第5章 不銹鋼

1、第第5章章 不不 銹銹 鋼鋼在自然環(huán)境或一定介質(zhì)中具有耐腐蝕性的鋼種統(tǒng)稱為在自然環(huán)境或一定介質(zhì)中具有耐腐蝕性的鋼種統(tǒng)稱為不銹鋼不銹鋼。介質(zhì)腐蝕的鋼耐酸鋼：能抵抗強腐蝕弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼不銹鋼：能抵抗大氣或按其耐腐蝕性細分為第第1節(jié)節(jié) 金屬的腐蝕與防護金屬的腐蝕與防護一、金屬的化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕一、金屬的化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕金屬和合金由于外部介質(zhì)的化學(xué)作用和電化學(xué)作用而引起的破壞叫金屬和合金由于外部介質(zhì)的化學(xué)作用和電化學(xué)作用而引起的破壞叫腐蝕腐蝕。按其性質(zhì)不同可分為按其性質(zhì)不同可分為化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕和和電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕兩種。兩種。1.化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕腐蝕過程中沒有電流流動，腐蝕產(chǎn)物直接在金

2、屬表面產(chǎn)生腐蝕過程中沒有電流流動，腐蝕產(chǎn)物直接在金屬表面產(chǎn)生物質(zhì)作用引起的破壞屬受導(dǎo)電性不良的有機非電介質(zhì)中的腐蝕：金氣體中引起的破壞蒸氣及氣體、常溫干燥氣體腐蝕：金屬在高溫2.電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕兩種金屬（化合物）發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，腐蝕有電流產(chǎn)生。兩種金屬（化合物）發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，腐蝕有電流產(chǎn)生。是金屬腐蝕更重要、更普遍的形式是金屬腐蝕更重要、更普遍的形式 進行條件進行條件金屬各部分或不同金屬間存在電極電位差。金屬各部分或不同金屬間存在電極電位差。電極電位不同的金屬必需有接觸，即相互接觸或中間連接。電極電位不同的金屬必需有接觸，即相互接觸或中間連接。各部分金屬需在同一電解質(zhì)溶液中，且電解質(zhì)溶液

3、互相連通。各部分金屬需在同一電解質(zhì)溶液中，且電解質(zhì)溶液互相連通。二、金屬腐蝕破壞的基本類型二、金屬腐蝕破壞的基本類型 1.均勻腐蝕均勻腐蝕 常見，又稱一般腐蝕或連續(xù)腐蝕。其特點是腐蝕發(fā)生在與介質(zhì)相接觸的整個常見，又稱一般腐蝕或連續(xù)腐蝕。其特點是腐蝕發(fā)生在與介質(zhì)相接觸的整個金屬表面上，使金屬有效截面不斷減小直到破壞。常用腐蝕速度（單位面積金金屬表面上，使金屬有效截面不斷減小直到破壞。常用腐蝕速度（單位面積金屬在單位時間內(nèi)失重）、腐蝕速率（每年腐蝕掉金屬的深度）表示。屬在單位時間內(nèi)失重）、腐蝕速率（每年腐蝕掉金屬的深度）表示。 2.晶間腐蝕晶間腐蝕 沿金屬晶界進行的腐蝕。危害很大，容易造成設(shè)備突然

4、事故。生產(chǎn)上用彎曲沿金屬晶界進行的腐蝕。危害很大，容易造成設(shè)備突然事故。生產(chǎn)上用彎曲法、聲音法、電阻法及失重法等檢測不銹鋼晶間腐蝕敏感性，并有具體規(guī)定。法、聲音法、電阻法及失重法等檢測不銹鋼晶間腐蝕敏感性，并有具體規(guī)定。 3.點腐蝕點腐蝕 又稱孔蝕，發(fā)生在金屬表面局部區(qū)域。也是一危害較大且常見的腐蝕形式。又稱孔蝕，發(fā)生在金屬表面局部區(qū)域。也是一危害較大且常見的腐蝕形式。不銹鋼點腐蝕傾向大小一般用單位面積上腐蝕坑數(shù)量及最大深度評定。不銹鋼點腐蝕傾向大小一般用單位面積上腐蝕坑數(shù)量及最大深度評定。 4.應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕 指處于拉應(yīng)力狀態(tài)下的金屬在特定的腐蝕介質(zhì)（例如氯化物鹽、堿等溶液，指處于拉應(yīng)力狀

