金属材料学-王伟强-第5章 不锈钢.pptVIP

第5章 不锈钢;铁素体不锈钢制品;主要内容;腐蚀：金属和合金由于外部介质的化学作用和电化学作用而引起的破坏。分为化学腐蚀和电化学腐蚀;金属电化学腐蚀现象： 电极电位不同金属的直接接触，如铜与钢； 同一金属在有浓差的介质中， →浓差电池，如存水的铁桶、盐炉中的电极； 不同电位的显微组织， →微电池，如生锈、金相组织的腐蚀； 成分不均匀, →微电池，如晶界与晶粒内部； 应力不均匀，如铁丝弯曲处易蚀，铆钉头易蚀。;5.1.1 金属腐蚀类型 1、均匀腐蚀(general attack) 腐蚀均匀地在材料表面产生，损坏大量材料。容易发现，危害性不是很大。;3、晶界腐蚀 (intergranular corrosion) 晶界腐蚀是指腐蚀过程是沿着晶界进行的，其危害性最大。 ;5、磨损腐蚀（corrosion wear） 在腐蚀介质中同时有磨损，腐蚀和磨损相互促进、 相互加速的现象称为磨损腐蚀。 ;5.1.2 性能要求与提高钢耐腐蚀性能的途径 ;提高钢耐腐蚀性能的途径主要有：;5.1.3 不锈钢的组织与分类 ;不锈钢组织状态图（焊后冷却）;不 锈 钢 分 类;5.2 影响不锈钢组织和性能的因素 ; Cr对Fe-Cr电极电位的影响 ;二、碳和氮的作用;三、其它元素的影响;5.2.2 腐蚀介质对钢耐蚀性的影响;1、在大气、水、水蒸气等弱腐蚀介质。 → 13％Cr 2、氧化性介质，如硝酸。易形成钝化的氧化 膜，17％Cr， Cr越高越好； 3、非氧化性酸，如稀硫酸。在17％Cr基础 + Mo、Cu； 4、强有机酸，在Cr-Mn型不锈钢基础上，加 入Mo、Cu； 5、含有Cl-离子的介质，如海水,Cl-很小，有 很大腐蚀性。 + Mo;自然辩证法原理;5.3 铁素体不锈钢 ;补充：根据Fe-Cr二元相图 Cr12时，通过加热可以获得单一A ，在冷却过程中，有γ →α，通过淬火可以转变为M。 Cr13，为单相的F，无γ?α转变。 12Cr13 ，冷却时，仅发生部分 γ?α ，称F-M钢。 （有C存在，相应成分需做调整）;基 本 特 点;二、铁素体不锈钢的脆性 高铬铁素体不锈钢的缺点是脆性大，主要有 几个方面： ; 2） F不锈钢存在475℃脆性 当15％Cr时，随Cr↑其脆化倾向也↑。在400 ~525℃长时间加热或缓慢冷却时，钢就变得很脆, 以 475℃加热为最甚.; （3）金属间化合物σ相的形成 铁素体不锈钢在550～850 ℃长时间加热，从δ铁素体中析出σ相。σ相具有高硬度，有大的体积效应，且常沿晶界分布，所以使钢产生了很大的脆性 ，同时会引起晶间腐蚀。; （4） 高温脆性 F不锈钢在加热900-1100 ℃以上，冷却到室温，会出现严重脆化，抗蚀性能也大大降低。;锻轧;5.4 马氏体不锈钢;基 本 特 点;思考题： 40Cr13为什么是过共析钢? 95Cr18含Cr已达18%，但只是耐大气腐蚀不锈钢?;14Cr17Ni2;二、马氏体不锈钢的热处理特点;调 质 处 理;5.6 奥氏体不锈钢;5.5.1 奥氏体不锈钢的成分特点;Ti、Nb:稳定K，↑抗晶间腐蚀的能力； Mo: ↑不锈钢钝化作用，↓点腐蚀倾向， ↑钢在有机酸中的耐蚀性； Cu: ↑钢在硫酸中的耐蚀性； Si: ↑钢抗应力腐蚀断裂的能力。;平衡态时组织为：A+F+M23C6 经过固溶处理后获得了单相A。;5.5.2 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀;不锈钢晶界腐蚀贫Cr区示意;敏 化 处 理; 曲线1表示钢开始产生晶间腐蚀，曲线2是由于时间充分，晶间腐蚀倾向已不再出现，也就是产生晶间腐蚀现象结束线。曲线包围的区域是产生晶间腐蚀的温度、时间范围。; 经强Ti、Nb合金化的不锈钢称为稳定性钢. 这种钢析出K的温度范围 可分成两个区域，如图 。 曲线1表示析出M23C6型K 的富Cr区域，曲线3表示析出MC型K的区域，曲线2是产生晶间腐蚀的区域。; 为防止A不锈钢的晶间腐蚀，可采取以下措施：;5.5.3 奥氏体不锈钢的热处理;稳 定 化 处 理;;5.5.4 铬锰氮奥氏体不锈钢;5.6 其它类型不锈钢;022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢管固溶状态组织 （左为管轴向，右为管径向）;5.6.2 沉淀硬化不锈钢（超高强度钢）;一、A-M沉淀硬化不锈钢;二、M沉淀硬化不锈钢;本章小结