不锈钢和耐热钢的焊接.ppt

第一节不锈钢、耐热钢的类型和特性 一、不锈钢及耐热钢类型 (一)定义问题 (1)原义型—仅指在无污染的大气环境中能够不生锈的钢。 (2)习惯型—指原义型含义不锈钢与能耐酸腐蚀的耐酸不锈钢的统称。 (3)广义型—泛指耐蚀钢和耐热钢，统称为不锈钢(Stainless Steels)。 我国目前所谓不锈钢是指习惯型含义。 不锈钢及耐热钢，其主要成分为铬Cr和镍Ni； 一般Cr≥1 2％才能在大气环境下不发生锈蚀，如欲耐酸腐蚀，含Cr量不应低于l7％。 增加Ni或再提高Cr含量，耐腐蚀性或耐热性均可提高。 一般Ni≤35％，Cr≥12％。 (二)按用途分类 (1)不锈钢： (指习惯型含义)包括大气环境下及有浸蚀性化学介质中使用的钢，工作温度一般不超过500℃范围，要求耐腐蚀，对强度要求不高。 (2)抗氧化钢：在高温下具有抗氧化性能的钢，它对高温强度要求不高。工作温度可高达900～1100℃。常用的钢有高Cr钢和Cr-Ni钢 。 (3)热强钢一在高温下既要有抗氧化能力，又要具有一定的高温强度，工作温度可高达600～800℃。广泛应用的是Cr-Ni钢 。 常将抗氧化钢和热强钢统称为耐热钢。 其实一些不锈钢也可作为热强钢使用。而一些热强钢也可用作为不锈钢，可称为“耐热型”不锈钢。 (三)按组织分类 按空冷后室温组织来分类，是最古老、又是至今应用最广的最基本的分类方法。 (1)奥氏体钢：它是应用最广的一类，以高Cr、Ni钢最为典型。供货状态多为固溶处理态。 2)铁素体钢含 Cr为l7％～30％的高cr钢属此。主要用作耐热钢(抗氧化钢)，也用作耐蚀钢，如1Crl7、1Cr25Si2。铁素体钢以退火状态供货。 (3)马氏体钢Cr13系列最为典型，常用做不锈钢。须根据要求规定供货状态，或者是退火态，或者是淬火回火态。 (4)沉淀硬化钢均为经时效强化处理以形成析出硬化相的高强钢，主要用做高强度不锈钢。 (5)铁素体一奥氏体双相钢具有极其优异的抗腐蚀性能 ，以固溶处理态供货。 二、不锈钢及耐热钢特性 (一)不锈钢的耐蚀性能（基于钝化作用） 钢在不同条件下可产生几种不同的腐蚀形式。 1．均匀腐蚀：马氏体钢不适于强腐蚀介质中使用。 2．点蚀:不锈钢常因氯离子Cl-的存在而使钝化层局部破坏以至形成腐蚀坑，甚至可以穿孔的腐蚀现象。 称为点蚀或孔蚀 。 18-8型不锈钢在温度不超过l00℃的高浓度氯离子环境中，主要腐蚀形式就是点蚀。 一般不锈钢耐点蚀性均不理想，提高Cr、Ni、M0、Si、Cu有利于改善耐点蚀性能，超低碳对抗点蚀也有利。 实用上，铁素体-奥氏体双相不锈钢具有优异的耐点蚀性 . 3．缝隙腐蚀: 可以认为，缝隙腐蚀是和点腐蚀具有共同性质的一种腐蚀现象。因此，能耐点腐蚀的钢都有耐缝隙腐蚀的性能，同样可用点蚀指数来衡量耐缝隙腐蚀倾向 . 4．晶间腐蚀（概念）: 在晶粒边界附近发生的有选择性的腐蚀现象。 1）外观虽仍呈金属光泽，但因晶粒彼此间已失去联系，敲击时已无金属的声音，钢质变脆。已证明，晶间腐蚀多半与晶界层“贫铬”现象有联系。 何谓“贫铬”? 对于l8-8奥氏体钢，固溶处理再经450~850℃加热(所谓敏化加热)会沿晶界沉淀出Cr23C6或(Fe，Cr)23C6(常写成M23C6)，以至使晶界边界层含Cr量低于l2％，即所谓“贫铬”。 这种状态的不锈钢再放入化学介质中，将会沿晶界发生腐蚀。形成晶间腐蚀现象。 4．晶间腐蚀: 2）有时也会见到未经敏化加热，未见Cr23C6析出，而呈现晶间腐蚀倾向的现象 。 3）超低碳不锈钢也会有晶间腐蚀倾向。 4）固溶处理可以改善耐晶间腐蚀性能。 5．应力腐蚀: 也称应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking，简称SCC)。 1）不锈钢的应力腐蚀大部分是由氯引起的。高浓度苛性碱、硫酸水溶液等也会引起应力腐蚀。 2）铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢具有好的耐SCC的性能 . 3）双相不锈钢的SCC敏感性与两相的相比例有关，δ相为40％~50％时具有最好的耐SCC 的性能。 (二)耐热钢的高温性能 1．高温性能变化特征： Cr或Cr-Ni耐热钢因热处理制度不同，在高温下可具有不同的性能。 关于475℃脆性 1、名词解释： 475℃脆性是指铁素体钢在w(Cr)≥15.5％，并在温度400~500℃长期加热后，常常出现强度升高而韧性下降的现象。 2、注意两点： （1）一般随铬含量的增加而脆化倾向严重。 （2）铁素体钢焊接接头在焊接热循环的作用下，不可避免地经过该温度区间，特别当焊缝金属和热影响区在此温度区停留时间较长时，均有产生475℃脆性的可能。 (三)不锈钢的物理性能 1、与低碳钢相比，不锈钢的导电性能差；奥氏体不锈钢的线胀系数比低碳钢