工程材料之黑色金属及其选用培训课件.pptx

;;3;4;5;6;7;8;9;10;11;12;13;14;15;16;17;18;19;20;21;22;23;24;25;26;27;28;29;30;31;32;33;34;35;36;37;38;39;40;41;提高高温强度的途径: ① 固溶强化； ② 析出强化； ③ 晶界强化(加入B、Zr等降低晶界能量);43;热处理： 正火处理 组织: F+P ;马氏体耐热钢 常用钢号为1Cr13、 1Cr11MoV、1Cr12WMoV；4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo 合金元素作用： Cr、Si提高抗氧化性; Mo提高热强性(T再); V弥散强化。 热处理：调质。 组织： S回。;用途：1Cr13、1Cr11MoV用于550℃以下汽轮机叶片，又称叶片钢； 4Cr9Si2主要用于制造使用温度低于750℃的发动机排气阀，又称气阀钢。;过热器;过热器管排;常用钢号有0Cr19Ni9、0Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2、2Cr25Ni20等。 主要用于制造工作温度在600~850℃的高压锅炉过热器、承压反应管、汽轮机叶片、叶轮、发动机气阀等。 ;50;51;52;53;54;55;56;57;腐蚀的工况特点 过程装备往往在腐蚀性介质中工作，因为腐蚀或者腐蚀和其他力学性能、结构等因素共同作用引起失效。 化工生产中的腐蚀危害居行业之首 腐蚀的经济损失最大 最易发生突发的恶性事故 造成的环境污染最严重 阻碍新工艺新技术实现的概率最大 消耗人类的资源最多;合金元素对金属耐蚀性的影响 Cr：是提高耐蚀性的主要元素，是热力学上不稳定，但易钝化的金属。钝化环境（氧化性适中）有效。 ① 形成稳定致密的Cr2O3氧化膜. ② Cr含量大于13%时，形成单相铁素体组织。 ③ 提高基体电极电位(n/8规律) Ni：电极电位较铁正、钝化。 和Cr同时加入，扩大奥氏体相区，加工性和焊接性能好。;Mo：钝化、增加合金抗还原性介质、氯离子腐蚀及耐点蚀能力。 Fe-Cr-Ni合金，足够的Cr含量及同时加入Mo，改善耐点蚀性能。 Si：添加到不锈钢、低合金钢、铸钢等合金中，提高耐蚀性，耐氯化物应力腐蚀破裂、耐点蚀、耐热浓硝酸腐蚀、抗氧化、耐海水腐蚀等。 Si和Mo同时加入到Cr-Ni不锈钢中，提高抗应力腐蚀及点蚀性能。 大气及在海水飞溅带的耐蚀性。;Cu：含0.1~0.2%Cu的碳钢产生良好的耐大气腐蚀的性能。 添加Cu的不锈钢具有良好的耐硫酸腐蚀性能。 提高不锈钢在海水中的缝隙腐蚀。 Ti和Nb：提高不锈钢抗晶间腐蚀。 N：提高奥氏体不锈钢在氯化物环境中耐???蚀和缝隙腐蚀性能。 以钢中存在Cr、Mo为前提。 双相不锈钢中有利于两相控制。 在酸中一般耐蚀性提高。;杂质对钢铁耐蚀性的影响 C：碳高，则降低耐蚀性。 马氏体不锈钢中＜0.2%，沉淀硬化不锈钢中＜0.1%，马氏体时效钢中＜0.03%，才能保持耐蚀性。 增加奥氏体不锈钢的点蚀倾向，铁素体不锈钢的晶间腐蚀和晶间应力腐蚀敏感性。 低碳、超低碳以及超纯不锈钢，碳质量降至＜0.03%或0.02%，C+N的质量分数降至＜0.015%。;N 使铁素体不锈钢对晶间腐蚀敏感。 对点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀也有害 P 降低奥氏体不锈钢在硝酸中的耐蚀性. 对低碳、超低碳不锈钢晶间腐蚀有害。 Si 0.8~1.0%范围内，降低钢耐硝酸腐蚀性，增加晶间腐蚀敏感性。 高Si不锈钢中含量4%~6%。;S 硫化物易溶于酸性氯化物溶液，使钢对点腐蚀、缝隙腐蚀敏感。 Mn、S比值低时，耐点蚀 Mn 硫化锰降低耐蚀性. 降低S含量，耐点蚀性能提高。 作为合金元素，加3%Mn，对钢的耐蚀性影响不大。;碳钢的耐蚀性 碳钢在强腐蚀介质、大气、海水、土壤中都不耐腐蚀，需采取保护。 在室温的碱或碱性溶液中耐蚀。 盐酸、硫酸、硝酸中与浓度有关。 温度升高、腐蚀加快。 化学成分的影响 碳、磷、硫；锰、硅。 组织的影响 珠光体、索氏体、屈氏体、马氏体;耐蚀低合金钢 耐大气腐蚀的低合金钢 合金元素的作用主要是改变锈层的晶体结构及降低缺陷，提高锈层的致密度和对钢的附着力。 Cu、P、Cr、Ni，在钢表面富集并形成非晶态层。 Cu是最有效的元素，阳极钝化学说及表面富集学说。 P、Cr一般与其他元素配合，Ni含量较多时有效。 稀土元素可以提高低合金钢的耐大气腐蚀性能。;抗氢、氮、氨腐蚀用低合金钢 氢腐蚀与氮脆 低合金钢耐氢、氮、氨腐蚀的机理 抗氢腐蚀：降低钢的含碳量；加入碳化物形成元素 抗氮化：加入氮化物形成元素 用钢 使用温度在220℃以下，可以不考虑氢腐蚀与氮化问题，用碳素钢或一般的高强度低合金钢。 在350℃以下，考虑氢腐蚀，用低铬、钼抗氢钢。 350℃以上，同时考虑，用钛、钒、铌及较高铬、钼。;耐湿H2S开裂用低合金