不锈钢基本知识ppt课件.ppt

1、.不锈钢基本知识不锈钢基本知识.第一部分第一部分 金属材料基础知识金属材料基础知识第二部分第二部分 不锈钢基本知识不锈钢基本知识第三部分第三部分 重点（新）品种介绍重点（新）品种介绍主要内容主要内容.第一部分第一部分 金属材料基础知识金属材料基础知识.金属：具有不透明、金属光泽、良好的导热和导电性，并且其导电能力随温金属：具有不透明、金属光泽、良好的导热和导电性，并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列排列(即晶体即晶体)。合合 金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属

2、特性的物质。金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。固溶体：是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，固溶体：是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和代位而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和代位固溶体两种。固溶体两种。 金属化合物：合金组元间按一定的原子数量之比，相互化合而成的一种具有金属化合物：合金组元间按一定的原子数量之比，相互化合而成的一种具有金属特性的新相

3、，称为金属化合物。如金属特性的新相，称为金属化合物。如Fe3C（渗碳体）（渗碳体）机械混合物：由两种或两种以上的相机械地混合在一起而组成的一种多相组机械混合物：由两种或两种以上的相机械地混合在一起而组成的一种多相组织。如珠光体是渗碳物与铁素体的混合物。织。如珠光体是渗碳物与铁素体的混合物。 概念概念. 材料的使用性能包括物理性能材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能、化学性能(耐用腐蚀性、耐用腐蚀性、抗氧化性抗氧化性)、力学性能、力学性能(机械性能机械性能)和工艺性能。和工艺性能。 材料的工艺性能指材

4、料适应冷、热加工方法的能力。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。性。 概念概念.应力：材料单位面积所受载荷。应力：材料单位面积所受载荷。强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。屈服点（屈服点（Rp）：又称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某）：又称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加，变形却继续增加，或产生一临界值时，载荷不再增加，变形却继续增加，或产生0.2%L时应力值，

5、单位时应力值，单位用兆帕（用兆帕（MPa）表示。）表示。抗拉强度（抗拉强度（Rm）：也叫强度极限，指材料在拉断前承受的最大应力值。单位）：也叫强度极限，指材料在拉断前承受的最大应力值。单位用兆帕（用兆帕（ MPa ）表示。）表示。延伸率（延伸率（A）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。断面收缩率（断面收缩率（）：材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。）：材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。硬度：指材料抵抗其它更硬物压入其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布硬度：指材料抵抗其它更硬物压入其表面的能力，

6、常用硬度按其范围测定分布氏硬度（氏硬度（HBS、HBW）和洛氏硬度（）和洛氏硬度（HKA、HKB、HRC）。）。冲击韧性（冲击韧性（Ak）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳/厘米厘米2（J/cm2）。）。 指标指标.晶体结构晶体结构 面心立方面心立方 体心立方体心立方 密集六方密集六方.第二部分第二部分 不锈钢基本知识不锈钢基本知识.u什么是不锈钢？什么是不锈钢？lCrCr含量大于含量大于10.5%wt10.5%wtlC C含量小于含量小于1.2%wt1.2%wtl铁含量超过其它任何元素铁含量超过其它任何元素u不锈钢系不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢系不锈钢

7、和耐酸钢的总称。l不锈钢系指耐大气、蒸汽和水等弱介不锈钢系指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢；质腐蚀的钢；l耐酸钢指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性耐酸钢指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。介质腐蚀的钢。 不锈钢和耐酸钢在合金化程度上有较不锈钢和耐酸钢在合金化程度上有较大差异，因此性能差别较大。大差异，因此性能差别较大。概念概念. 不锈钢耐腐蚀是由于不锈钢耐腐蚀是由于CrCr的作用，钢材表面生成一层致的作用，钢材表面生成一层致密的的不溶解于某些介质的坚固的富密的的不溶解于某些介质的坚固的富CrCr钝化膜钝化膜（成分为（成分为4M4M3 3O O4 4SiOSiO2 2nHnH2 2O O ）. .

8、其特点：其特点： 1 1、厚度薄、透明：通常为、厚度薄、透明：通常为2-5nm2-5nm。 2 2、密度大。、密度大。 3 3、铬含量高、铬含量高, ,比基体高比基体高3 3倍以上倍以上. . 4 4、自我修复功能，一旦遭破坏，又会形成新的钝化层，、自我修复功能，一旦遭破坏，又会形成新的钝化层，随着钢中铬含量的提高，钢的自钝化能力和耐锈性提高。随着钢中铬含量的提高，钢的自钝化能力和耐锈性提高。耐蚀机理耐蚀机理. 在钢中添加各种合金元素，由于改变了钝化膜的组织和分布，而在钢中添加各种合金元素，由于改变了钝化膜的组织和分布，而提高了更苛刻介质中的耐蚀性。如，钼，腐蚀产物提高了更苛刻介质中的耐蚀性。

