不锈钢选材与应用方案分解.docx

不锈钢选材与应用蓝宝书 一、 不锈钢基础知识 1. 不锈钢定义 2. 不锈钢的种类 3. 不锈钢合金元素作用 4. 不锈钢的标准 5. 不锈钢的特性 二、 不锈钢腐蚀及防护 1． 不锈钢腐蚀机理 2． 不锈钢腐蚀类型 三、 不锈钢的选材 1. 材料选择要求 ? 防腐要求 ? 焊接要求 ? 设备工艺要求 ? 表面粗糙度要求 ? 加工要求 2.不锈钢成本 ? 节约采购成本 ? 提高材料利用率 ? 新材料及替代材料的使用 四、 不锈钢的应用及维护 1. 各主要钢种具体应用领域 2.不锈钢（设备）维护 3.P287 各种不锈钢的耐腐蚀性能和防护方法 ? 表面清洗方法 ? 表面钝化处理 3. 不锈钢的保管及运输 ? 不锈钢的保管 ? 不锈钢的运输 五、 不合理选材和使用案例 一、 不锈钢基础知识 1、 不锈钢定义 不锈钢是约含12%Wt以上Cr(铬)成分的铁基合金钢，具有表面华丽、耐腐蚀性强的特点，在不经任何涂料、刷漆等表面处理情况下广泛使用，代表钢种是13cr钢、18cr钢、18cr-8Ni钢。 一般情况下，把含铬量超过12%的铁基合金都称为不锈钢。含铬量超过30%的一般称为耐热合金钢。 从金相角度分析，不锈钢的主要成分Cr在钢表面形成薄而致密的钝化保护膜，防止外界氧进入金属基体内，因此具备不易生锈的特性。 不锈钢是如何耐腐蚀的（图） 钢+12%铬 钝化氧化保护膜 不锈钢 铬——不锈钢的基石，形成了保护性氧化膜 2、 不锈钢的种类 不锈钢大体上按化学成分和金相组织分类，按化学成分可以分为Fe-Cr系和Fe-Cr-Ni系，按金相组织可以分为奥氏体系、铁素体系、马氏体系、双相系以及析出硬化系。 (1) 铁素体系不锈钢  体心立方体结构 体心立方结构，耐蚀性不如奥氏体不锈钢，但其抵抗应力腐蚀开裂(SCC)的性能优越于奥氏体不锈钢；常温下具有强磁性，热处理不能硬化，具有优秀的冷延加工性(冷轧)。  铁素体不锈钢–400系列—Fe-Cr (2) 奥氏体系不锈钢  ? 优异的韧性，在低温冷冻条件下仍保持优异的塑性和成形性 ? 良好的焊接性 ? 较高热膨胀 ? 导热率较低 ? 易于冷作硬化 ? 无磁性 面心立方结构 面心立方结构，热处理不能硬化，但通过冷加工可以硬化。代表钢种是304，18Cr-8Ni是其基本组成。常温、高温下都为奥氏体组织，无不定性。 304钢种从熔融状态凝固成固相时，优先析出S-铁素体、常温下应该存在完全的奥氏体相组织，但是，由于成份偏析而形成部分S-铁素体，它有害于热加工。但是加工后，由于冷加工导致形变马氏体的产生，所以经冷加工的材料，会产生部分磁性，而且随着硬化程度的增加，磁性增加。 300 系列奥氏体不锈钢Fe-Cr-Ni，Fe-Cr-Ni-Mo （3）双相不锈钢 常温下具有奥氏体和铁素体混合相，强度高，铁素体组织起着抑制应力腐蚀开裂(SCC)作用。 双相不锈钢（铁素体-奥氏体）的特性 ? 高强度 ? 良好的耐氯离子、应力腐蚀断裂性能 ? 较好的耐冲蚀腐蚀性能 ? 良好的成形性和焊接性 ? 有磁性 （4）马氏体系不锈钢 马氏体不锈钢常温下强磁性，一般来讲其耐蚀性不突出，但强度高，适用于高强度结构用钢。高温下具有稳定的奥氏体组织，空冷或油冷条件下转变成马氏体相，常温时具有完全的马氏体组织。 400系列的另一部分，代表性牌号有410，410，431等 （5）沉淀硬化系不锈钢 基体组织可为不同种类–马氏体, 铁素体，半奥氏体等；经适当热处理，在基体上通过析出碳化物和金属间化合物而不是淬火使钢强化；高硬度、高强度、低塑性；耐腐蚀能力有时接近于304 不锈钢, 通常较之低得多；代表性牌号17-4PH。　 3、 不锈钢合金元素作用 铁素体、奥氏体还是双相不锈钢？ 影响不锈钢组织的两大类合金元素 奥氏体形成元素 铬、钼、硅、铌、钨 铁素体形成元素 镍、氮、锰、碳、铜 ? 形成奥氏体的能力： Nie= %Ni + 30x%C + 0.5x%Mn + 26x%N-0.02 + 2.77 ? 形成铁素体的能力： Cre= %Cr + 1.5%Si + 1.4%Mo +%Nb -4.99 合金元素 作用 铬 + 是形成不锈钢最重要的元素，是不锈钢表面保护性氧化膜的主要元素，没有铬就没有不锈钢。 + 耐腐蚀，特别是在氧化性介质中 +显著提高高温抗氧化性和高温强度 -强碳化物和氮化物形成元素-金属间相的主要成份 镍 + 促进奥氏体结构的形成，使奥氏体结构稳定化，使不锈钢具有优异的成形性、焊接性和韧性 + 促进不锈钢钝化膜的稳定性，强化不锈钢的不锈耐蚀性，降低点蚀和缝隙腐蚀的扩散速率 + 耐还原性酸和碱介质 + 对高温抗氧