5、態(tài)下的金屬在特定的腐蝕介質(zhì)（例如氯化物鹽、堿等溶液，及蒸氣介質(zhì)及蒸氣介質(zhì))中，沿某些顯微介質(zhì)路徑發(fā)生腐蝕而導(dǎo)致破壞。中，沿某些顯微介質(zhì)路徑發(fā)生腐蝕而導(dǎo)致破壞。 其特征是裂縫與拉應(yīng)力方向垂直，斷口附近有許多裂紋，裂紋顯微路徑有沿其特征是裂縫與拉應(yīng)力方向垂直，斷口附近有許多裂紋，裂紋顯微路徑有沿晶、穿晶或兩種兼有。金屬應(yīng)力腐蝕斷裂具有選擇性（一定金屬在一定介質(zhì)中晶、穿晶或兩種兼有。金屬應(yīng)力腐蝕斷裂具有選擇性（一定金屬在一定介質(zhì)中才會產(chǎn)生）。才會產(chǎn)生）。第第2節(jié)節(jié) 影響不銹鋼耐蝕性的因素影響不銹鋼耐蝕性的因素一、工作介質(zhì)對不銹鋼耐蝕性的影響一、工作介質(zhì)對不銹鋼耐蝕性的影響 不同介質(zhì)中不銹鋼的耐腐蝕性

6、能不同。不同介質(zhì)中不銹鋼的耐腐蝕性能不同。 氧化性介質(zhì)氧化性介質(zhì)中中(如硝酸如硝酸) 表面容易形成氧化膜，鈍化不銹鋼的時間短。表面容易形成氧化膜，鈍化不銹鋼的時間短。 非氧化性介質(zhì)非氧化性介質(zhì)中中(如稀硫酸、鹽酸、有機酸如稀硫酸、鹽酸、有機酸) 鈍化時間長，當(dāng)介質(zhì)中含氧量鈍化時間長，當(dāng)介質(zhì)中含氧量低到一定程度，不銹鋼就不能鈍化。低到一定程度，不銹鋼就不能鈍化。 應(yīng)根據(jù)不同的工作介質(zhì)選擇不同成分和組織的不銹鋼。應(yīng)根據(jù)不同的工作介質(zhì)選擇不同成分和組織的不銹鋼。 1.氧化性介質(zhì)中：耐腐蝕性好氧化性介質(zhì)中：耐腐蝕性好 大氣、水蒸氣、弱腐蝕介質(zhì)大氣、水蒸氣、弱腐蝕介質(zhì)中，中，Cr13型就具很好的耐蝕性。

7、型就具很好的耐蝕性。 強氧化性酸強氧化性酸中（如硝酸），有足夠的氧，中（如硝酸），有足夠的氧，易鈍化易鈍化。但。但H含量高含量高，陰極去極化，陰極去極化 作用強，作用強，所需鉻含量高所需鉻含量高。在沸騰硝酸中，。在沸騰硝酸中，Cr13不耐蝕，不耐蝕，Cr1730鋼鋼(如如 Crl7、Crl8Ni9、Cr30)在在065(質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù))沸騰硝酸中沸騰硝酸中 耐蝕。耐蝕。 氧化性酸中不銹鋼的含鉻量必須高于氧化性酸中不銹鋼的含鉻量必須高于16才有高的鈍化能力。才有高的鈍化能力。C低，低，Cr13左右，不含其它合左右，不含其它合金元素，最簡單廉價的不銹鋼金元素，最簡單廉價的不銹鋼 2.非氧化性介質(zhì)

8、中：非氧化性介質(zhì)中：無機或有機非氧化性酸，不易鈍化，耐蝕性差無機或有機非氧化性酸，不易鈍化，耐蝕性差 稀硫酸等非氧化性無機酸稀硫酸等非氧化性無機酸中：一般含中：一般含Cr或或Cr、Ni不銹鋼不耐蝕。不銹鋼不耐蝕。 為為耐蝕性耐蝕性Ni，加一定量，加一定量Mo、Cu等。等。 強有機酸強有機酸中：一般含中：一般含Cr或或Cr、Ni不銹鋼不耐蝕。不銹鋼不耐蝕。 加加Mn 耐蝕性耐蝕性 ，再加，再加Mo（23）、）、Cu （12）使鋼易鈍化）使鋼易鈍化 。 含含Cl介質(zhì)介質(zhì)中：中：Cl易破壞鈍化膜，易點蝕。易破壞鈍化膜，易點蝕。Mo可可抗點蝕能力。抗點蝕能力。二、提高不銹鋼耐蝕性的途徑二、提高不銹鋼耐

