不锈钢及其焊接工艺

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1、第四单元　不锈钢及其焊接工艺综合知识模块一不锈钢的类型和性能综合知识模块二奥氏体不锈钢的焊接综合知识模块三铁素体不锈钢的焊接综合知识模块四马氏体不锈钢的焊接综合训练1不锈钢是指能耐空气、水、酸、碱、盐及其溶液和其他腐蚀介质腐蚀的、具有高度化学稳定性的合金钢的总称。不锈钢具有良好的耐蚀性、耐热性和较好的力学性能，适于制造耐腐蚀、抗氧化、耐高温和超低温的零部件和设备。不锈钢中主加元素铬的质量分数ｗCr＞12％，通常还含其他合金元素如Ni、Mn、Mo等。不锈钢之所以具有耐腐蚀性是因为：一是不锈钢中一定量的Cr元素，能在钢材表面形成一层不溶于腐蚀介质的坚固

2、的氧化钝化膜，使金属与外界介质隔离而不发生化学作用；二是大部分金属腐蚀属于电化学腐蚀，铬的加入可提高钢基体的电极电位；三是Cr、Ni、Mn、N等元素的加入还会促使形成单相组织，阻止形成微电池，从而提高耐蚀性。2综合知识模块一不锈钢的类型和性能能力知识点1锈钢的类型不锈钢实际上是不锈钢和耐（酸）蚀钢的总称。在空气或弱介质中能抵抗侵蚀的钢称为不锈钢；在某些强腐蚀介质中能抵抗侵蚀的钢称为耐蚀钢。不锈钢不一定能耐（酸）腐蚀，而耐蚀钢一定具有良好的耐蚀性。不锈钢按其金相组织可分为铁素体型不锈钢马氏体型不锈钢奥氏体型不锈钢双相不锈钢（包括奥氏体－铁素体型、奥氏

3、体－马氏体型）沉淀硬化不锈钢等31．铁素体不锈钢室温组织为铁素体铬的质量分数ｗCr在12％～32.0％的范围内。随ｗCr增加，其耐酸性能提高；加入钼后，则可以提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。典型牌号有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等主要用于制造硝酸化工设备的吸收塔、热交换器、储运和运输硝酸用的槽罐以及制造不承受冲击载荷的其它零部件和设备。根据C和N的总含量，铁素体不锈钢分为普通纯度和超高纯度两个系列。（1）普通纯度铁素体不锈钢其碳的质量分数wc为0.1％左右，并含有少量的氮，其典型的牌号为1Cr17、1Cr17Mo

4、等。与奥氏体不锈钢相比，缺点是材质较脆，焊接性较差。其主要原因是其中碳和氮的总质量分数较高、在高温加热条件下造成钢的脆性转变温度升高。（2）超高纯度铁素体不锈钢通过真空或保护气体精炼技术炼出超低碳和超低氮含量（C+N总的质量分数≤0.025％～0.035％）的超高纯度铁素体不锈钢，其典型牌号有00Cr18Mo2和00Cr27Mo等。这类钢不论在韧性、耐蚀性还是焊接性等方面均优于普通纯度的铁素体不锈钢，并得到了广泛的应用。42．马氏体不锈钢室温组织为马氏体铬的质量分数ｗCr在11.5％～18.0％范围内，碳的质量分数ｗC最高可达1.0％。马氏体不锈钢

5、具有一定的耐酸腐蚀性和较好的热稳定性及热强性。主要用于力学性能要求较高、且在弱腐蚀介质中工作的零件和工具，也可作为温度在700℃以下长期工作的耐热钢使用，如汽轮机的叶片、内燃机排气阀和医疗器械等。这类钢的焊接性较差，其典型牌号的钢板有1Cr13、2Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2等。3．奥氏体不锈钢室温组织为奥氏体它是在高铬不锈钢中加入适当的镍（镍的质量分数wNi为8％～25％）而形成的。奥氏体不锈钢是以Cr18Ni9铁基合金为基础，在此基础上随着用途的不同，发展了六大系列奥氏体不锈钢：1）在0Cr18Ni9的基础上降低碳的质量分数，获得00

6、Cr19Ni10等超低碳不锈钢，耐蚀性提高；在此基础上加入Mo、Cu、Ti，获得00Cr17Ni14Mo2、00Cr18Ni14Mo2Cu2Ti等，抗还原性酸的能力提高；2）在0Cr18Ni9的基础上增加碳的质量分数，获得1Cr18Ni9等，强度提高；53）在0Cr18Ni9基础上加入Ti、Nb等稳定碳化物元素，获得0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni11Nb等，抗晶间腐蚀的能力提高；4）在0Cr18Ni9的基础上加入Mo、Cu、Ti等元素，获得1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti、0Cr18Ni12Mo

7、2Cu2等，抗还原酸腐蚀的能力和抗晶间腐蚀的能力提高；5）在0Cr18Ni9基础上加入Cr、Ni等元素，可获得1Cr23Ni13、1Cr25Ni20等，耐热性提高；6）在0Cr18Ni9基础上用Mn、N代Ni，节约了Cr、Ni，获得1Cr17Mn6Ni5N、1Cr18Mn8Ni5N，成本降低。奥氏体不锈钢属于耐蚀钢，在氧化性、中性及弱还原性介质中有良好的耐蚀性，是应用最广泛的不锈钢，其中以18-8型不锈钢最具有代表性，它具有较好的力学性能，便于机加工、冲压和焊接。在氧化性环境中具有优良的耐腐蚀性能和良好的耐热性能；但对溶液中含有氯离子（Cl-）的介

8、质特别敏感，易于发生应力腐蚀。18-8型不锈钢按其化学成分中的碳的含量不同，可分为三个等级：一般含碳量（wc≤0.15%）