：Fe-3e＝Fe3+6H++6e=3H2化学腐蚀：4Fe+3O2＝2Fe2O3Fe+2H2O═Fe(OH)2+H25.1金属腐蚀类型与提高耐腐蚀性的途径一、金属腐蚀的基本概念电化学腐蚀：Fe-3e＝Fe3化学腐蚀的特点：不产生腐蚀电流，在反应表面形成一层化学生成物。氧化膜的形成及氧化膜的结构和性质是化学腐蚀的重要特征。致密的氧化物膜（钝化膜）能阻止进一步的腐蚀；不连续的或者多孔状的氧化膜对基体金属没有保护作用。化学腐蚀的特点：不产生腐蚀电流，在反应表面形成一层化学生成物例如，有些金属氧化物，如Mo2O3、WO3在高温下具有挥发性，完全没有覆盖基体的保护作用。因此要提高金属耐化学腐蚀的能力，主要是通过合金化或其它方法，在金属表面形成一层稳定的、完整的、致密的并与基体结合牢固的氧化膜（也称钝化膜）。

例如，有些金属氧化物，如Mo2O3、WO3在高温下具有挥发性在生产实际中遇到的腐蚀主要是电化学腐蚀。钢的电化学腐蚀主要形式有均匀腐蚀、点腐蚀、晶界腐蚀、应力腐蚀、磨损腐蚀等。二、钢铁材料腐蚀的基本类型在生产实际中遇到的腐蚀主要是电化学二、钢铁材料不同组织、成分、应力区域之间都可构成微电池。不同组织、成分、应力区域之间都可构成微电池。电化学腐蚀的特点：有液体电介质存在，不同金属或不同相之间有电极电位差并连通或接触，同时有腐蚀电流产生。在金属材料中，电化学腐蚀是由金属材料中不同相之间的电极电位的不同，在介质存在时构成原电池而产生的。在生产实际中遇到的腐蚀主要是电化学腐蚀。

电化学腐蚀的特点：有液体电介质存在，不同金属或不同相之间有电均匀腐蚀：腐蚀发生在金属裸露的整个表面上或零件使用的整个工作面上。又称一般腐蚀或连续腐蚀。点腐蚀：在金属表面上极局部区域由于氯离子或氯化物盐引起的一种腐蚀破坏形式，它是由钝化膜的局部破坏所引起的。又称点蚀或孔蚀。均匀腐蚀：腐蚀发生在金属裸露的整个表面上或零件使用的整个工作晶间腐蚀：晶界的电极电位低于晶内，导致晶界比晶内腐蚀程度大。晶间腐蚀：晶界的电极电位低于晶内，导致晶界比晶内腐蚀程度大。应力腐蚀：在张应力状态和特定的腐蚀介质（主要是氯化物盐、碱的水溶液以及蒸汽介质）作用下，材料发生破裂的现象。磨损腐蚀：在同时存在着腐蚀和机械磨损时，两者相互加速的腐蚀称为磨损腐蚀。对不锈钢来说，晶间腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀是不允许发生的，凡是有其中一种腐蚀，即认为不锈钢在该介质中是不耐蚀的。第五章-不锈钢--解析课件答案请你当医生

格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她开怀大笑的时候，人们可以发现她一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的—这是她富有的标志：另一颗是不锈钢的—这是一次车祸后留下的痕迹。令人百思不解的是，自从车祸以后，格林太太经常头痛、夜间失眠、心情烦躁…医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未有好转…