9、如，钼，腐蚀产物MoOMoO-2-2靠近基体而强靠近基体而强烈促进基体钝化；铜，钝化膜中含有烈促进基体钝化；铜，钝化膜中含有CuCl,CuCl,与腐蚀介质不发生作用提高与腐蚀介质不发生作用提高耐蚀性；氮，钝化膜中富集耐蚀性；氮，钝化膜中富集CrCr2 2N N，使钝化膜中铬浓度提高而提高了耐，使钝化膜中铬浓度提高而提高了耐蚀性。蚀性。 但暴露在大气中简单的钝化并不能形成提高耐蚀性所必需的表面但暴露在大气中简单的钝化并不能形成提高耐蚀性所必需的表面化合物，通过电解抛光或化学处理可提高不锈钢的耐腐蚀性，电解抛化合物，通过电解抛光或化学处理可提高不锈钢的耐腐蚀性，电解抛光提高了近表面层铬与铁的比率，

10、化学钝化处理进一步扩大了这个比光提高了近表面层铬与铁的比率，化学钝化处理进一步扩大了这个比率。如机械抛光表面有率。如机械抛光表面有2nm2nm的氧化物层，经的氧化物层，经30min30min钝化处理可获得约钝化处理可获得约19nm19nm厚的氧化物层，经厚的氧化物层，经60min60min钝化处理可获得钝化处理可获得50nm50nm厚的氧化物层。厚的氧化物层。耐蚀机理耐蚀机理.q不锈钢的发明是世界冶金史上的一重大成就。不锈钢的发明是世界冶金史上的一重大成就。q 2020世纪初，法国（世纪初，法国（1904-19061904-1906）发现了）发现了Fe-CrFe-Cr合金合金q 英国（英国（1

11、909-19111909-1911）发现了）发现了Fe-Cr-NiFe-Cr-Ni合金合金q 同期德国提出了不锈性和钝化理论。同期德国提出了不锈性和钝化理论。发展历史发展历史.工业用不锈钢：工业用不锈钢：q 英国英国1912-19131912-1913开发了开发了CrCr（12-1312-13）马氏体不锈钢）马氏体不锈钢q 美国开发美国开发CrCr（14-1614-16），），C C（0.07-0.150.07-0.15）的铁素体不锈钢）的铁素体不锈钢q 德国开发奥氏体不锈钢，德国开发奥氏体不锈钢，19291929年取得年取得18-818-8的专利，的专利，19311931提出提出18-18-

12、8Ti8Ti不锈钢；不锈钢；q 同时，法国发现奥氏体中含有铁素体时会改善耐晶界腐蚀，开发同时，法国发现奥氏体中含有铁素体时会改善耐晶界腐蚀，开发双相不锈钢；双相不锈钢；q 19461946年美国研制年美国研制M M沉淀硬化沉淀硬化17-4PH17-4PH，随后既具有高强度又可进行，随后既具有高强度又可进行冷加工成型的半奥氏体沉淀硬化不锈钢冷加工成型的半奥氏体沉淀硬化不锈钢17-7PH17-7PH等；等； 至此，一系列不锈钢基本齐全，并一直延续至今。至此，一系列不锈钢基本齐全，并一直延续至今。发展历史发展历史.q 40-50 40-50年代，节年代，节NiNi的的Cr-Mn-NCr-Mn-N和和

13、Cr-Mn-Ni-NCr-Mn-Ni-N不锈钢、超低碳奥氏不锈钢、超低碳奥氏体不锈钢；体不锈钢；q 6060年代，年代，1 1：1 1的双相不锈钢和高纯铁素体以及马氏体时效不锈钢的双相不锈钢和高纯铁素体以及马氏体时效不锈钢取得进展；取得进展；q 随后，通过化学成分（随后，通过化学成分（C C、CrCr、NiNi）的调整和合金元素（）的调整和合金元素（MoMo、CuCu、SiSi、N N、MnMn、NbNb）的填加，降低夹杂物，改善其使用性能，适应不）的填加，降低夹杂物，改善其使用性能，适应不同环境的要求。同环境的要求。 发展历史发展历史.q按钢的组织结构分类可分为：奥氏体不锈钢、马氏体不按钢的

14、组织结构分类可分为：奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。奥氏体不锈钢铁素体不锈钢双相不锈钢几种不锈钢的显微组织分类分类.q按钢的化学成分分类可分为：按钢的化学成分分类可分为：CrCr不锈钢（不锈钢（400400系）、系）、Cr-NiCr-Ni不锈钢（不锈钢（300300系）、系）、Cr-Mn-N-NiCr-Mn-N-Ni不锈钢（不锈钢（200200系）、系）、超低碳不锈钢、高纯不锈钢等。超低碳不锈钢、高纯不锈钢等。q按钢的功能分类可分为：低温不锈钢、耐热不锈钢、按钢的功能分类可分为：低温不锈钢、耐热不锈钢、耐磨不

