钢铁材料4特殊性能用钢

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1、7.5特殊性能钢具有特殊的物理化学性能并可在特殊环境下工作的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢和低温用钢等不锈钢的使用条件及材料设计原则主要作用和使用条件在腐蚀性介质中保持稳定腐蚀速度极慢主要失效形式7.5.1不锈钢电化学腐蚀氧化腐蚀；应力腐蚀原电池作用不锈钢的材料设计原则尽量获得单相均匀组织提高金属基体腐蚀电位形成表面防护膜Fe+9%NiA(单相）降低碳含量Fe+(x/8)Cr电位阶梯式升高Cr,Si,Al在表面形成致密钝化膜不锈钢主要的成分特点：低碳含量含有Cr,Ni等合金元素含有Al、Si、Ti、Nd等合金元素

2、加入Ti、Nb的作用是什么？2.不锈钢的分类及常用不锈钢不锈钢分类：按供应态（正火）组织分马氏体型不锈钢(Cr13型)铁素体型不锈钢(Cr17、Cr25型）奥氏体型不锈钢(18-8型)双相不锈钢沉淀硬化型不锈钢2）马氏体不锈钢：马氏体型不锈钢成分特点：含碳0.1~0.4%含铬12~18%其它元素Mo、V、Si、Cu等说明个元素及其含量变化对材料性能影响？2）马氏体不锈钢：马氏体型不锈钢性能特点：含碳量较高，力学性能好热加工性能好切削加工性好耐蚀性随含碳量升高而降低常用马氏体不锈钢：1Cr13,2Cr13,3Cr1

3、3,9Cr18,1Cr17Ni21Cr13,2Cr13优良的抗大气、蒸汽介质腐蚀，耐蚀结构钢。用于制作汽轮机叶片、热烈设备配件、锅炉附件等热处理：淬火+高温回火(S回)，注意回火脆3Cr13,4Cr13耐蚀性下降，但力学性能好。用于制作不锈钢工具，如医疗器械、刃具、热油泵轴等热处理：淬火+低温回火(M回)(HRC50)3）铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢的成分特点含碳小于0.15%含铬17~30%其它元素Mo、V、Ti等铁素体型不锈钢的性能特点耐蚀性较马氏体不锈钢好单相铁素体，无相变强化塑性、可焊性好有金属间化合物引

4、起的高温脆性常用铁素体型不锈钢：1Cr17,1Cr17Ti,1Cr28,1Cr25Ti,1Cr17Mo2Ti等主要用于对力学性能要求不高、但耐蚀性要求高的环境下，如化工生产结构件试说明如何提高铁素体型不锈钢的力学性能？4）奥氏体型不锈钢（18-8型）奥氏体型不锈钢的成分特点含碳小于0.1%含铬18%,含镍8~11%其它元素Mo、Nb、Ti等奥氏体型不锈钢的性能特点耐蚀性优秀单相奥氏体，但有强加工硬化塑性、可焊性好有应力腐蚀倾向，注意加工应力常用奥氏体型不锈钢：1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni9,00Cr18N

5、i9等各类耐腐蚀环境下结构件5）其他类型不锈钢双相不锈钢：A+(5~20%)抗应力腐蚀性能更好并具有更好的抗晶间腐蚀能力和抗热裂性能0Cr21Ni5Ti,1Cr18Mn10Ni5Mo3Si2沉淀硬化型不锈钢：解决奥氏体不锈钢强度不足，加工硬化引起的应力腐蚀问题加入Ni、Al、Ti、Nb形成金属间化合物Ni3Al，Ni3Nb，强化A不锈钢但不影响其耐蚀性用于高强高硬度且要求耐蚀性的条件下7.5.2耐热钢耐热钢的工作条件和性能要求高温下使用高温氧化环境使用高温腐蚀环境使用高温氧化高温强度不足钢的耐热性包括高温抗氧化

6、性和高温强度两个方面使用条件主要失效形式高温抗氧化性：材料的抗氧化性不是指其不氧化，而是指其能很快在表面形成致密氧化膜，使材料不再继续氧化主要合金化元素：Cr，Si，Al2）高温强度：又称热强性，钢在高温下抵抗塑性变形和破断的能力。通常以蠕变极限和持久强度表示强化方式：固溶强化晶界强化弥散强化2.常用耐热钢分类：按组织分类珠光体型耐热钢：16Mo,15CrMo,12CrMoV使用温度：250~550°C主要应用：锅炉、压力容器、热交换器和气阀等耐热件马氏体型耐热钢：1Cr13,2Cr13,4Cr9Si2,4Cr1

7、0Si2Mo使用温度：550~600°C主要应用：叶片、阀门奥氏体型耐热钢：使用温度：>600~700°C固溶强化型18-8不锈钢：加热管，排气管；沉淀硬化型耐热钢：4Cr13Ni8Mn8MoVNb(GH36)，增压涡轮，叶片材料和高温紧固件金属间化合物强化耐热钢：0Cr15Ni26MoTi2AlVB(GH132)7.5.3其他特殊钢耐磨钢：专指在强烈冲击载荷或高压条件下发生表面硬化而具有高耐磨性的高锰钢。材料：ZGMn13。含碳0.8~1.4%，含Mn11~14%铸态组织：A+碳化物（Fe,Mn)3C热处理：水

8、韧处理——固溶A体化（~1100°C），水淬组织：A；硬度：HB190-220；韧性很高应用：材料被强烈冲击或摩擦时，A产生强烈的加工硬化，并在表面诱发生成形变马氏体，表面硬度急剧升值HB500~550。注意：一般机器零件的工作条件，耐磨钢的耐磨性不即渗碳钢和其它高硬度钢材。高锰钢水韧处理后不能进行回火处理，否则钢材会脆化2.耐寒钢：一般指用于制造、储运液化气体用设备的钢