一位年轻的化学家来看望格林太太，并为她揭开了病因。

化学家发现了什么？你能为格林太太开一个药方吗？答案请你当医生格林太太是位漂亮、开朗、乐真相永远只有一个：由于金与铁（钢的主要成分）是活动性不同的两种金属，唾液中含有电解液，故构成了原电池，产生了微小的电流，使得格林太太头疼，因此必须换掉其中的一颗假牙。真相永远只有一个：由于金与铁（钢的主要成分）是活动性不同的两从上述腐蚀机理和类型的分析可见，要解决金属的电化学腐蚀问题，主要从以下几个方面入手：提高钢本身的耐蚀性能降低环境介质的腐蚀性采用机械保护或覆盖层提高钢的耐蚀性能的途径从上述腐蚀机理和类型的分析可见，要解决金属的电化学腐蚀问题，从提高钢本身的耐蚀性能（即金属材料的成分、组织设计）来说，可以有以下途径：第三使钢获得单相组织，降低微电池的数量；第二是提高不锈钢固溶体的电极电位或形成稳定的钝化区，降低微电池的电动势；第一使钢的表面形成稳定的保护膜，如钢中加入硅、铝、铬等；从提高钢本身的耐蚀性能（即金属材料第三使钢获得单相组织不锈钢的钝化钝化是指某些金属在特殊的环境下失去了金属活性，呈现与惰性金属相似的特性。钝化可改变金属表面状态，使电极电势升高。向钢中加入铬、铝、硅等元素，可在钢表面生成Cr2O3、Al2O3和SiO2等致密的钝化膜，起到防腐蚀作用。其中铬是最有效的元素，这就是不锈钢中加入铬元素的主要作用之一。另外，合金元素钼的加入可以进一步增强不锈钢的钝化作用，因此能提高钢在氧化性及非氧化性介质中的耐蚀性。不锈钢的钝化钝化是指某些金属在特殊的环境下失去了金属活性，呈合金元素对铁的电极电位的影响一般说来，合金固溶体的电极电位总是比其它合金化合物的电极电位低，因此在电化学腐蚀过程中，合金固溶体总是作为阳极而被腐蚀。研究表明，钢中加入Cr、Ni、Si等元素均能提高铁的电极电位。但实用中由于Ni较缺，而Si的大量加入会使钢变脆，因此只有Cr才是显著提高铁基固溶体电极电位的常用合金元素。合金元素对铁的电极电位的影响Cr对Fe-Cr合金电极电势的影响(n(Q)为铬与铁的物质的量比)Cr对Fe-Cr合金电极电势的影响Tammann定律：铁基固溶体中Cr含量达12.5%原子比（即1/8）时，电极电位有一个突跃升高；当Cr的含量提高到25%原子比（即2/8）时，铁基固溶体的电极电位又有一个突跃的升高。这一现象称为二元合金固溶体电位的n/8规律。许多二元合金固溶体合金中存在这种规律。Tammann定律：铁基固溶体中Cr含量达12.5%原子比（Me对不锈钢组织和力学性能的影响Me对铁基固溶体即钢的基体组织的影响

首先取决于所加入的合金元素是α相稳定元素；还是γ相稳定元素。α相稳定元素占优势时可获得单相α基固溶体合金；γ相稳定元素占优势时可获得单相γ基固溶体合金。Me对不锈钢组织和力学性能的影响为了减少微电池的数量，可将金属材料设计成单相组织不锈钢的基体组织不仅是获得所需力学性能和工艺性能的保证，还是不锈钢具有良好耐蚀性能的组织保证。单相铁素体钢、单相奥氏体钢是不锈钢中耐蚀性能好的两类钢。为了减少微电池的数量，可将金属材料设计成单相组织

三、合金元素对不锈钢基体组织的影响不锈钢的基体组织在室温下获得单相的组织(如单相铁素体和单相奥氏体)就可以减少微电池数目，这样钢的耐蚀性就得提高。当Cr的质量分数达到12.7％时，它能封闭γ相区，形成单一铁素体组织。为了获得单一奥氏体组织，若单独加镍元素，其加入Cr的质量分数必须达到30％以上；若镍与铬复合加入，则可减小钢中Cr的质量分数。因此，应对合金成分加以适当搭配,普通奥氏体不锈钢中Cr-Ni的搭配为：