15、锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢和超塑性不锈耐磨不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢和超塑性不锈钢等钢等 。分类分类.0Cr131-3Cr13增C0Cr18Ni9增Cr、Ni00Cr22Ni5Mo3N增Cr、减NiCr17Ni7减Cr、NiF型M型A型A-F型A-M型17-7PH加Mo、Al、Ti沉淀相强化钢种演变钢种演变.铬铬形成铬氧化物钝化膜形成铬氧化物钝化膜耐氧化性介质耐氧化性介质提高淬透性提高淬透性镍镍奥氏体稳定元素，降低加工硬化奥氏体稳定元素，降低加工硬化减少高温铁素体减少高温铁素体, ,提高热加工性提高热加工性成型性、焊接性、韧性好成型性、焊接性、韧性好耐还原性酸耐还原性酸高温氧化性高温

16、氧化性钼钼耐点蚀和缝隙腐蚀耐点蚀和缝隙腐蚀耐还原性酸耐还原性酸合金元素作用合金元素作用.氮氮稳定奥氏体元素稳定奥氏体元素耐点蚀和缝隙腐蚀耐点蚀和缝隙腐蚀提高强度提高强度碳碳增加强度增加强度敏化敏化晶腐晶腐锰锰稳定奥氏体元素稳定奥氏体元素增加强度增加强度硫化锰，耐点蚀和缝隙腐蚀硫化锰，耐点蚀和缝隙腐蚀热塑性热塑性合金元素作用合金元素作用.铜铜 提高冷塑性提高冷塑性 抗还原性酸抗还原性酸 稳定稳定 抗菌抗菌硅硅 小于小于1%1%时，非敏晶腐时，非敏晶腐 大于大于1%1%氯化物应力腐蚀、浓硝酸、高温浓硫酸氯化物应力腐蚀、浓硝酸、高温浓硫酸合金元素作用合金元素作用.磷磷 非敏晶腐非敏晶腐硫硫 点蚀和缝

17、隙腐蚀点蚀和缝隙腐蚀 热塑性下降热塑性下降钛、铌钛、铌 降低晶腐降低晶腐稀土稀土 消除消除S S影响，提高热塑性影响，提高热塑性合金元素作用合金元素作用.Schaeffler相图镍镍当量当量= =%Ni+%Co +30(%C)+30(%N)=%Ni+%Co +30(%C)+30(%N)+0.5(%Mn)+0.3(%Cu)+0.5(%Mn)+0.3(%Cu)铬铬当量当量=%Cr+1.5(%Mo)+1.5(%Si)+=%Cr+1.5(%Mo)+1.5(%Si)+1.5(%Ti)+1.75(%Nb)+5.5(%Al)1.5(%Ti)+1.75(%Nb)+5.5(%Al)+0.75(%W)+0.75(

18、%W)分类分类.q 奥氏体不锈钢特性：奥氏体不锈钢特性：铬铬- -镍不锈钢镍不锈钢300300系列钢种系列钢种热处理不能使其硬化热处理不能使其硬化冷加工可使其显著硬化冷加工可使其显著硬化无磁性（冷加工有时会使其具磁性）无磁性（冷加工有时会使其具磁性）优异的成型性和焊接性优异的成型性和焊接性品种介绍品种介绍.成份性能图（成份性能图（）.p奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢0Cr18NI90Cr18NI9（304304）中板、冷板）中板、冷板 作为不锈钢、耐热钢广泛应用，食品、一般化工、作为不锈钢、耐热钢广泛应用，食品、一般化工、原子能工业等。原子能工业等。00Cr19Ni1000Cr19Ni10（304L

19、304L） 超低碳，耐晶间腐蚀性能优良，超低碳，耐晶间腐蚀性能优良，00Cr17Ni700Cr17Ni7（301L301L） 冷加工后具有高强度，车辆厢体、弹簧等用。冷加工后具有高强度，车辆厢体、弹簧等用。品种介绍品种介绍.00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2（316L316L） 在海水等各种介质中，优于在海水等各种介质中，优于304304，耐点蚀材料。，耐点蚀材料。0Cr19Ni9N0Cr19Ni9N（304N304N） 添加添加N N，提高强度，耐腐蚀性不降低，结构用材料。，提高强度，耐腐蚀性不降低，结构用材料。0Cr18Ni9Cu0Cr18Ni9Cu 添加添加CuCu，改

20、善冷加工性，加工硬化率低，深冲用，改善冷加工性，加工硬化率低，深冲用钢。钢。1Cr18NI9Ti1Cr18NI9Ti（321321） 增加增加TiTi，提高耐晶间腐蚀性能，不适用于装饰。，提高耐晶间腐蚀性能，不适用于装饰。品种介绍品种介绍.q 锰系不锈钢的耐蚀性仍取决于钢中的铬量，镍也是非锰系不锈钢的耐蚀性仍取决于钢中的铬量，镍也是非常有益的元素。常有益的元素。q 锰和氮主要是在形成和稳定奥氏体方面代镍，在耐蚀锰和氮主要是在形成和稳定奥氏体方面代镍，在耐蚀性方面则不能代镍，锰还对钢的耐蚀性有害。性方面则不能代镍，锰还对钢的耐蚀性有害。q 在铬量相同条件下，锰系钢的耐蚀性一般要低于镍系在铬量相同