9、蝕性的途徑 總原則總原則金屬電極電位。金屬電極電位。表面鈍化。表面鈍化。獲單相組織，組織結(jié)構(gòu)均勻、純凈獲單相組織，組織結(jié)構(gòu)均勻、純凈。形成微電池形成微電池 1. 不銹鋼的鈍化不銹鋼的鈍化鈍化：鈍化：某些金屬在特殊環(huán)境下失去金屬活性，呈現(xiàn)與惰性金屬相似的特性。某些金屬在特殊環(huán)境下失去金屬活性，呈現(xiàn)與惰性金屬相似的特性。機制：金屬與周圍介質(zhì)生成一層極薄的氧化膜鈍化膜，作為金屬與介質(zhì)間的機制：金屬與周圍介質(zhì)生成一層極薄的氧化膜鈍化膜，作為金屬與介質(zhì)間的屏障。鈍化膜在一定條件下屏障。鈍化膜在一定條件下致密、不易溶解、自修復(fù)致密、不易溶解、自修復(fù)。 不銹鋼的鈍化使其具有良好的耐蝕性，但特殊條件下，鈍化膜

10、會發(fā)生局部破不銹鋼的鈍化使其具有良好的耐蝕性，但特殊條件下，鈍化膜會發(fā)生局部破壞，使腐蝕速率提高，這是構(gòu)件不銹鋼的縫隙腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕和應(yīng)力壞，使腐蝕速率提高，這是構(gòu)件不銹鋼的縫隙腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕的斷裂原因之一。腐蝕的斷裂原因之一。鉻、鋁、硅鉻、鋁、硅等，可在鋼表面生成等，可在鋼表面生成Cr2O3、Al2O3、SiO2等致密鈍化膜。其中鉻最等致密鈍化膜。其中鉻最有效，不銹鋼中加鉻的主要作用之一。有效，不銹鋼中加鉻的主要作用之一。鉬鉬可進一步可進一步不銹鋼的鈍化作用，因此能不銹鋼的鈍化作用，因此能鋼在氧化性及非氧化性介質(zhì)中的耐蝕性。加入少量鋼在氧化性及非氧化性介質(zhì)中的耐蝕性

11、。加入少量銅銅也可促進鋼鈍化。也可促進鋼鈍化。 2. 合金元素對鐵電極電位的影響合金元素對鐵電極電位的影響n8規(guī)律規(guī)律：Cr加入加入Fe中形成固溶體時，鐵固溶體電極電位顯著中形成固溶體時，鐵固溶體電極電位顯著，隨，隨Cr，其電，其電極電位極電位是跳躍式的，即當(dāng)是跳躍式的，即當(dāng)Cr含量達含量達18、28、38、Cr、Fe摩爾比時，摩爾比時，電極電位跳躍式電極電位跳躍式，耐腐蝕性也跳躍式，耐腐蝕性也跳躍式。 第第1突變點突變點Cr、Fe摩爾比摩爾比12.5，鐵電位由，鐵電位由-0.56V躍增至躍增至0.2V，換算成，換算成 質(zhì)量質(zhì)量含量為含量為11.7，考慮到，考慮到 Cr與與C的作用，為使固溶體

12、中的作用，為使固溶體中Cr不低于不低于11.7，實際應(yīng)，實際應(yīng)用的不銹鋼中用的不銹鋼中Cr最低含量為最低含量為13。 3. 合金元素對不銹鋼基體組織的影響合金元素對不銹鋼基體組織的影響 基體組織基體組織力學(xué)性能力學(xué)性能 耐蝕性耐蝕性獲得單相組織獲得單相組織單相單相F或單相或單相A耐腐蝕性耐腐蝕性MoNbTiSiCrFMnNiNCA、形成元素：、形成元素：已應(yīng)用代、，以不銹鋼，為節(jié)得型）稱、搭配（如與不銹鋼得區(qū)，封閉NiNMnNiANiCrCrNiFCr818,8187 .12C：與：與Cr親和力較大，形成碳化物，故親和力較大，形成碳化物，故C含量越高，耐蝕性越低。含量越高，耐蝕性越低。 大多數(shù)