w(Cr)=18％、w(Ni)=8％，一般称这类钢为18-8型奥氏不锈钢。三、合金元素对不锈钢基体组织的影响不锈钢的基体组织在室温下主要合金元素对不锈钢组织的影响碳作为不锈钢中的合金元素，对不锈钢的组织和性能都有重要的影响。碳是奥氏体的合金元素，稳定奥氏体的能力约为镍含量的三十倍。主要合金元素对不锈钢组织的影响但碳与铬的亲和力很大，能形成一系列的复杂的碳、铬化合物，钢中C的质量分数越大，钢的耐蚀性越低。因此，不锈钢中C的质量分数一般比较小，大多数不锈钢中w(C)=0.1-0.2％，C的质量分数不超过0.4％，只有在少数情况下，为了获得高硬度、高耐磨性(如轴承、弹簧等)，才将C的质量分数增大；为了保证钢的耐蚀性，Cr的质量分数相应也要增大，如9Cr18钢。但碳与铬的亲和力很大，能形成一系列的复杂的碳、铬化合物，钢中铬是不锈钢的主加合金元素，而铬又是稳定铁素体的元素。当碳含量较低，含铬量在13%时，就可获得铁素体不锈钢；当含铬量从13%增加到27%时，由于含铬量的增加，稳定铁素体的能力增加，故钢中碳含量可增加到0.05%~0.2%，仍能保持钢的铁素体组织。铬是不锈钢的主加合金元素，而铬又是稳定铁素体的元素。当铬含量在12%~18%时，一定的碳和镍等γ相稳定元素可使钢在加热时形成较多的或完全的γ相；同时又由于γ相稳定元素含量不是很多，使得MS点在室温以上，所以这类钢淬火能产生马氏体，即为马氏体不锈钢。当铬含量在12%~18%时，一定的碳和镍等γ相稳定元素可使钢镍是不锈钢中三个重要的元素（铬、碳、镍）之一，镍除能提高耐蚀性能外，还是γ相稳定元素，是不锈钢中获得单相奥氏体和促进奥氏体相形成的主要元素。单独使用镍的低碳镍钢，只有当镍的含量达到24%时才能获得单相奥氏体组织；镍是不锈钢中三个重要的元素（铬、碳、镍）之一，镍除能提高耐蚀镍和铬的配合使用时，如当含镍量高于3%，铬含量高于18%以后，铬、镍按比例地增加，可以获得铁素体-奥氏体双相不锈钢；当含镍量高于8%后，铬含量在18%~27%的范围内使不锈钢获得单相奥氏体组织。镍还能有效地降低MS点，使奥氏体能保持到-50℃以下。镍和铬的配合使用时，如当含镍量高于3%，铬含量高于18%以后合金元素对不锈钢力学性能的影响主要取决于不锈钢的强化机制：强化：铬、硅、碳等合金元素提供了基体的固溶强化、相变强化、细化晶粒强化、第二相（δ铁素体）强化、沉淀强化及亚结构强化等强化机制均可使不锈钢获得大幅度强化。合金元素对不锈钢力学性能的影响主要取决于不锈钢的强化机制：不锈钢的力学性能，除沉淀硬化型外，马氏体不锈钢具有较好的综合力学性能；铁素体+奥氏体双相不锈钢的强度和延展性也较好；单相的铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的强度性能相近，但前者屈服强度较高，而后者的延展性较好。

不锈钢的力学性能，除沉淀硬化型外，韧化：不锈钢的韧性不仅取决于基体组织，而且还受钢中碳、氮以及杂质元素氧、硫、磷、锰、硅等的影响。铁素体不锈钢具有较低的冲击韧性和较高的韧-脆转变温度；而铁素体不锈钢中含有奥氏体相时，其冲击韧性得到改善，韧脆转变温度很快下降到了-50℃以下；韧化：不锈钢的韧性不仅取决于基体组织，而且还受钢中碳、氮以及奥氏体不锈钢具有很高的冲击韧性和很低的韧脆转变温度，所以，奥氏体不锈钢是很好的低温用钢。钢中的碳、氮及杂质元素氧、硫、磷、锰、硅等的含量愈低，不锈钢的韧脆转变温度愈低。因此，工程上对不锈钢中杂质元素的净化具有重要的适用意义。

奥氏体不锈钢具有很高的冲击韧性和很低的韧脆转变温度，所以，奥根据不锈耐蚀钢的基本组织,可分为:马氏体不锈钢

Cr13型不锈钢,高温加热淬火后基体为马氏体；铁素体不锈钢如0Cr17Ti、1Cr25Ti等；奥氏体不锈钢具有单相奥氏体组织，有铬镍奥氏体钢、铬锰镍奥氏体钢和铬锰氮奥氏体三种，如1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti；奥氏体-铁素体复相不锈钢具有奥氏体加铁素体复相组织，如1Cr21Ni5Ti；沉淀硬化不锈钢在马氏体基体上析出金属间化合物，产生沉淀强化，0Cr17Ni7Al。5.4不锈钢的组织与分类根据不锈耐蚀钢的基本组织,可分为:马氏体不锈钢Cr13型不马氏体不锈钢一、马氏体不锈钢的成分和组织特点分类：

Cr13型如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、高碳高铬钢，如9Cr18低碳17%Cr-2%Ni钢，如1Cr17Ni2较高的强度和耐磨性；重要成分为碳和铬。马氏体不锈钢一、马氏体不锈钢的成分和组织特点

