《不銹鋼的分類(lèi)》PPT課件

1、不 銹 鋼 基 礎(chǔ) 知 識(shí),1.不銹鋼的定義及歷史 2.不銹鋼中幾種常見(jiàn)元素及作用 3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn) 4.不銹鋼的耐腐蝕性能 5.不銹鋼的焊接性能特點(diǎn) 6.不銹鋼的物理性能,冷軋技術(shù)科,1.不銹鋼的定義及歷史,1. 不銹鋼的基本定義 不銹鋼是指能耐空氣、水、酸、堿、鹽及其溶液和其他腐蝕介質(zhì)腐蝕的具有高度化學(xué)穩(wěn)定性的合金鋼的總稱(chēng)，對(duì)其含義有以下三種理解： (1) 原義型 僅指在無(wú)污染的大氣環(huán)境中能夠不生銹的鋼。 (2) 習(xí)慣型 指原義型與能耐酸腐蝕的耐酸不銹鋼的統(tǒng)稱(chēng)。 (3) 廣義型 泛指耐蝕鋼和耐熱鋼，統(tǒng)稱(chēng)為不銹鋼,1.不銹鋼的定義及歷史,世界不銹鋼業(yè)的發(fā)展歷史大體分為三個(gè)階段: 第一階

2、段，從20世紀(jì)初到50年代初 以英、美、德等國(guó)，逐步開(kāi)展了對(duì)不銹鋼的理論研究、產(chǎn)品研制和小規(guī)模生產(chǎn)。 到1950年，全世界不銹鋼總產(chǎn)量?jī)H達(dá)到100萬(wàn)噸。這一時(shí)期，不銹鋼的應(yīng)用主要 在一些特殊要求抗腐蝕、耐高溫的領(lǐng)域 第二階段，從20世紀(jì)50年代到80年代中期 以爐外精煉為代表的不銹鋼冶煉技術(shù)、連鑄技術(shù)和多輥冷軋機(jī)技術(shù)相繼開(kāi)發(fā)成功 ，促進(jìn)了世界不銹鋼的規(guī)模發(fā)展。到1990年，全世界不銹鋼產(chǎn)量已達(dá)到1200多 萬(wàn)噸。這一時(shí)期，不銹鋼的應(yīng)用逐步民用化，開(kāi)始進(jìn)入尋常百姓家庭 第三階段，從20世紀(jì)80年代中期至今 不銹鋼的消費(fèi)快速發(fā)展，特別是中國(guó)和其它亞太地區(qū)的國(guó)家的經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 以及不銹鋼大量進(jìn)入

3、民用領(lǐng)域，帶動(dòng)了世界不銹鋼產(chǎn)量的快速增長(zhǎng),2.不銹鋼中幾種常見(jiàn)元素及作用,1.鉻在不銹鋼中的決定作用 決定不銹鋼性屬的元素只有一種，這就是鉻，每種不銹鋼都含有一定數(shù)量的鉻。迄今為止，還沒(méi)有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素，根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以后，促使其內(nèi)部的矛盾運(yùn)動(dòng)向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發(fā)展,2. 碳在不銹鋼中的兩重性 碳是工業(yè)用鋼的主要元素之一，鋼的性能與組織在很大程度上決定于碳在鋼中的含量及其分布的形式，在不銹鋼中碳的影響尤為顯著。碳在不銹鋼中對(duì)組織的影響主要表現(xiàn)在兩方面，一方面碳是穩(wěn)定奧氏體的元素，并且作用的程度很大（約為鎳的30倍），另一方面由

4、于碳和鉻的親和力很大，與鉻形成系列復(fù)雜的碳化物。所以，從強(qiáng)度與耐腐燭性能兩方面來(lái)看，碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。認(rèn)識(shí)了這一影響的規(guī)律，我們就可以從不同的使用要求出發(fā)，選擇不同含碳量的不銹鋼,2.不銹鋼中幾種常見(jiàn)元素及作用,鎳是優(yōu)良的耐腐蝕材料，也是合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素，但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織，含鎳量要達(dá)到24；而只有含鎳27時(shí)才使鋼在某些介質(zhì)中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨(dú)構(gòu)成不銹鋼。但是鎳與鉻同時(shí)存在于不銹鋼中時(shí)，含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能。 基于上面的情況可知，鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用，在于它使高鉻鋼的組織發(fā)生變化，從而使不銹鋼的耐

5、腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善,3. 鎳在不銹鋼中的作用是在與鉻配合后才發(fā)揮出來(lái)的,2.不銹鋼中幾種常見(jiàn)元素及作用,2.不銹鋼中幾種常見(jiàn)元素及作用,4.錳對(duì)于奧氏體的作用與鎳相似 說(shuō)得確切一些，錳的作用不在于形成奧氏體，而是在于它降低鋼的臨界淬火速度，在冷卻時(shí)增加奧氏體的穩(wěn)定性，抑制奧氏體的分解，使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫。在提高鋼的耐腐蝕性能方面，錳的作用不大，如鋼中的 含錳量從0到10%變化，也不使鋼在空氣與酸中的耐腐蝕性能發(fā)生明顯的改變。這是因?yàn)殄i對(duì)提高鐵基固溶體的電極電位的作用不大，形成的氧化膜的防護(hù)作用也很低，所以工業(yè)上雖有以錳合金化的奧氏體鋼，但它們不能作為不銹鋼使用,5.