21、条件下，锰系钢的耐蚀性一般要低于镍系钢。在弱腐蚀环境中，锰系钢可以代替相对应的镍系钢，钢。在弱腐蚀环境中，锰系钢可以代替相对应的镍系钢，但随介质腐蚀性的增强，锰系与镍不锈钢间耐蚀性的差距但随介质腐蚀性的增强，锰系与镍不锈钢间耐蚀性的差距要拉大，锰系钢不能代替镍系钢。要拉大，锰系钢不能代替镍系钢。 品种介绍品种介绍.q 铁素体不锈钢特性：铁素体不锈钢特性：铬不锈钢（不含镍）铬不锈钢（不含镍）400400系列钢种系列钢种有磁性有磁性成型性和焊接性不如成型性和焊接性不如A A低成本不锈钢低成本不锈钢根据钢中根据钢中CrCr含量，可分为含量，可分为Cr11%-15%Cr11%-15%、 Cr16%-2

22、0%Cr16%-20%、 Cr21%-30%Cr21%-30% 品种介绍品种介绍.铁素体不锈钢的特点与优势（与铬镍铁素体不锈钢的特点与优势（与铬镍A A相比）相比）q 不含或个别牌号仅含少量镍，成本和价格均较低；不含或个别牌号仅含少量镍，成本和价格均较低；q 屈服强度高，加工硬化倾向小，易于冷加工；屈服强度高，加工硬化倾向小，易于冷加工；q 耐氯化物应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀优良。在许多腐蚀环境中，耐耐氯化物应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀优良。在许多腐蚀环境中，耐蚀性还与相同铬量的铬镍奥氏体不锈钢相当；蚀性还与相同铬量的铬镍奥氏体不锈钢相当；q 有磁性，可作为耐蚀软磁材料，如电磁阀等；有磁性，可作为耐

23、蚀软磁材料，如电磁阀等；q 导热系数高，适于热交换的用途；导热系数高，适于热交换的用途；q 热胀系数小，适于热胀、冷缩，热循环的使用条件。热胀系数小，适于热胀、冷缩，热循环的使用条件。品种介绍品种介绍.铁素体不锈钢的缺点与成因铁素体不锈钢的缺点与成因缺点缺点现象现象成因成因475475脆性脆性在在400400500500长期加热或停留长期加热或停留后出现的脆性后出现的脆性相的沉淀相的沉淀中温脆性中温脆性在在500500800800长期加热或停留长期加热或停留后出现的脆性后出现的脆性（）相的沉淀）相的沉淀高温脆性高温脆性950950加热后出现的脆性加热后出现的脆性碳氮化物析出，晶粒长大碳氮化物析

24、出，晶粒长大脆性转化温度在脆性转化温度在室温以上室温以上正常热处理后出现脆性（还受正常热处理后出现脆性（还受截面尺寸、冷却速度、有无缺截面尺寸、冷却速度、有无缺口和缺口形状的影响口和缺口形状的影响碳氮化物析出，晶粒尺寸碳氮化物析出，晶粒尺寸晶间腐蚀敏感性晶间腐蚀敏感性大大高于高于900900950950加热或焊后，加热或焊后，即使急冷仍会产生即使急冷仍会产生在铁素体中，碳和氮的固溶度很在铁素体中，碳和氮的固溶度很低，碳氮化物形成、析出速度快，低，碳氮化物形成、析出速度快，导致晶界迅速形成铬贫化导致晶界迅速形成铬贫化品种介绍品种介绍.传统铁素体不锈钢的缺点及防止措施传统铁素体不锈钢的缺点及防止措

25、施缺点缺点成因成因防止措施防止措施475475脆性脆性相的沉淀相的沉淀不在不在相形成温度长期加相形成温度长期加热或使用热或使用中温脆性中温脆性（）相的沉淀）相的沉淀不在不在（）相形成温度长）相形成温度长期加热或使用期加热或使用高温脆性高温脆性碳、氮化物析出，晶粒碳、氮化物析出，晶粒粗大粗大降低钢中碳、氮含量，细化降低钢中碳、氮含量，细化晶粒晶粒室温韧性低，脆性转室温韧性低，脆性转变温度高，对缺口敏变温度高，对缺口敏感感碳、氮、氧等的化合物碳、氮、氧等的化合物析出，晶粒粗大析出，晶粒粗大降低钢中间隙元素碳、氮、降低钢中间隙元素碳、氮、氧的含量，细化晶粒氧的含量，细化晶粒较高的晶间腐蚀倾向较高的晶

26、间腐蚀倾向富铬的碳化物形成富铬的碳化物形成降低钢中碳量，加入钛、铌降低钢中碳量，加入钛、铌等稳定化元素等稳定化元素品种介绍品种介绍.q 传统（普通）铁素体不锈钢传统（普通）铁素体不锈钢 由于传统冶金技术生产，常规的碳、氮含量。化学成分由于传统冶金技术生产，常规的碳、氮含量。化学成分和组织结构上的特点，性能上的某些不足长期影响着生产和组织结构上的特点，性能上的某些不足长期影响着生产和应用。和应用。q 现代铁素体不锈钢现代铁素体不锈钢 近代冶金技术生产，低碳、氮，超低碳、氮和高纯化。近代冶金技术生产，低碳、氮，超低碳、氮和高纯化。由于化学成分所引起的性能上的某些不足已得到极大程度由于化学成分所引起