为了提高耐蚀性，马氏体不锈钢的含碳量都控制在很低的含量范围，一般不超过0.4%。含碳量越低，钢的耐蚀性就越好，而含碳量越高，基体中的含碳量就越高，则钢的强度和硬度就越高,含碳量越高，形成铬的碳化物量也就越多，其耐蚀性就变得越差一些。由此不难看出，4Cr13的强度、硬度指标优于1Cr13，但其耐蚀性却不如1Cr13。

为了提高耐蚀性，马氏体不锈钢的含碳量都控制在很低主要是Cr13型不锈钢

钢号为1Cr13~4Cr13随含碳量提高，强度、硬度提高，耐蚀性下降.⑴1Cr13、2Cr13使用状态下的组织:S回不锈钢棒主要是Cr13型不锈钢不锈钢棒1Cr13、2Cr13具有耐大气、蒸汽腐蚀能力及良好的综合力学性能。用于要求塑韧性较高的耐蚀件，如汽轮机叶片等.汽轮机叶片透平转轮1Cr13、2Cr13具有耐大气、蒸汽腐蚀能力及良好的综合力⑵3Cr13、4Cr13热处理：淬火+低温回火。使用状态下的组织：M回。具有较高强度、硬度。用于要求耐蚀、耐磨件，医疗器械、量具等。医疗器械不锈钢刀⑵3Cr13、4Cr13医疗器械不锈钢刀二、马氏体不锈钢热处理特点软化处理空冷条件下易发生马氏体转变，所以应缓慢冷却，并及时进行软化处理；分为高温回火和完全退火两种方法。调质处理获得高的综合力学性能；淬火后及时回火，注意防止回火脆性。（1Cr13、2Cr13）淬火+低温回火要求有一定的耐腐蚀性故采用淬火低温回火；淬火组织为马氏体和碳化物，少量奥氏体。

（3Cr13、4Cr13）二、马氏体不锈钢热处理特点软化处理空冷条件下易发生马氏体铁素体不锈钢一、常用铁素体不锈钢及特点Cr13型如0Cr13、0Cr13Al、0Cr11TiCr17型如1Cr17、0Cr17Ti、0Cr17MoCr25-30型如1Cr28、1Cr25Ti

碳含量<0.25%;在硝酸、氨水等介质中有较好的耐蚀性和抗氧化性；力学性能和工艺性比较差,脆性大；加热冷却过程基本无同素异构转变，多在退火软化态下使用。铁素体不锈钢一、常用铁素体不锈钢及特点二、铁素体不锈钢的脆性铁素体不锈钢具有较低的冲击韧性和较高的韧-脆转变温度，高铬铁素体不锈钢的缺点是脆性大：粗大的原始晶粒475℃脆性金属间化合物相的形成二、铁素体不锈钢的脆性铁素体不锈钢具有较低的冲击钢中σ相粗大的原始晶粒。

475℃脆化：加热到450~550℃停留或缓慢冷却时，铁素体中的Cr原子有序化，形成α″相，产生脆化。再加热到600℃快冷可消除。相脆化：在550~850℃长期加热时，析出硬而脆的相。钢中σ相粗大的原始晶粒。相脆化：1Cr17削片刀铁素体不锈钢水加热器典型钢号如0Cr13、1Cr17等。⑴

成分：高铬低碳⑵无α↔γ相变，不能进行热处理强化。⑶组织：单相铁素体1Cr17削片刀铁素体不锈钢水加热器典型钢号如0Cr13、1三、铁素体不锈钢的热处理加热过程中有碳化物的溶解和析出；热轧退火状态，组织为富铬的铁素体和碳化物。为获得成分均匀的铁素体组织和减少碳化物量，消除晶界腐蚀倾向，在热轧后采用淬火和退火两种热处理工艺。具体工艺为：870-950℃的淬火水冷；560-800℃退火。三、铁素体不锈钢的热处理加热过程中有碳化物的溶解和析出；热轧用途广泛用于硝酸和氮肥工业的耐蚀件。合成氨厂硝酸生产装置铁素体不锈钢制品用途合成氨厂硝酸生产装置铁素体不锈钢制品

奥氏体不锈钢

在含18%Cr的钢中加入8~11%Ni，就是的奥氏体不锈钢。如1Cr18Ni9是最典型的钢号。这类钢由于镍的加入，扩大了奥氏体区域，从而在室温下就能得到亚稳的单相奥氏体组织。由于含有较高的铬和镍，并呈单相的奥氏体组织，因而具有比铬不锈钢更高的化学稳定性，有更好的耐腐蚀性，是目前应用最多的一类不锈钢。