13、不銹鋼中大多數(shù)不銹鋼中C0.10.2，只有少數(shù)情況為獲得高硬度、耐磨性（如軸，只有少數(shù)情況為獲得高硬度、耐磨性（如軸 承）才承）才C，同時，同時Cr含量，但含量，但C 0.4。第第3節(jié)節(jié) 不銹鋼的分類不銹鋼的分類按耐蝕性按耐蝕性分為分為10級，級，1級最耐蝕。級最耐蝕。F+MMM+FA+MAFA+FA+M+F按組織按組織按不銹鋼在按不銹鋼在9001100加熱并在空氣中冷卻后的基體組織對不加熱并在空氣中冷卻后的基體組織對不銹鋼進行分類，決定于碳和合金元素對不銹鋼組織影響特點。銹鋼進行分類，決定于碳和合金元素對不銹鋼組織影響特點。 F、A、F+A、A+M等等為簡便，把為簡便，把F形成元素折合成鉻的

14、形成元素折合成鉻的作用，把作用，把A形成元素折合成鎳的作形成元素折合成鎳的作用，用用，用鉻當(dāng)量鉻當(dāng)量Cr、鎳當(dāng)量鎳當(dāng)量Ni表表示合金元素對組織的綜合作用。示合金元素對組織的綜合作用。 鎳當(dāng)量鎳當(dāng)量Ni=1Ni0.5 Mn30 (C+ N)鉻當(dāng)量鉻當(dāng)量Cr=1Cr1 Mo1.5 Si 0.5 Nb第第4節(jié)節(jié) 鐵素體、馬氏體不銹鋼鐵素體、馬氏體不銹鋼F、M不銹鋼為含不銹鋼為含Cr較高的較高的Fe-Cr-C合金，合金，由由Fe-Cr合金平衡相圖可見（假設(shè)不含合金平衡相圖可見（假設(shè)不含C）Cr12淬火淬火M，稱，稱M鋼。鋼。Cr13不發(fā)生相變，得不發(fā)生相變，得F鋼。鋼。介于中間介于中間得得F-M鋼。鋼

15、。 實際上都含有實際上都含有C，C與與Cr相反是強相反是強A形成形成元素，故實際上元素，故實際上Cr 12甚至達甚至達18時仍時仍可得到可得到M不銹鋼。不銹鋼。注意：注意： 不銹鋼牌號，不銹鋼牌號，M型型C較高、較高、F型型C較低、較低、1Cr14S中中S Ti Nb一、鐵素體不銹鋼一、鐵素體不銹鋼 1.種類、成分、組織種類、成分、組織 Cr13型、型、Cr17型型、Cr25型型 低低C（0.1左右）、左右）、高高Cr（1330%）；）； 有時含有時含Mo、Cu非氧化性介質(zhì)中耐蝕性，非氧化性介質(zhì)中耐蝕性，Ti防止晶間腐蝕細化晶粒，防止晶間腐蝕細化晶粒，N細化細化鑄態(tài)組織，鑄態(tài)組織，Al、Si

16、抗氧化性，抗氧化性，S、Se 切削性能。切削性能。 組織：組織：F很少量碳化物（很少量碳化物（C很低），不能熱處理強化。很低），不能熱處理強化。耐腐蝕性，與耐腐蝕性，與1/8不矛盾不矛盾Cr太高生成太高生成相（相（Fe-Cr金屬間化合物，脆）金屬間化合物，脆）2. 組織性能組織性能 特點：特點：成本低（不含或含少量成本低（不含或含少量Ni） 耐蝕、抗氧化性好（單相、高鉻、低碳）耐蝕、抗氧化性好（單相、高鉻、低碳） 抗應(yīng)力腐蝕及切削性能優(yōu)于抗應(yīng)力腐蝕及切削性能優(yōu)于 A不銹鋼；不銹鋼； 最大缺點：脆性大及缺口敏感性大（晶粒粗、有最大缺點：脆性大及缺口敏感性大（晶粒粗、有相）、焊接性能相）、焊接性能