27、的性能上的某些不足已得到极大程度的克服和相当圆满的解决，是节镍不锈钢的主要方向。的克服和相当圆满的解决，是节镍不锈钢的主要方向。品种介绍品种介绍.q00Cr12Ti00Cr12Ti（409L409L）热板、冷板）热板、冷板 耐高温，抗氧化性能优良，主要用于汽车排气管用途。耐高温，抗氧化性能优良，主要用于汽车排气管用途。q0Cr13Al0Cr13Al（405405）中板、复合板）中板、复合板 在高温下冷却不产生显著硬化。汽轮机材料，淬火用部件以及做在高温下冷却不产生显著硬化。汽轮机材料，淬火用部件以及做复合材料等。复合材料等。q1Cr171Cr17（430430系）冷板系）冷板 耐蚀性优良的通用

28、钢种，建筑内装饰用，家庭用器具，家电用耐蚀性优良的通用钢种，建筑内装饰用，家庭用器具，家电用部件。部件。品种介绍品种介绍.q高纯高纯430Ti430Ti（NbNb） 比普通比普通Cr17Cr17（430430）不锈钢具有更佳焊接性、耐晶间腐蚀性，更好）不锈钢具有更佳焊接性、耐晶间腐蚀性，更好的深冲性、抗皱性和优良的冲击韧性和低的脆性转变温度的用途，的深冲性、抗皱性和优良的冲击韧性和低的脆性转变温度的用途，如化工厂的吸收塔、热交换器、输送管道、容器，建筑的内装饰、如化工厂的吸收塔、热交换器、输送管道、容器，建筑的内装饰、厨房设备和家用电器中要求焊接的深冲设备和构件。厨房设备和家用电器中要求焊接的

29、深冲设备和构件。q高纯高纯00Cr17Mo(436)00Cr17Mo(436)、00Cr18Mo200Cr18Mo2（444444） 加工成型性，焊接性等优良，脆性转变温度进一步降低，在大气加工成型性，焊接性等优良，脆性转变温度进一步降低，在大气和淡水等环境中，耐蚀性优于和淡水等环境中，耐蚀性优于304304不锈钢并与不锈钢并与316316不锈钢相近。主要不锈钢相近。主要用途有建筑面板，厨房设备，市政公共设施，轻工和纺织工业的清用途有建筑面板，厨房设备，市政公共设施，轻工和纺织工业的清洁设备，太阳能热水器，耐应力腐蚀的换热设备洁设备，太阳能热水器，耐应力腐蚀的换热设备。等。品种介绍品种介绍.低

30、铬铁素体不锈钢（经济型不锈钢）低铬铁素体不锈钢（经济型不锈钢）q 现代低铬铁素体不锈钢指含现代低铬铁素体不锈钢指含11%11%14%Cr14%Cr的低碳、氮和超低碳、氮的的低碳、氮和超低碳、氮的一些牌号；一些牌号；q 主要牌号主要牌号 00Cr12(410L) 00Cr12(410L) 和和00Cr11NbTi(466)00Cr11NbTi(466)以及以及0Cr12NiTi(3CR12)0Cr12NiTi(3CR12)等；等；q 由于它们有综合性能好，且寿命周期成本低的优势，主要以代替碳由于它们有综合性能好，且寿命周期成本低的优势，主要以代替碳钢为目标。钢为目标。q 它们的成本约为它们的成本

31、约为18-8(304)Cr-Ni18-8(304)Cr-Ni奥氏体不锈钢的奥氏体不锈钢的1/21/2，因此，又被称，因此，又被称为经济（实用）不锈钢。为经济（实用）不锈钢。q 应用在集装箱、货车厢体、汽车排气管矿山运输、城市公共设施等应用在集装箱、货车厢体、汽车排气管矿山运输、城市公共设施等领域。领域。品种介绍品种介绍.q 马氏体不锈钢特性：马氏体不锈钢特性： 高碳铁素体不锈钢高碳铁素体不锈钢 热处理可使其硬化并具有高强度、低塑性热处理可使其硬化并具有高强度、低塑性 400400系列钢种系列钢种 有磁性有磁性 焊接性能较差焊接性能较差p CrCr含量在含量在11.5-18.0%11.5-18.