奥氏体不锈钢

在含18%Cr的钢中加入8~11%主要是18-8（18Cr-8Ni）型不锈钢。

性能特点：具有很高的耐蚀性，高的塑韧性,冷热加工性及可焊性。韧度好，无磁性。缺点：价格较贵；切削加工较困难；线膨胀系数高，导热性差。不锈钢带主要是18-8（18Cr-8Ni）型不锈钢。冷热加工性及可一、成分特点主要成分为:≥18%Cr和≥

8%Ni18%Cr和8%Ni是世界各国奥氏体不锈钢的典型成分.增加Cr和Ni的含量可以提高钢的钝化性能,增加奥氏体组织的稳定性,提高钢的固溶强化效应,耐腐蚀性能更为优良；Ti、Nb稳定碳化物，提高抗晶间腐蚀的能力；Mo增加不锈钢钝化作用，防止点腐蚀倾向，提高钢在有机酸中的耐腐蚀性；Cu提高在硫酸中的耐腐蚀性；Si使钢的抗应力腐蚀断裂能力提高。一、成分特点二、奥氏体不锈钢的晶间腐蚀奥氏体不锈钢晶界的Cr23C6析出晶间腐蚀二、奥氏体不锈钢的晶间腐蚀奥氏体不锈钢晶界的Cr23C6析出1.现象

奥氏体不锈钢焊接后,焊缝及热影响区(550-800℃）在许多介质中产生晶间腐蚀。[介质：热浓硝酸（50-65%）、含铜盐和氧化铁的硫酸溶液、热有机酸等]2.形成原因

贫铬理论奥氏体不锈钢晶间腐蚀主要是晶界上析出网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区，贫铬区的宽度约10-5cm，Cr<12%。在许多介质中没有钝化能力,贫铬区成为微阳极而发生腐蚀。

第五章-不锈钢--解析课件为防止晶间腐蚀，可采取以下措施：为防止晶间腐蚀，可采取以下措施：三、奥氏体不锈钢的应力腐蚀奥氏体受张应力时，在某些介质中经过一段不长时间就会发生破坏，且随应力增大，发生破裂的时间也越短；当取消张应力时，腐蚀较小或不发生腐蚀。这种腐蚀现象称为“应力腐蚀（破裂）”。即在特定合金-环境体系中，应力与腐蚀共同作用引起的破坏。三、奥氏体不锈钢的应力腐蚀奥氏体受张应力时，在某些介质中经过发生应力腐蚀奥氏体不锈钢管道内壁应力腐蚀裂纹发生应力腐蚀奥氏体不锈钢管道内壁应力腐蚀裂纹应力腐蚀的影响因素影响应力腐蚀的因素是介质特点，附加应力和钢的化学成分。1）介质：含有Cl-和OH-腐蚀介质中特别敏感;2）应力：应力越大，越严重;3）介质温度：温度越高，越严重;4）不锈钢组织与成分:

对应力腐蚀的影响.

应力腐蚀的影响因素H、N促进应力腐蚀裂缝的诱发和扩张;P,Bi,As,Sb,Al，S有害;C可降低不锈钢的应力腐蚀敏感性;Si（2-4%（有利；Cu（+2%）有改善;

Mo缩短应力腐蚀破裂的诱发期;在不稳定的奥氏体不锈钢中，形变引起的马氏体对应力腐蚀有害.H、N促进应力腐蚀裂缝的诱发和扩张;防止措施1）提高纯度（降低N,H以及杂质元素含量）；2）加入2-4%Si或2%Cu或提高Ni%（>35%）；3）采用高纯度15-25%F不锈钢；4）采用奥氏体和铁素体（50-70%）双相钢。防止措施四、奥氏体不锈钢的点腐蚀1.现象不锈钢在含Cl-离子介质中表面会出现点状凹坑腐蚀，称为点腐蚀。2.主要原因主要是表面钝化膜的稳定性受到破坏所致。3.影响因素

1）含有Cl-、Br–

等，易于产生点腐蚀;去极化作用的阳离子Fe3+、Cu2+等，有加速点腐蚀作用2）夹杂物（MnS）、晶界析出相（σ相）、晶界等容易发生点腐蚀----易破坏钝化膜的均匀性。四、奥氏体不锈钢的点腐蚀