17、 差，措施是采用新的精煉技術(shù)制備超高純的差，措施是采用新的精煉技術(shù)制備超高純的F不銹鋼。不銹鋼。 主要應(yīng)用于受力不大的耐酸、抗氧化鋼主要應(yīng)用于受力不大的耐酸、抗氧化鋼。 鑄態(tài)組織晶粒粗大。鑄態(tài)組織晶粒粗大。不能相變細化不能相變細化，只能通過壓力加工，只能通過壓力加工(熱軋、鍛造熱軋、鍛造) 碎碎化。加工溫度超過化。加工溫度超過900晶粒顯著粗化。晶粒粗大，鋼脆性大。晶粒顯著粗化。晶粒粗大，鋼脆性大。 ：終軋、終鍛溫度：終軋、終鍛溫度750或更低的溫度；向鋼中加入少量鈦、或更低的溫度；向鋼中加入少量鈦、N。 F不銹鋼在不銹鋼在550-850長期停留從長期停留從F中析出中析出相，使鋼變脆（本身脆、

18、析出伴相，使鋼變脆（本身脆、析出伴隨體積變化）、引起晶間腐蝕（常沿晶界析出）。隨體積變化）、引起晶間腐蝕（常沿晶界析出）。 由于鉻偏析和其它由于鉻偏析和其它F形成元素作用，鉻形成元素作用，鉻17的不銹鋼就可能形成的不銹鋼就可能形成相。相。Mn也也相形成鉻含量極限濃度；相形成鉻含量極限濃度；Ni、C、N與與Mn作用相反；冷加工也使形成作用相反；冷加工也使形成相相傾向傾向，并使形成相的溫度，并使形成相的溫度。 相形成緩慢，溫度越低形成速度越慢，加熱至相形成緩慢，溫度越低形成速度越慢，加熱至850以上，保溫以上，保溫1h，可，可使使相重新溶解，使鋼塑、韌性恢復(fù)。但含相重新溶解，使鋼塑、韌性恢復(fù)。但含

19、Ni、Mo、Mn的鋼，的鋼， 相溶解困難，相溶解困難， 相還見于相還見于A-F不銹鋼以及不銹鋼以及A不銹鋼，不過在不銹鋼，不過在F不銹鋼中更容易形成。不銹鋼中更容易形成。 高鉻高鉻F不銹鋼中不銹鋼中，Cr15時，時，400-525長時間加熱或緩冷時，室溫下長時間加熱或緩冷時，室溫下變得很脆，脆化嚴(yán)重的溫度在變得很脆，脆化嚴(yán)重的溫度在475左右，稱左右，稱475脆性脆性。此脆性可通過。此脆性可通過600-650加熱后快冷消除。加熱后快冷消除。 ：此溫度：此溫度F內(nèi)的內(nèi)的Cr趨于有序化，形成許多富鉻趨于有序化，形成許多富鉻(鉻鉻80，鐵，鐵20)小區(qū)小區(qū)域，與母相共格，引起點陣畸變和內(nèi)應(yīng)力，使鋼韌

20、性域，與母相共格，引起點陣畸變和內(nèi)應(yīng)力，使鋼韌性強度強度。 高鉻高鉻F不銹鋼不銹鋼加熱到加熱到900-1000以上冷卻到室溫，呈現(xiàn)嚴(yán)重脆化，抗蝕性以上冷卻到室溫，呈現(xiàn)嚴(yán)重脆化，抗蝕性急劇急劇，稱，稱高溫脆性高溫脆性。 ：含較多間隙原子：含較多間隙原子(C、N)的的F不銹鋼，從高溫冷到室溫，在晶界或位不銹鋼，從高溫冷到室溫，在晶界或位錯上析出高鉻碳化物或氮化物引起脆性；還有人認為高鉻錯上析出高鉻碳化物或氮化物引起脆性；還有人認為高鉻F鋼鋼(Crl7、Cr25) 900以上加熱淬火時，碳、氮及合金元素向晶界吸附，使晶界區(qū)以上加熱淬火時，碳、氮及合金元素向晶界吸附，使晶界區(qū)A形成元素形成元素濃度濃度

21、，形成一層包圍，形成一層包圍F晶粒的晶粒的A層，淬火冷卻時轉(zhuǎn)變?yōu)閷樱慊鹄鋮s時轉(zhuǎn)變?yōu)镸引起脆性。引起脆性。二、馬氏體不銹鋼二、馬氏體不銹鋼 欲得到欲得到M，必須形成，必須形成A。在。在Cr13基礎(chǔ)上采用基礎(chǔ)上采用較高較高C含量，形成即耐蝕又可熱含量，形成即耐蝕又可熱處理強化的不銹鋼。處理強化的不銹鋼。Cr低低 、Ni少，價格最低少，價格最低 耐蝕性耐蝕性、塑性塑性、焊接性焊接性較較A、F不銹鋼不銹鋼差差；但高強度、硬度、耐磨與但高強度、硬度、耐磨與耐蝕性相結(jié)合，在機械工業(yè)中廣泛使用。耐蝕性相結(jié)合，在機械工業(yè)中廣泛使用。形成形成A、固溶強化、固溶強化Cr上限偏低（形成上限偏低（形成A）C較高較高

