不锈钢的结构与性能特点课件.pptVIP

第三部分不锈钢的结构与性能特点1

报告内容不锈钢的特点及分类nnnnnnnn不锈钢的发展不锈钢的生产工艺技术发展不锈钢的产量和消费量不锈钢的应用不锈钢的合理选择中国不锈钢产业发展面临的主要问题中国不锈钢品种及市场发展趋势2

不锈钢定义、特点及分类不锈钢常指一些在空气、水、酸性溶液及其他腐蚀介质中具有较高化学稳定性，在高温下具有抗氧化性的钢。（是铬含量大于10.5%（质量分数），且具有不锈性和耐酸性能的一系列铁基合金的统称）不锈钢目前常用的分类方法是按钢的组织结构特点来分类的。分为马氏体、铁素体、奥氏体、奥氏体+铁素体和沉淀硬化不锈钢五类型。前4类按钢的最终组织结构确定，后者以使用的热处理方式命名。3

不锈钢定义、特点及分类提高耐性途径：1形成致密的保膜，CrO3nnn22减小两相位差，Cr、Ni、Cu、Mo3得相，消除位差,(Mn、Ni、Co无限大奥氏体区，得奥氏体；Cr、V无限大素体区，得素体）Cr的作用：是决定不耐性能的主要元素。随着含量的提高，基固溶体n的极位不是均匀的增加而是突的，即当的含量达到1/8、2/8、3/8……原子比，的极位就跳式地增高，腐亦跳式地著减弱，个定律就叫做n/8定律。在中的含量12.5%原子，达到n/8定律的第一个突，可使n的极位由-0.56V增至0.2V4

不锈钢定义、特点及分类素体形成元素折合成的作用，当量n当量[Cr]=%Cr+%Mo+1.5%×Si+0.5×%Nb奥氏体形成元素折合成的作用，当量n当量[Ni]=%Ni+0.5×%Mn+30×%（C+N)大奥氏体区或定奥氏体区的元素C、N、Ni、Mn、Cu封或小奥氏体区形成素体的元素Cr、Si、Ti、Nb、Mo5

不锈钢定义、特点及分类机械性能腐性能抗拉度/MPa屈服度/MPa延伸率/%耐酸性好，有的耐酸界限，抗氧化性好，耐力腐，耐点，耐素体不450-650265-52124-31化物腐耐酸、腐，在高化物中耐490-650，多数在550180-300，多数在20040-45，多数在40奥氏体不力腐不佳，耐晶不良抗氧化性好，抗弱腐性能好氏体不690-1970540-1800350-4503-2520-456-15耐点，耐力腐，耐晶腐耐均匀腐双相不600-750沉淀硬化不适宜的腐性939-1620620-13106

不锈钢主要化学成分的作用不锈钢的化学成分主要有碳、铬、镍、钼、锰、氮、硅、铜、钛、铌、磷、硫和铝等化学元素。碳是稳定奥氏体显著提高强度的元素(但奥氏体不锈钢中很少用碳来强化，ω多在0.15%以下)，除溶于奥氏体外还形C碳化物。属于不利于腐蚀性能的元素。铬是决定不锈钢耐腐蚀性的主要元素。一般来说，耐腐蚀性和抗氧化性随铬量的增加而提高。镍是稳定奥氏体元素，能显著提高铬钢的耐蚀性和高温抗氧化性，改善冷加工性能。但不利于抗应力腐蚀，且资源匮乏。7

钼促使不锈钢表面钝化，增强抗点蚀和缝隙腐蚀能力(相当于铬的三倍)，另外还可以提高强度，如0Cr18Ni13Mo3(317)钢。锰稳定奥氏体元素，可以用来代镍(2%的锰代替1%的镍不能用锰代替全部镍)。锰的冷加工强化效应显著，能提高耐腐蚀性，但对晶间腐蚀敏感，并且不能通过加钛和铌来消除晶间腐蚀。氮其作用与碳相当，是稳定奥氏体、提高强度的元素，稳定奥氏体的作用比镍大，可代镍(比例约为0.025∶1)，常与锰一来取代镍。如1Cr17Mn6Ni5N(201)钢。硅提高抗氧化和热强性，但使冷加工性能下降，如0Cr18Ni9Si3(302)钢。8

铜提高不锈钢在硫酸中的耐蚀性能，还能提高冷加工性能，如0Cr18Ni9Cu2钢。钛、铌强烈形成碳化物的元素(TiC、NbC)，改善抗晶间腐蚀性能，如1Cr18Ni9Ti(321)钢。磷是不锈钢中残余元素，在奥氏体钢中磷的危害不像一般钢中那样显著，磷稍有强化作用。硫对强度影响不大，但使塑韧性大幅下降，常用作提高切削性能，如Y1Cr18Ni9(303)钢，硫一般为残余元素。铝稳定铁素体元素，可以提高耐高温氧化性能，改善焊接性能等，如用来改善弹性的0Cr17Ni7Al钢，但铝会降低抗硝酸腐蚀能力。9

不锈钢的最终组织结构由钢中的镍当量（Ni）和铬当量（Cr）的比例所控eqeq制，可按各合金元素形成γ相和α相得能力，将其换算成镍当量和铬当量，利用Schaeffler图或改进的Schaeffler图判断钢的组织结构。图1不锈钢的Schaeffler图图2锰的质量分数10%~40%不锈钢的改进型Schaeffler图Ni=%Ni+30(%C)+25(%N)+0.5(%Mn)+0.3(%Cu)eqCr=%Cr+2(%Si)+1.5(%Mo)+5(%V)+5.5(%Al)+1.7