32、0%，随碳含量的提高，提高了钢的硬度，随碳含量的提高，提高了钢的硬度和强度，和强度，主要用于刀具、汽轮机叶片、医疗器械等。主要用于刀具、汽轮机叶片、医疗器械等。 品种介绍品种介绍.q1Cr13 1Cr13 、2Cr132Cr13、 3Cr13 3Cr13 、4Cr134Cr13 1Cr13 1Cr13主要用于韧性要求较高且具有不锈性的部件，如叶片、主要用于韧性要求较高且具有不锈性的部件，如叶片、阀门等，也可用作常温下的一些设备；阀门等，也可用作常温下的一些设备；2Cr132Cr13除了做叶片外，还除了做叶片外，还可用于叶轮、紧固件等承受应力较高的部件；可用于叶轮、紧固件等承受应力较高的部件；3

33、Cr133Cr13用于强度、用于强度、硬度要求更高的结构件、耐磨件、如轴、螺栓、弹簧、活塞杆、硬度要求更高的结构件、耐磨件、如轴、螺栓、弹簧、活塞杆、耐蚀刀具等。耐蚀刀具等。 此类钢随碳含量的增加，强度、硬度提高，而冷塑性和韧性此类钢随碳含量的增加，强度、硬度提高，而冷塑性和韧性下降，同时耐蚀性能降低。下降，同时耐蚀性能降低。q9Cr189Cr18 是马氏体不锈钢中是马氏体不锈钢中C C、CrCr含量最高的钢种，具有高强度，不锈、含量最高的钢种，具有高强度，不锈、耐蚀性能。一般用于外科刀具、优质刀剪、滚珠等。耐蚀性能。一般用于外科刀具、优质刀剪、滚珠等。品种介绍品种介绍.q 双相不锈钢特点：双

34、相不锈钢特点：奥氏体奥氏体+ +铁素体混合组织铁素体混合组织含铬、镍、钼、氮含铬、镍、钼、氮有磁性有磁性高强度，成型需大功率设备高强度，成型需大功率设备冷加工可使其硬化冷加工可使其硬化焊接性能好于焊接性能好于A A抗氯化物应力腐蚀优抗氯化物应力腐蚀优是工艺难度较大的不锈钢钢种之一。是工艺难度较大的不锈钢钢种之一。品种介绍品种介绍.q第一代双相钢第一代双相钢18-518-5（00Cr18Ni5Mo3Si200Cr18Ni5Mo3Si2） 是耐氯化物应力腐蚀的专用钢种，在各种冷却水（除海水外）是耐氯化物应力腐蚀的专用钢种，在各种冷却水（除海水外）条件下的耐氯化物应力腐蚀性能远远大于条件下的耐氯化物

35、应力腐蚀性能远远大于18-818-8型奥氏体不锈钢。型奥氏体不锈钢。q第二代双相钢第二代双相钢22052205（00Cr22Ni5Mo3N00Cr22Ni5Mo3N） 是在是在18-518-5的基础上，降低的基础上，降低SiSi，提高，提高CrCr含量，并用含量，并用N N合金化，合金化，使相比例更加合理，焊后不易产生使相比例更加合理，焊后不易产生单相，耐蚀性能更为优良。单相，耐蚀性能更为优良。q第三代双相钢第三代双相钢25072507（00Cr25Ni7Mo4N00Cr25Ni7Mo4N） 属超级双相不锈钢，特别适用于含氯的环境，如海水等，钢属超级双相不锈钢，特别适用于含氯的环境，如海水等，

36、钢中高中高N N、高、高CrCr、高、高MoMo的平衡成分设计，使钢具有很高的耐应力腐的平衡成分设计，使钢具有很高的耐应力腐蚀、耐孔蚀和缝隙腐蚀性能。蚀、耐孔蚀和缝隙腐蚀性能。品种介绍品种介绍.q经济型双相钢经济型双相钢00Cr21Ni1N00Cr21Ni1N（LDX2101LDX2101）进一步降低进一步降低NiNi，适用于建筑领域。，适用于建筑领域。钢种钢种C CSiSiMnMnCrCrNiNiMoMoN N18-5(GB)18-5(GB)0.030.031.3-1.3-2.02.01.0-1.0-2.02.018-19.518-19.54.5-5.54.5-5.52.5-3.02.5-3

37、.00.100.102304(2304(典型）典型）0.030.031.01.02.02.023234.54.5-0.100.102205(2205(典型）典型） 0.03 0.031.01.02.02.022225 53.23.20.160.162507(2507(典型）典型） 0.03 0.030.80.81.21.225257 74 40.300.302101(2101(典型）典型） 0.03 0.030.70.75.05.021.021.01.51.50.30.30.220.22品种介绍品种介绍.q 耐热不锈钢耐热不锈钢0Cr25Ni200Cr25Ni20（310S310S） 在抗氧在

38、抗氧11501150以下的温度以下的温度中做耐热部件化性钢。中做耐热部件化性钢。q 耐热不锈钢耐热不锈钢0Cr25Ni20Si20Cr25Ni20Si2（314314）q耐热不锈钢耐热不锈钢1Cr20Ni14Si21Cr20Ni14Si2q耐热不锈钢耐热不锈钢0Cr23Ni130Cr23Ni13（309S309S）品种介绍品种介绍.合金耐蚀性的十级标准：合金耐蚀性的十级标准：完全耐蚀：完全耐蚀： 0.001mm/a 10.001mm/a 1 很耐蚀：很耐蚀： 0.001-0.005 20.001-0.005 2 0.005-0.010 3 0.005-0.010 3 耐蚀：耐蚀： 0.010-