22、形成形成M1. 種類、化學(xué)成分種類、化學(xué)成分 種類種類21711891891813413313213113NiCrCMoVCrCrCrCCrCrCrCrCr的低等、型：的高等、型：低、中碳的成分：成分：Cr上限偏低（上限偏低（1218），），C含量較高，有些含含量較高，有些含Ni或或Mo、Cu、Nb等等2. Cr13型型M不銹鋼不銹鋼 組織：平衡組織組織：平衡組織FCr23C6，淬透性好，鍛軋，淬透性好，鍛軋空冷即可得空冷即可得M。熱熱處處理理區(qū)彌散，消除貧性能好，高溫使：回火索氏體，綜合高溫，硬、耐磨：得回火低溫回火：碳化物：、：，得組織淬火：加熱溫度應(yīng)力切削性能；消除鍛件內(nèi)硬度，軟化處理：

23、CrCrMMCrMCrCrMFCr75060025020013413313213110501000不采用中溫回火：此時易彌散析出不采用中溫回火：此時易彌散析出Cr的碳化物的碳化物 脆（脆（475回火脆）回火脆）碳化鉻析碳化鉻析出引起出引起、滾動軸承等零件工具，如醫(yī)療器械：要求高硬度又耐蝕的、設(shè)備的零件，常溫下的腐蝕：要求塑韌性、受沖擊、13431321CrCr3. 1Cr17Ni2不銹鋼不銹鋼 在在Cr17型型F不銹鋼的基礎(chǔ)上加不銹鋼的基礎(chǔ)上加2的的Ni，擴大，擴大相區(qū)，使相區(qū)，使1Cr17的組織高溫的組織高溫時由時由相過渡到相過渡到+兩相區(qū)，淬火后得兩相區(qū)，淬火后得M+F。 F控制在控制在1

24、015（體積），（體積），太多，力學(xué)性能太多，力學(xué)性能。 即保持即保持 1Cr17耐蝕性，又具備耐蝕性，又具備Cr13型力學(xué)性能型力學(xué)性能碳化物少，碳化物少，M、F電位相近電位相近 淬火后低溫或高溫回火，分別得回火淬火后低溫或高溫回火，分別得回火M或回火索氏體少量或回火索氏體少量F第第5節(jié)節(jié) 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 耐蝕性好耐蝕性好 (通常稱耐酸鋼通常稱耐酸鋼)、冷加工成形性、可焊性好。、冷加工成形性、可焊性好。 缺點缺點：強度低（不能用淬火強化，只能通過形變強化）；有晶間腐蝕、應(yīng)力強度低（不能用淬火強化，只能通過形變強化）；有晶間腐蝕、應(yīng)力 腐蝕、點腐蝕等傾向。腐蝕、點腐蝕等傾向。 克服克

25、服F不銹鋼脆、焊接性差的問題；不銹鋼脆、焊接性差的問題；M不銹鋼耐蝕性差的問題。不銹鋼耐蝕性差的問題。不銹鋼中，不銹鋼中，A不銹鋼應(yīng)用最廣泛，約占不銹鋼總量的不銹鋼應(yīng)用最廣泛，約占不銹鋼總量的23。除作為耐蝕構(gòu)件外，這類鋼還可用于高溫作為承受低載荷的熱強鋼。除作為耐蝕構(gòu)件外，這類鋼還可用于高溫作為承受低載荷的熱強鋼。按化學(xué)成分可分為：鉻鎳、鉻錳氮、鉻錳鎳氮。后兩種是以錳、按化學(xué)成分可分為：鉻鎳、鉻錳氮、鉻錳鎳氮。后兩種是以錳、 氮代鎳及錳、氮節(jié)鎳的鋼種。氮代鎳及錳、氮節(jié)鎳的鋼種。一、一、Cr-Ni奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼1. 188型型A不銹鋼不銹鋼 用用18Cr、9Ni配合獲得單相配合獲得單

