河海大学 工程材料 不锈钢

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1、工程材料A第五章不锈钢机电工程学院1第五章不锈钢§1概述§2金属腐蚀§3不锈钢合金化原理§4不锈钢种类与特点2§5.1概述第五章不锈钢特殊性能钢是指以某些特殊物理、化学或力学性能为主的钢种，其类型很多，在工程上常用的主要有:※不锈钢※耐热钢※耐磨钢※低温钢3§5.1概述不锈钢：具有抗腐蚀性能的钢种分类：不锈钢（耐大气、蒸汽和水等弱腐蚀介质）耐酸钢（耐酸、碱、盐等强腐蚀介质腐蚀）用途：化工、石油、卫生、食品、建筑、航空、原子能等行业。失效形式：腐蚀第五章不锈钢4§5.1概述不锈钢按其正火组织不同分类：★马氏体型

2、；★铁素体型；★奥氏体型；★A-F双相型；★沉淀硬化型；(奥氏体型不锈钢约占不锈钢总产量的70％)第五章不锈钢化工管道的腐蚀裂解管内壁的高温腐蚀减薄5§5.2金属腐蚀一、金属腐蚀过程1、腐蚀介质作用下金属破坏现象2、种类化学腐蚀、电化学腐蚀3、钝化表面形成致密氧化膜第五章不锈钢6§5.2金属腐蚀“多相”易腐蚀，单相不易腐蚀两相若电极电位接近耐腐蚀(Cr、Ni提高基体电极电位)表面致密的氧化膜也耐腐蚀(Al2O3、Cr2O3)第五章不锈钢7§5.2金属腐蚀二、腐蚀种类1、一般腐蚀：金属表面大面积均匀腐蚀2、晶界腐蚀

3、：沿晶界腐蚀，降强度；晶界和晶内成分或应力差别，造成电势差。3、应力腐蚀：腐蚀介质及拉应力作用破裂，沿晶或穿晶脆断4、点腐蚀：金属局域表面腐蚀，纵深发展穿裂金属5、腐蚀疲劳：腐蚀介质和交变应力作用，腐蚀坑+裂纹，防止腐蚀措施：1、单一相；2、钝化层；3、减少电位差第五章不锈钢§5.2金属腐蚀8钢腐蚀：基体电极电势低，产生微电池阳极效应引起。防腐途径：1、提高金属基体电极电位（加Cr）；2、金属表面易于钝化；3、单相组织，均匀成分和纯度。第五章不锈钢§5.3不锈钢的合金化原理9一、不锈钢钝化钝化：金属表面在特殊介质

4、中表面失去活性的现象。实质：改变金属表面状态，电极电位提高。钝化机理：A、氧化膜生成，且致密，降低金属的溶解速率，电极反应（阳极反应）受阻，金属的稳定性提高；B、钝化膜下面的及膜表面有氧吸附，吸附的氧能饱和金属表面原子的未饱和位，产生钝化，化学反应速率降低。第五章不锈钢§5.3不锈钢的合金化原理10合金元素Cr、Al、Si等加入：1、钢表面生成致密钝化膜，Cr2O3、Al2O3、SiO2，防腐；2、Mo、Cu等元素加入加剧钝化效果，提高抗钢氧化性和耐蚀性。第五章不锈钢§5.3不锈钢的合金化原理11二、合金元素对铁

5、的电极电势影响1、Cr元素加入形成固溶体时，提高其电极电位，有一定加入量要求，产生电势突变；n/8规律2、最低含Cr量：11.7%。钢中有C，形成碳化物，即加Cr量最小为13%。第五章不锈钢§5.3不锈钢的合金化原理12三、合金元素对不锈钢基体组织的影响Me与Fe的相互作用的特点分类①A形成元素：C、N、Cu、Mn、Ni等；②F形成元素：Cr、Si、Ti、Nb、Mo等。说明：A、Cr-Ni复合—18%Cr-8%Ni，降单一元素含量，>Ni30%，若节约Ni，加Mn、N等替代B、C作用大，扩大A区，形成碳化物，减低

6、耐腐蚀性对钢有硬度和耐腐蚀性要求时加大含量C、改善不锈钢切削性能，加入少量S、P元素D、RE有一定作用第五章不锈钢§5.3不锈钢的合金化原理13中国的不锈钢的分类和发展第五章不锈钢§5.4不锈钢种类和特点14不锈钢按其正火组织不同分类：马氏体型；铁素体型；奥氏体型；双相型；沉淀硬化型；§5.4不锈钢种类和特点第五章不锈钢一、马氏体不锈钢典型钢种：1Cr13～4Cr13、9Cr18特性：在氧化性气氛中，如大气、海水、氧化性酸，耐蚀性较好；在菲氧化性气氛中，如强酸、碱中，耐蚀性很低。15化学成分牌号（含义）热处理工艺

7、淬火+回火机械性能用途§5.4不锈钢种类和特点第五章不锈钢16说明：1、1Cr13：低碳，不预热可弯曲、焊接，卷边等；2Cr13：焊接预热，冷变形不预热；2、M不锈钢：酸性介质中氢脆断裂；中性介质阳极溶解造成应力腐蚀开裂；同时提供冶炼质量（提高纯度、降夹杂物含量等）；3、M中含Cr，淬透性好，锻后缓冷，防形成M；工件获得M后，高温回火，降硬度便于机加工；4、M不锈钢，淬火后通常高温回火；高硬度、耐磨性场合，低温回火；5、M不锈钢有回火脆性，回火后快冷；400-600℃回火易出现应力腐蚀开裂。§5.4不锈钢种类和特

8、点第五章不锈钢17二、铁素体不锈钢：碳<0.25%、Cr13～30％，耐蚀性优于马氏体钢。Cr铁素体形成元素，此类钢从室温到高温(1000℃左右)均为单相铁素体；性能：塑性加工、切削加工和焊接性较优。用途：对耐蚀性和抗氧化性有较高要求的零件，如耐硝酸、磷酸结构和抗氧化结构。常见：0Cr13、1Cr17、1Cr28等。§5.4不锈钢种类和特点第五章不锈钢18化学成分类型Cr