39、0.050 40.010-0.050 4 0.050-0.100 5 0.050-0.100 5 尚耐蚀：尚耐蚀： 0.100-0.500 60.100-0.500 6 0.500-1.000 7 0.500-1.000 7 欠耐蚀：欠耐蚀： 1.000-5.000 81.000-5.000 8 5.000-10.00 9 5.000-10.00 9 不耐蚀：不耐蚀： 10.00 1010.00 10耐腐蚀性能降低腐蚀腐蚀.1 1、 腐蚀的定义和划分腐蚀的定义和划分q定义：金属与周围介质发生化学或电化学作用而引起定义：金属与周围介质发生化学或电化学作用而引起的破坏；的破坏；q分类：分类：按性质

40、分：化学腐蚀和电化学腐蚀；按性质分：化学腐蚀和电化学腐蚀；按形态分：一般腐蚀（全面、均匀）按形态分：一般腐蚀（全面、均匀） 局部腐蚀（点蚀、应力、缝隙、疲劳、晶界、局部腐蚀（点蚀、应力、缝隙、疲劳、晶界、冲刷、刀状等）冲刷、刀状等）腐蚀腐蚀.均匀腐蚀均匀腐蚀-接触腐蚀介质的表面厚度基本均匀减薄接触腐蚀介质的表面厚度基本均匀减薄的腐蚀现象，主要与铬镍含量有关，提高不锈钢中的的腐蚀现象，主要与铬镍含量有关，提高不锈钢中的铬含量可明显提高均匀腐蚀性能。铬含量可明显提高均匀腐蚀性能。缝隙腐蚀缝隙腐蚀在金属构件缝隙处发生斑点状或溃疡形的在金属构件缝隙处发生斑点状或溃疡形的宏观腐蚀，是局部腐蚀的一种。宏观

41、腐蚀，是局部腐蚀的一种。 加加MoMo、CuCu等。等。腐蚀腐蚀.u点腐蚀：点腐蚀：v在特定的介质中，材料表面产生无规律在特定的介质中，材料表面产生无规律分布的小坑状腐蚀。点蚀产生于介质中含分布的小坑状腐蚀。点蚀产生于介质中含有卤族元素的离子，同时还存在铁、铜等有卤族元素的离子，同时还存在铁、铜等金属离子或含有金属离子或含有H H2 20 02 2、0 02 2等的碱金属及碱土等的碱金属及碱土金属离子的介质条件。一般在食盐水、海金属离子的介质条件。一般在食盐水、海水、漂白液等介质中常见这种腐蚀。水、漂白液等介质中常见这种腐蚀。v机理：金属表面夹杂物、析出相等由于机理：金属表面夹杂物、析出相等由

42、于钝化膜脆弱，在特定介质中修复能力差而钝化膜脆弱，在特定介质中修复能力差而被破坏。被破坏。腐蚀腐蚀.点腐蚀指数：点腐蚀指数：q 含含ClCl- -离子介质、夹杂物离子介质、夹杂物q PREN=Cr+3.3Mo+16NPREN=Cr+3.3Mo+16N 抑制措施：降低抑制措施：降低ClCl- -及氧化剂（及氧化剂（O O2 2、FeFe3+3+）加入缓蚀剂（）加入缓蚀剂（OHOH- -、NONO3-3-）；）； 降低温度；降低非金属夹杂（降低温度；降低非金属夹杂（MnSMnS）；）； 合理选材合理选材CrMoNPRENPREN30418-0.0318.48316L1720.0324.0818-5

43、1830.0729.0222052230.1534.30腐蚀腐蚀.随着随着PRENPREN值提高值提高, , 抗点蚀能力提高抗点蚀能力提高( (ASTM G48A,24h,80ASTM G48A,24h,80C)C)316L316L904L904L230423042205220525072507腐蚀腐蚀.晶间腐蚀晶间腐蚀一种有选择性的腐蚀破坏，发生一种有选择性的腐蚀破坏，发生在显微组织晶界并向金属材料内部深入。在显微组织晶界并向金属材料内部深入。 敏化态敏化态 形成原因：形成原因：CrCr2323C C6 6在晶界沉淀析出、在晶界沉淀析出、C C扩散大于扩散大于CrCr，CrCr来不及从晶内补

44、充，造成晶界来不及从晶内补充，造成晶界贫贫CrCr，形成晶间腐蚀。，形成晶间腐蚀。 非敏化态堪原因：热处理温度下硅、磷元素非敏化态堪原因：热处理温度下硅、磷元素向晶界扩散，造成晶界富集硅、磷，在浓硝酸、向晶界扩散，造成晶界富集硅、磷，在浓硝酸、NH4NH4作用下产生的。但当硅达到作用下产生的。但当硅达到3-4%3-4%晶粒和晶界晶粒和晶界硅浓度差缩小。硅浓度差缩小。18-818-8钢的晶间腐蚀钢的晶间腐蚀腐蚀腐蚀. 敏化制度：敏化制度：6501h6501h（2h2h）、空冷（）、空冷（C C在在600 600 的溶解度为的溶解度为0.02%0.02%）v 实验方法：实验方法： 敏化态：敏化态：