26、相A組織，習(xí)慣上稱組織，習(xí)慣上稱18-8型鋼，是型鋼，是Cr-Ni奧氏奧氏體不銹鋼最典型、最基本的成分，其它體不銹鋼最典型、最基本的成分，其它A不銹鋼都是在此基礎(chǔ)是發(fā)展的。不銹鋼都是在此基礎(chǔ)是發(fā)展的。 鎳有助于鈍化，鉻、鎳總量達到鎳有助于鈍化，鉻、鎳總量達到18927，耐蝕電位接近，耐蝕電位接近28，其耐蝕性達到較高水平。其耐蝕性達到較高水平。 在在18-8基礎(chǔ)上再基礎(chǔ)上再鉻、鎳，耐蝕性更優(yōu)。有時還添加鈦、鈮、鉬、銅等。鉻、鎳，耐蝕性更優(yōu)。有時還添加鈦、鈮、鉬、銅等。如如Ti、Nb消除晶間腐蝕；消除晶間腐蝕；Mo、Cu非氧化性中耐蝕性及非氧化性中耐蝕性及抗點蝕能力。因抗點蝕能力。因Ti、Nb、

27、Mo為為F形成元素，為得單一形成元素，為得單一A組織，必須相應(yīng)組織，必須相應(yīng)鋼中鋼中Ni含量。如含量。如1Cr18Ni11Nb、1Cr18Ni12Mo2Ti等。等。C在中極限溶解度2. 188型型A不銹鋼不銹鋼 熱處理熱處理 1）固溶處理）固溶處理： 加熱到單一加熱到單一A區(qū)，得均勻單一區(qū)，得均勻單一A組織后組織后快冷快冷，使，使高溫成分均勻過飽和固溶體組織保持到室溫。高溫成分均勻過飽和固溶體組織保持到室溫。 平衡組織：平衡組織：F+A+M23C6 固溶處理組織：過飽和固溶處理組織：過飽和A 其單一其單一A組織通過熱處理配合得到。組織通過熱處理配合得到。 固溶處理后鋼具最低強度和硬度，焊接、冷

28、熱加固溶處理后鋼具最低強度和硬度，焊接、冷熱加工性能好，應(yīng)力和晶間腐蝕傾向消除。工性能好，應(yīng)力和晶間腐蝕傾向消除。 固溶處理加熱溫度固溶處理加熱溫度10501150，加熱溫度太高，加熱溫度太高出現(xiàn)出現(xiàn)相，并引起晶粒長大；溫度太低，鋼相，并引起晶粒長大；溫度太低，鋼M23C6溶溶解不充分，組織不均。固溶后解不充分，組織不均。固溶后水冷水冷。 固溶處理后再加熱至固溶處理后再加熱至400-800，鋼中，鋼中M23C6析出析出更強烈，使晶間腐蝕更敏感，更強烈，使晶間腐蝕更敏感，可通過固溶處理消除可通過固溶處理消除。避免避免(Fe,Cr)23C6與與相析出相析出2）消除應(yīng)力處理）消除應(yīng)力處理消除冷加工內(nèi)

29、應(yīng)力消除冷加工內(nèi)應(yīng)力消除應(yīng)力腐蝕敏感及焊接內(nèi)應(yīng)力消除應(yīng)力腐蝕敏感及焊接內(nèi)應(yīng)力3）穩(wěn)定化處理）穩(wěn)定化處理針對加針對加Ti、Nb的的18-8A不銹鋼，加不銹鋼，加Ti、Nb目的是使目的是使C與與Ti、Nb形成形成TiC、NbC，避免形成，避免形成Cr23C6以防晶間腐蝕。因此以防晶間腐蝕。因此將其加熱至高于將其加熱至高于Cr23C6溶解溫度，低于溶解溫度，低于TiC、NbC溶解溫溶解溫度，保溫冷至室溫。度，保溫冷至室溫。二、二、Cr-Mn、Cr-Mn-N、Cr-Mn-Ni-N 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼為節(jié)約稀缺的為節(jié)約稀缺的Ni。1. Cr-Mn A不銹鋼不銹鋼 Mn的的A形成能力僅為形成能力僅為

