工程材料教学(机制用)解读.ppt

5.3.3特殊性能钢 一、不锈钢( stainless steel ) 金属的腐蚀通常可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 1、提高不锈钢耐蚀性的主要方法： 尽量使钢在室温下获得单相组织，如在钢中加入Ni、Cr 可获得单相奥氏体和单相铁素体。 ② 提高钢基体的电极电位，如：加入大于12.5%的Cr可使钢电 极位发生跃增。 不锈钢是指抵抗大气、酸、碱或其他介质腐蚀的钢 化学腐蚀：金属直接与腐蚀介质发生化学反应而破坏的过程，腐蚀过程中不产生电流。 电化学腐蚀：两种金属或同一金属中的两种相电极电位不同，在电解质溶液中形成原电池，产生电流，电极电位低的阳极受腐蚀。 ① 马氏体不锈钢　　 2、常用不锈钢 C=0.1～0.4% Cr=12～14% 热处理方式为淬火+高温回火（600～700℃） 价格便宜，用来制造汽轮机叶片、锅炉管附件及硬而耐磨的医疗工具、量具、轴承等。 1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 不锈钢菜刀 ④ 不锈钢的含碳量低于0.4%。 加入合金元素如：Cr、Si、Al等，可使钢形成一层致密的 氧化 膜以保证内部不受腐蚀。 不锈钢剪刀 ② 奥氏体不锈钢 C＜0.14 % Cr=17~19% Ni=8~10% 通常采用固溶处理方法，即把钢加热到1100℃后水冷， 以得到单相的奥氏体组织。 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9 0Cr18Ni9 抗蚀性最好，冷热加工性和焊接性也很好，广泛用于制 造化工生产的某些设备如化工容器、管道等。 大型化工储罐(304) 管板换热器 ( 304 ) 0Cr13、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28 在加热和冷却时不发生相变,强度低，主要用于制造耐腐蚀零 件，广泛用于硝酸和氮肥等化学工业中。 ③ 铁素体不锈钢 C＜0.15% Cr=16～18% 硝酸生产装置 合成氨生产装置 二、耐热钢( heat – resistant steel ) 1、定义 2、用途 3、性能要求 制造加热炉、锅炉、燃气轮机等高温装置中的零件 高的热稳定性（抗氧化性）——具有较好的抗高温氧化性能 耐热钢是指在高温下具有高的热化学稳定性和热强性的特殊钢 蠕变是指在高温下钢的强度较低，当受一定的应力作用时，发生变形量随时间而逐渐增大的现象。 热强性——高温下具有良好的抗蠕变和抗断裂的能力 4、成分特点 ① 耐热钢的含碳量一般都不高。 ② 不可缺少的是Cr、Si 或A1，特别是Cr。它们的加入，提高钢的抗氧化性，Cr还有利于热强性 5、常用的耐热钢 珠光体耐热钢 热处理工艺：正火（Ac3+30℃）+回火（高于工作温度50℃） 常用的牌号：15CrMo、12Cr1MoV等。 1Cr11MoV经淬火+高温回火后，工作温度可达550～580℃。 4Cr9Si2是最典型的汽车阀门用钢。 马氏体耐热钢 常用牌号：1Cr13、2Cr13、1Cr11MoV、4Cr9Si2 1Cr13、2Cr13最早用于制造汽轮机叶片。 工作温度：350～550℃，工艺性能好常用于制造锅炉、化 工压力容器、热交换器、汽阀等耐热构件 Mo、W、V、Ti，能形成细小弥散的碳化物，起弥散强化的作用，提高室温和高温强度。 这类钢的冷塑性变形性能和焊接性能很好，工作温度在600 ～700℃，广泛用于航空、舰艇、石油 化工等工业部门。 常用钢号：1Cr18Ni9Ti、4Cr14Ni14W2Mo 奥氏体耐热钢 发动机叶片 航空发动机 汽轮机叶片 汽车阀门 三、耐磨钢( wear – resistant steel ) 水韧处理:将钢加热到1050～1100oC保温后放在水中冷 却获得单一均匀奥氏体的方法。 常用牌号；ZGMn13-1 特点及应用：耐磨钢具有很高的硬度和耐磨性，不能用压力加工和切削加工方法成型，只能用铸造的方法成型。主要用于严重摩擦和强烈撞击条件下工作的零件。如拖拉机的履带板、球磨机的衬板、破碎机的牙板、挖掘机的铲齿和铁路的道岔等。 耐磨钢:是指在巨大压力和强烈冲击载荷作用下发生冲击形变硬化的高锰钢。 C=1.0%～1.3% Mn=11%～14% 履带 球磨机衬板 挖掘机铲齿 球磨机 挖掘机 颚式破碎机 铁轨分道叉 F：沸腾钢 ( boiling steel ) 沸腾钢是在炼钢时用Mn铁脱氧，脱氧不完全，Wo = 0.03%～0.07%, 。钢液中保留了相当数量的FeO,在浇注与凝固时，由于C与FeO发生反应，钢水在钢锭模内有大量的CO气体产生,不断从钢液放出，形成一种沸腾现象，故称为沸腾钢。这类钢成分偏析较严重、组织不致密，机械性能不均匀, 冲击韧性差, 常用于要求不高的