《金属材料学第》word版

《《金属材料学第》word版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第七章不锈钢不锈钢：能抵抗大气及腐蚀介质腐蚀作用不锈钢：耐弱腐蚀可细分为（按腐蚀性）耐酸钢：耐强腐蚀腐蚀使许多金属另构件丧失工作性能，导致失效，甚至产生事故。腐蚀是怎样产生的呢？能怎样才能防止腐蚀产生呢？第一节金属的腐蚀与防护腐蚀：在外界介质作用下，金属逐渐受到破坏的现象。按其性质不同，腐蚀可分为化学腐蚀与电化学腐蚀一、化学腐蚀与电化学腐蚀（一）化学腐蚀：金属与外界介质直接产生化学反应而引起的腐蚀比如Fe的高温氧化。金属与苯、含S石油等有机物作用（弱导电）（二）电化学腐蚀金属与周围介质之间的电化学作用而引起的腐蚀是实际生产中主要的金属腐蚀电化学腐蚀是怎样产生的呢？由于不同的金属或金属中

2、不同的相之间的电极电位各不相同，这样在外界电解介质中，有个电位差△E，形成宏观或微观的原电池。在此电池中，电位较低的极（阳极）将失去电子变成正离子而不断损失。从而产生了电化学腐蚀。构成原电池的两极的金属或相之间的电位差↑。腐蚀速度↑，而合金中相的数目↑，形成的微电池数目↑，腐蚀速度↑。工业上腐蚀V是很需要的，理论上，原电池的两极直接接触成短路状态，腐蚀电流很大（欧姆定律），腐蚀V应很快，但实际上腐蚀V要慢的多。这是由于腐蚀开始后，阴、阳两极的电极电位发生了变化。朝电位差缩小的方向变化，这种电极电位的变化称为极化阳极极化阴极极化产生阳极极化的主要原因是，在腐蚀过程中，在阳极的表石产生了一

3、层钝化膜，使金属变成离子的过程变到阻碍，于是阳极电位↑。第7-10页共10页二、金属腐蚀的基本类型金属腐蚀破坏的形成很多，工程中常见的腐蚀类型有：均匀腐蚀，晶间腐蚀，点腐蚀，应力腐蚀，磨损腐蚀，腐蚀疲劳等。㈠均匀腐蚀又称一般腐蚀或连续腐蚀。是一种最常见的腐蚀。腐蚀发生在与介质接触的整个金属表石上，是金属的有效截石不断减小；均匀腐蚀容易被观发到，一般不会带来危险的失效事故。（参照图）㈡晶间腐蚀沿金属晶进行的腐蚀称为晶间腐蚀由于已经发生晶间腐蚀的金属在外形上没有任何变化，因此不易发觉，但金属已经丧失强度，因此晶间腐蚀是一种危害性很大的一种腐蚀。（参照图）㈢点腐蚀又称孔蚀。是发生在金属表石局

4、部区域的一种腐蚀。它主要是由于金属表石的钝化膜被局部破坏而引起，另外，金属表石的缺陷，疏松，非金属夹杂物也是引起点腐蚀的重要原因。蚀孔的一旦形成，便迅速发生，直至穿透金属。它也是一种危害较大的腐蚀。（参照图）点蚀主要出现在含；氯离子的溶液中㈣应力腐蚀指在静拉力状态下的金属在特定的腐蚀介质中，沿某些显微路径发生腐蚀而导致的破坏。应力腐蚀产生的断裂常常没有变形预兆，因此是一种危害很大的一种腐蚀。（参照图）㈤磨损腐蚀指同时存在着腐蚀和机械磨损，两者互相加速的腐蚀，腐蚀介质流体和金属表间的相对运动也能引起这种作用。气泡腐蚀是一种特殊形式。第7-10页共10页（参照图）㈥腐蚀疲劳指在交变应力作用

5、下的金属在腐蚀介质中的腐蚀。过程：（1）金属表因介质形成腐蚀坑→（2）在介质和交变应力作用下发生为疲劳裂级→裂级扩大直到疲劳断裂断口保持疲劳破坏特征裂纹多为穿晶。（参照图）从金属腐蚀的产生原因，可以找到防护的方法三、提高钢材耐腐蚀性的途径1．使金属的表形成一层稳定的保护膜（钝化膜）可以↑金属的电极电位，阻止金属与介质继续作用。2．↓或消除钢材表的各种不均一的现象（从组织及成份上）即收到单一固溶体组织，避免形成微电池。（合金化和HT）3．（直接）↑金属的电板电位（如通过合金化）第一节不锈钢的性能要求一、耐蚀性对不锈钢，主要要求它在介质中具有耐蚀性这里的耐蚀性是对具体的工作介质而言的。某一

6、种钢在某种介质中具有耐腐蚀性，而在另一种介质中不一定耐蚀。因此要根据使用介质情况来正确选择和使用不锈钢钢种。不锈钢的耐蚀性对于均匀腐蚀通常根据年均腐蚀深度或腐蚀后的失重来表示。二、力学性能要求力学性能是对金属材料的基本要求，不锈钢也不例外，不锈钢也要求良好的机械性能。三、工艺性能要求不锈钢大多用于焊接件，还要经过冷、热加工成型，因此要求良好的焊接性能及良好的冷、热加工性能。第二节不锈钢的合金化第7-10页共10页不锈钢中常用合金元素：C、Cr、Ni、Mo、Mn、Ti、Si、Nb、N、Cu、Co、Al等。C：C是扩大γ相区元素，但不锈钢中，因为C形成K，↓合金度，↓↓耐蚀性。若K沿晶界析

7、出，则会产生晶间腐蚀，故不锈钢一般为低C，只在需要较高强度时，才↑C量。（且低C也具有良好的焊接性和冷热加工性）Cr：↑耐蚀性的最主要元素。钢的耐蚀性随Cr%↑而↑。当Cr原子数123nFe原子数8888时，Fe的电极电位呈跳跃式地↑，钢的耐蚀性也是跳跃式地↑称为“n/8规律”。当固定在Fe中的Cr量为11.7%时可达到n/8规律的第一个突变值，但钢中的C将与Cr形成K，而↓除Cr，故不锈钢中的Cr≥13%（重量百分比）在氧化性介质中，Cr使钢