30、Ni的的1/2，故，故Cr不能太高，不能太高，Cr12得不到單一得不到單一A組組織，是典型的兩相組織（織，是典型的兩相組織（A、F量基本相同），故量基本相同），故耐蝕性能不太好耐蝕性能不太好。 不能用于耐強烈介質(zhì)腐蝕的部件，如不能用于耐強烈介質(zhì)腐蝕的部件，如1Crl7Mn9主要用于食品工業(yè)。主要用于食品工業(yè)。 在在600-800停留有停留有相生成。相生成。2. Cr-Mn-N A不銹鋼不銹鋼 N穩(wěn)定穩(wěn)定A，Cr極限含量，極限含量，耐蝕性。同時耐蝕性。同時室溫高溫強度，而不室溫高溫強度，而不室溫韌性。室溫韌性。N在在A中溶解度小，不能添加太多（中溶解度小，不能添加太多（0.30.5以下），否則以

31、下），否則N2析出形成氣孔。析出形成氣孔。此鋼中通常含一定量的此鋼中通常含一定量的鐵素體，可鐵素體，可晶間腐蝕敏感性，但對力學(xué)性能不利。晶間腐蝕敏感性，但對力學(xué)性能不利。為進一步為進一步耐蝕性，有時還加耐蝕性，有時還加Cu、Mo等。等。 0Crl7Mnl3Mo2N是我國研制的一種是我國研制的一種Cr-Mn-N不銹鋼，具有不銹鋼，具有A、F雙相組織，雙相組織，晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕傾向比純晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕傾向比純A不銹鋼小，力學(xué)性能、焊接性能也較好。由于不銹鋼小，力學(xué)性能、焊接性能也較好。由于存在存在相，冷、熱加工成形性能差，還易形成相，冷、熱加工成形性能差，還易形成相。相。3. Cr-Mn-Ni

32、-N A不銹鋼不銹鋼 用用Mn、N完全代完全代Ni很難得單一很難得單一A組織，但如加入少量組織，但如加入少量Ni，Cr15時仍可時仍可以得到單一以得到單一A組織。目前組織。目前Cr-Mn-Ni-N鋼鋼國內(nèi)外發(fā)展很快。國內(nèi)外發(fā)展很快。1Cr18Mn8Ni5N就就是較成熟的鋼種。在是較成熟的鋼種。在1100-1150淬火后使用，具有良好的耐蝕性、較高的強淬火后使用，具有良好的耐蝕性、較高的強度、塑性以及可焊接性能。度、塑性以及可焊接性能。第第6 6節(jié)節(jié) F-AF-A雙相不銹鋼雙相不銹鋼 近十幾年發(fā)展起來的新型不銹鋼近十幾年發(fā)展起來的新型不銹鋼，組織組織為為F FA A。 化學(xué)成分化學(xué)成分：鉻鎳不銹

33、鋼，低（超低）：鉻鎳不銹鋼，低（超低）C、高純凈（運用、高純凈（運用AOD、VOD法），且法），且Cr18-26，Ni4-7，使，使F、A兩相都具獨立兩相都具獨立的鈍化能力，因此的鈍化能力，因此不因雙相而引起耐蝕性不因雙相而引起耐蝕性。根據(jù)不同用途還加。根據(jù)不同用途還加入入Mn、Mo、Cu、Ti、W、N等。等。 性能：性能：兼有兼有F不銹鋼和不銹鋼和A不銹鋼特性。不銹鋼特性。A的存在的存在脆性，脆性，可焊可焊性和韌性；性和韌性；F的存在的存在屈服強度、抗應(yīng)力腐蝕敏感性；屈服強度、抗應(yīng)力腐蝕敏感性；F、A雙相雙相存在存在晶間腐蝕傾向。晶間腐蝕傾向。第第7節(jié)節(jié) 沉淀硬化不銹鋼沉淀硬化不銹鋼(超高強度鋼超高強度鋼)包括兩種：以包括兩種：以Cr18Ni9鋼為基礎(chǔ)發(fā)展起來的鋼為基礎(chǔ)發(fā)展起來的A-M型沉淀硬化不銹鋼，型沉淀硬化不銹鋼， 以以Cr13型型M不銹鋼發(fā)展起來的低碳不銹鋼發(fā)展起來的低碳 馬氏體沉淀硬化不銹鋼。馬氏體沉淀硬化不銹鋼。 這兩類鋼都是形成這兩類鋼都是形成M基礎(chǔ)上經(jīng)基礎(chǔ)上經(jīng)時效處理時效處理產(chǎn)生