工程材料学第07章 合金钢解析.ppt

* ③加入足够Cr、Ni，改变相图使钢成为单相组织，避免形成双相组织的原电池。 ④加入Mo、Cu，提高对非氧化性酸的腐蚀抗力。 ⑤加入Ti、V，消除碳的晶间偏析，与钢中的碳优先形成化合物，避免晶界由于生成Cr的碳化物而出现贫铬，减轻了材料晶间腐蚀倾向。 ⑥加入Mn、N，可以代替Ni扩大奥氏体区，可以提高在有机酸中的耐腐蚀性。 一、不锈钢 第五节 特殊钢 2.不锈钢的成分特点 * 一、不锈钢 第五节 特殊钢 3.常用不锈钢 马氏体型 Cr13系列，包括1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13，Cr在13％左右。第一位数字表示钢的含碳量从0.1%－0.4%，数值越大，含碳量越高，热处理后的强度和硬度越高，耐耐腐蚀则下降。 1Cr13、2Cr13用来制造耐腐蚀构件，如汽轮机叶片、水压机的阀、结构架等，在调质状态下使用，这时的组织为回火索氏体。常规热处理工艺为1000－1050℃加热淬火，700－790℃回火。 3Cr13、4Cr13淬火后能保证一定的硬度，它们的热处理方法为1000－1050℃加热淬火，200－300℃回火，所得到的组织为回火马氏体，有好的硬度和弹性，广泛用在医疗器械上。3Cr13的弹性好，可以旨在医疗用钳子、镊子，以及日常餐具等。4Cr13的回火马氏体有相当的硬度，常用来制造手术剪子、手术刀等。 * 一、不锈钢 第五节 特殊钢 3.常用不锈钢 铁素体型 Cr17系列，常用1Cr17。当Cr的含量大于17％后， 在加热中没有奥氏体化转变，始终保持单相的铁素体，故成为铁素体不锈钢。 耐腐蚀性好，但不能利用淬火的到马氏体来强化，强度较低，塑性非常好。通常不需进行热处理，在对塑性要求不苛刻时，可以进行冷加工的加工硬化来提高强度。铁素体型可以用来制造化工设备中的容器、管道等。 * 一、不锈钢 第五节 特殊钢 3.常用不锈钢 奥氏体型 常称为18－9型，常用牌号0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti。这类钢为一直都是单相奥氏体组织，故称奥氏体不锈钢。 当Cr的含量大于18.5%后能产生钝化，阻碍阳极反应；含Ni达到9％主要是扩大γ相区，降低钢的 S 点到室温以下，从高温降到室温也不发生fcc→bcc转变。奥氏体不锈钢是单相组织，电化学作用小，对硝酸、冷磷酸、有机酸、碱类、盐等溶液表现出化的耐腐蚀性，广泛用来制造要求耐酸、碱、盐腐蚀的容器和器械。此外，奥氏体不锈钢是没有磁性的，所以经常用来制造防磁性的仪表构件。 * 一、不锈钢 第五节 特殊钢 3.常用不锈钢 奥氏体型不锈钢的晶间腐蚀 在18－9型中，碳含量增加，耐腐蚀性下降。碳在奥氏体晶界处有聚集，聚集的碳和铬形成碳化物，降低了晶界出铬的含量，表现为晶界的耐腐蚀性低，而出现晶间腐蚀。 加入Ti是为了抑制(Cr,Fe)23C6在晶界上的析出，消除晶间腐蚀。Ti的含量要大于5*(C%－0.02)以得到要求的效果，但其含量不要大于0.8%，过多Ti会使钢出现铁素体和产生TiN夹杂物，降低了钢的耐腐蚀性，还可能导致产生发纹(细小裂纹)。 * 一、不锈钢 第五节 特殊钢 3.常用不锈钢 奥氏体型不锈钢的热处理 ①固溶处理 将钢加热到1050－1100℃，让所有碳化物全部溶解，各元素均匀溶解分布，水淬得到过饱和而来不及析出碳化物，达到均匀组织，提高耐腐蚀性。 ②稳定化处理 用于含Ti、Nb的18－8钢，加热温度高于Fe、Cr碳化物溶解温度，而低于碳化钛的溶解温度，部分的碳化钛被保留，缓慢冷却，溶入奥氏体中的碳充分以碳化钛形式析出，得到消除晶间腐蚀的目的，常规工艺为加热温度850－880℃，保温6小时，空冷或炉冷。 ③消除应力处理 不锈钢中有应力的存在，可以引起应力腐蚀，降低性能甚至造成早期断裂，对于冷加工的应力一般加热到300－350℃，而焊接应力则要加热到850℃以上，这时还有稳定化处理的效果。 * 一、不锈钢 第五节 特殊钢 * 二、耐热钢 第五节 特殊钢 用途 制造炉用零件，如燃气轮机燃烧室、锅炉吊钩、加热炉底版、辊道以及炉管、连接螺栓等。 性能要求 高温抗氧化性，一定的强度，也称为抗氧化钢，又叫不起皮钢。尽管有些零件加了氧化富裕量，为保证一定的寿命，防止高温螺纹的咬死，必须减少高温氧化量。 典型牌号 早期用3Cr18Ni25Si2，现在主要用3Cr18Mn12Si2N、2Cr20Mn9Ni2Si2N。后着抗氧化性稍差，但其他各方面的性能均优于前者。它们都属于奥氏体型钢，不仅有良好的抗氧化性，而且有抗硫腐蚀和抗渗碳能力，可以进行剪切、冲压、焊接加工。 1.热稳定钢 * 二、耐热钢 第五节 特殊钢 成分特点 ①高铬 铬是一种钝化元素，含铬钢能在