工程材料--特殊性能钢概要.ppt

化学腐蚀是指金属在非电解质中的腐蚀。 电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中的腐蚀，是有电流参与作用的腐蚀。 电化学腐蚀条件: 1)电极电位不同的两个电极; 2)存在电解质溶液; 3)两个电极连通. 满足上述条件就构成了腐蚀微电池. 金属材料中微电池: 金属材料防止电化学腐蚀的措施： ① 获得均匀的单相组织---加Ni ② 提高合金的电极电位---加Cr ③ 使表面形成致密的钝化膜。 ④ 其它方法: 涂料、阴极保护、外加电流保护等 ㈡ 不锈钢中合金元素的作用 1、低碳：碳高，则降低耐蚀性 2、Cr:是提高耐蚀性的主要元素 ①形成稳定致密的Cr2O3氧化膜. ②提高基体电极电位(n/8规律) 3、Ni:获得单相奥氏体组织。 4、Mo:耐有机酸腐蚀。 5、Ti,Nb防止奥氏体钢晶间腐蚀 ㈢ 常用不锈钢 1、马氏体不锈钢 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。 ⑴ 1Cr13、2Cr13 热处理: 淬火+高温回火 使用状态下的组织: S回 1Cr13、2Cr13具有耐大气、蒸汽腐蚀能力及良好的综合力学性能。 ⑵ 3Cr13、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。 2、铁素体不锈钢 典型钢号如0Cr13、1Cr17等。 ⑴ 成分：高铬低碳 ⑷ 性能特点 耐酸蚀，抗氧化能力强，塑性好。但有脆化倾向: ① 475℃脆化：加热到450~550℃停留，产生脆化。再加热到600℃快冷可消除。 ② ?相脆化： 在600~ 800℃长期加热时，析出硬而脆的?相。 ⑸ 用途 广泛用于硝酸和氮肥工业的耐蚀件。 3、奥氏体不锈钢 主要是18-8（18Cr-8Ni）型不锈钢。 ⑴ 成分特点: Cr提高基体电极电位 Ni扩大奥氏体区,形成单相组织. ⑵ 组织为单相奥氏体。 ⑶ 性能特点：具有良好的耐蚀性，冷热加工性及可焊性。高的塑韧性,无磁性。 晶间腐蚀是沿晶界发生腐蚀的现象，危害很大。 原因: 在晶界析出Cr23C6，使晶界附近Cr含量降到12%以下，在介质作用下发生强烈腐蚀。 防止晶间腐蚀的措施: 1)进一步降低含碳量, C≤0.08%---0Cr18Ni9 C≤0.03%---00Cr18Ni9 2)加 Ti、Nb定碳, 使Ti、Nb优先与C形成碳化物, 避免晶界贫Cr---1Cr18Ni9Ti 应力腐蚀: 奥氏体不锈钢易发生应力腐蚀。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。应力腐蚀易在含Clˉ的介质中发生，裂纹为树枝状。 ⑷ 热处理 常用钢种及应用: 1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti---潜艇的声纳导流罩 0Cr18Ni9-----一般管路 钢的耐热性包括高温抗氧化性和高温热强性。 ㈠ 性能要求 1、抗氧化性/热稳定性 指钢在高温下对氧化作用的抗力. FeO疏松多孔,易剥离, 钢中加入Cr、Si、Al可形成致密、稳定的合金氧化膜，阻碍氧进一步扩散，提高抗氧化性。 2、高的热强性 热强性是指金属在高温下的强度，与温度和时间有关。 指标为蠕变强度和持久强度。 蠕变指金属在高温低于σs的应力下所发生的极其缓慢的塑性变形。 ▲蠕变极限:是指在一定温度下，在一定时间内，产生一定量变形，材料所能承受的最大应力。 3、提高高温强度的途径: ① 固溶强化; ② 析出强化； ③ 晶界强化: 1)净化晶界 2)填充晶界 加入B、Zr等降低晶界能量. ㈡ 常用耐热钢 1、珠光体耐热钢 常用钢号为15CrMo、12Cr1MoV，是低合金钢。 ⑴ 合金元素作用： Cr提高抗氧化性； Mo提高热强性(T再)； V弥散强化。 ⑵ 热处理： 正火+高温回火 ⑶ 组织: F+P 2、马氏体耐热钢 常用钢号为1Cr13、 1Cr11MoV、4Cr9Si2等 ⑴ 合金元素作用：