45、H H2 2SOSO4 4-CuSO-CuSO4 4-Cu-Cu、24h24h、弯曲、弯曲180 180 （1mm1mm，D=aD=a；1mm1mm，D=5mmD=5mm）后）后1010倍放大观察（可疑的或不能弯曲的试样用金相法倍放大观察（可疑的或不能弯曲的试样用金相法150-150-500500倍）；倍）； 非敏化态：非敏化态： HNOHNO3 365%65%煮沸，煮沸，48h48h，失重法（由于，失重法（由于在在HNOHNO3 3的选择性的选择性腐蚀、杂质元素的偏聚）腐蚀、杂质元素的偏聚）v 预防措施：预防措施： 降降C C，发展超低碳、双相不锈钢；，发展超低碳、双相不锈钢； 加加Nb:1

46、0Nb:10（C-0.02) % Nb 1.0% C-0.02) % Nb 1.0% 加加Ti: 5Ti: 5（C-0.02) % Nb 0.8%C-0.02) % Nb 0.8%等稳定化元素；等稳定化元素；腐蚀腐蚀.u应力腐蚀（应力腐蚀（sccscc）：q 定义：在一定的腐蚀介质中，在张应力的作用下发生的以裂纹扩展定义：在一定的腐蚀介质中，在张应力的作用下发生的以裂纹扩展方式与腐蚀有关的断裂。局部腐蚀中最常见、危害最大的一种。（奥方式与腐蚀有关的断裂。局部腐蚀中最常见、危害最大的一种。（奥氏体不锈钢）氏体不锈钢）q 裂纹特征：起源于表面，分布具有明显的局部性裂纹特征：起源于表面，分布具有明显

47、的局部性q 断口形貌：脆性断口断口形貌：脆性断口q 常见的介质：含常见的介质：含Cl-Cl-、O O的大气和海水等。的大气和海水等。腐蚀腐蚀.q 影响不锈钢应力腐蚀的因素：影响不锈钢应力腐蚀的因素： 腐蚀介质（腐蚀介质（ClCl- -、高浓度、高浓度OHOH- -碱脆）；碱脆）； 应力（与屈服强度有关）：敏感度取决于实际应力应力（与屈服强度有关）：敏感度取决于实际应力/ /屈服强度；屈服强度； 温度（破断时间）；温度（破断时间）； 组织和成分（高组织和成分（高CrCr铁素体不锈钢不敏感；低铁素体不锈钢不敏感；低NiNi敏感，高敏感，高NiNi不敏感）不敏感）q 防止不锈钢应力腐蚀的措施：防止不

48、锈钢应力腐蚀的措施： 改变成分（加改变成分（加SiSi、CuCu、Ni35-40Ni35-40）；）； 提高钢的纯度（降提高钢的纯度（降N N、有害元素、夹杂物）；、有害元素、夹杂物）； 采用高纯铁素体不锈钢；双相不锈钢采用高纯铁素体不锈钢；双相不锈钢腐蚀腐蚀.目的：运输和加工要保护纯化膜不被破坏目的：运输和加工要保护纯化膜不被破坏 防止铁颗嵌入防止铁颗嵌入( (焊接、修磨、喷丸等焊接、修磨、喷丸等) ) 去降焊接热回火色去降焊接热回火色用化学或机械方法用化学或机械方法 运输和储存过程防止污染，保持表面光滑、清洁运输和储存过程防止污染，保持表面光滑、清洁 防止机械划伤防止机械划伤 远离清洗剂远

49、离清洗剂HClHCl 高浓度氯离子（湿盐）占高浓度氯离子（湿盐）占90%90% 合理选择钢种合理选择钢种表面维护表面维护. 磁性一般用材料的导磁率表示。仪表仪器用材料的无磁标准：磁性一般用材料的导磁率表示。仪表仪器用材料的无磁标准：1.2751.275H/mH/m；一般电器产品用材料的无磁标准；一般电器产品用材料的无磁标准1.51.5H/mH/m； 广义的无磁标准广义的无磁标准1.8751.875H/mH/m。 300300系列不锈钢在常温下获得全奥氏体组织的最低镍含量为：系列不锈钢在常温下获得全奥氏体组织的最低镍含量为： a a：含氮钢：含氮钢 Ni=1.3Cr-30C-26N-11.1Ni

50、=1.3Cr-30C-26N-11.1 b: b: 含氮、含铜钢含氮、含铜钢 NiNi理论理论=(Cr+1.5Mo-20)=(Cr+1.5Mo-20)2 2/12-Mn/2-35C-Cu-27N+15/12-Mn/2-35C-Cu-27N+15 Ni=NiNi=Ni实际实际- - NiNi理论理论 Ni0Ni0，全奥氏体组织无磁性。，全奥氏体组织无磁性。 NiNi0 0，钢中有，钢中有铁素体组织，呈弱磁性，负值越大，磁性越强。铁素体组织，呈弱磁性，负值越大，磁性越强。成份与磁性成份与磁性. 奥氏体稳定性差的不锈钢，奥氏体稳定性差的不锈钢，Md30Md30（冷变形（冷变形30%30%后，生成后，