6、氮在鋼中的作用也是穩(wěn)定奧氏體,氮是奧氏體形成元素，作用是鎳的30倍左右，但是氮是氣體組成，不能直接融入鋼中，錳雖然對(duì)奧氏體形成作用小，但是它還有個(gè)作用，就是能融入一定的氮。200系不銹鋼中就是添加了錳來(lái)代替鎳，形成奧氏體結(jié)構(gòu)，鎳的含量越低需要越多的錳和氮來(lái)代替,2.不銹鋼中幾種常見(jiàn)元素及作用,2.不銹鋼中幾種常見(jiàn)元素及作用,6.其它元素在不銹鋼中的作用,不：銹鋼中加鈦或鈮是為了防止晶間腐蝕 鉬：和銅可以提高某些不銹鋼的耐腐蝕性能 硅：是形成鐵素體的元素，在一般不銹鋼中為常存雜質(zhì)元素 鈷：提高硬度，制造刀具，但價(jià)格高，應(yīng)用少 硼：當(dāng)含有0.5%的時(shí)，形成奧氏體硼化物兩相組織，使焊縫的熔點(diǎn)降低 磷

7、：不銹鋼中是雜質(zhì)元素，但在奧氏體不銹鋼中的危害不像在一般鋼中那樣顯著 硫和硒：在一般不銹鋼中是常有雜質(zhì)元素 稀土元素：稀土元素應(yīng)用于不銹鋼，目前主要在于改善工藝性能方面,Cr當(dāng)量：Creq=W(Cr)+W(Mo)+1.5(Si)+0.5W(Nb)+3(Al)+5W(V) Ni當(dāng)量：Nieq=W(Ni)+30W(C)+0.87(Mn)+KW(N)-0.045+0.33(Cu,Cr當(dāng)量：是將每一種鐵素體化元素按其鐵素體化的強(qiáng)烈程度折合成相當(dāng)?shù)腃r元素的含量，并疊加后的總和。 鐵素體形成元素有：Cr、Mo、Si、Nb、Al、V(釩)等 Ni當(dāng)量：是將每一種奧氏體化元素按其奧氏體化的強(qiáng)烈程度折合成相當(dāng)

8、的Ni元素的含量，并疊加后的總和。 奧氏體形成元素有：Ni、C、Mn、N、Cu等,所以：Cr當(dāng)量與Ni當(dāng)量關(guān)系式分別為,2.不銹鋼中幾種常見(jiàn)元素及作用,2.不銹鋼中幾種常見(jiàn)元素及作用,3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),1.不銹鋼組織分類(lèi),3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),2.奧氏體不銹鋼,奧氏體不銹鋼為面心立方結(jié)構(gòu)的奧氏體組織 工業(yè)牌號(hào)可分為Cr-Ni與Cr-Ni-Mn-N兩大類(lèi)型 正常熱處理?xiàng)l件下，鋼的集體組織為奧氏體，在不恰當(dāng)熱處理或不同 受熱狀態(tài)下，在奧氏體集體中可能存在少量的碳化物及鐵素體組織 奧氏體不銹鋼不能通過(guò)熱處理的方法改變它的力學(xué)性能，只能采用冷 變形的方式進(jìn)行強(qiáng)化 可以通

9、過(guò)加入鉬、銅、硅等合金元素的方法得到適用于各種是用條件 的不同鋼種，如316L、304Cu等 無(wú)磁性、良好的低溫性能、易成形性和科焊接性是這類(lèi)鋼種的重要特 性,奧氏體不銹鋼,組織、成分,奧氏體組織 Cr：1326%；Ni7.5% 低C,高耐腐蝕性 優(yōu)良的表面光潔度 易于加工 優(yōu)良的焊接性能 可以通過(guò)冷加工提高強(qiáng)度 無(wú)磁性 能夠高溫處理 含有高塑性，低屈服強(qiáng)度,1高耐腐蝕性 優(yōu)良的表面光潔度 易于加工 優(yōu)良的焊接性能 可以通過(guò)冷加工提高強(qiáng)度 無(wú)磁性 能夠高溫處理 含有高塑性，低屈服強(qiáng)度,3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),奧氏體不銹鋼特性用途,3.不銹鋼的分類(lèi)

10、及特點(diǎn),奧氏體不銹鋼特性與用途,3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),奧氏體不銹鋼物理性能,鐵素體不銹鋼,組織、成分,奧氏體組織 Cr：1326%；Ni7.5% 低C,高耐腐蝕性 優(yōu)良的表面光潔度 易于加工 優(yōu)良的焊接性能 可以通過(guò)冷加工提高強(qiáng)度 無(wú)磁性 能夠高溫處理 含有高塑性，低屈服強(qiáng)度,1高耐腐蝕性 優(yōu)良的表面光潔度 易于加工 優(yōu)良的焊接性能 可以通過(guò)冷加工提高強(qiáng)度 無(wú)磁性 能夠高溫處理 含有高塑性，低屈服強(qiáng)度,3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),第 1 類(lèi)（409 或410L 型）。這類(lèi)鋼在所有不銹鋼中鉻含量最低，因而最便宜，最適合在沒(méi)有腐蝕或輕微腐蝕及允許有局部輕微生銹的環(huán)境下使用。4

11、09 型不銹鋼起初專(zhuān)門(mén)為汽車(chē)排氣系統(tǒng)消音器（腐蝕不嚴(yán)重的外部）所設(shè)計(jì)。410L 型不銹鋼常用于容器、公共汽車(chē)和長(zhǎng)途大轎車(chē)，用作液晶顯示器的外框。 第 2 類(lèi)（430 型）。它是一類(lèi)使用最廣的鐵素體不銹鋼，含有較高的鉻，具有較好的耐蝕性，其多數(shù)性能與 304 類(lèi)似。在某些應(yīng)用領(lǐng)域，可替代 304 型不銹鋼，一般在室內(nèi)使用具有足夠的耐蝕性。典型的用途包括洗衣機(jī)滾筒、室內(nèi)面板等。典型的 430 經(jīng)常作為 304 替代材料，用于廚房設(shè)施、洗碗機(jī)、壺和鍋等。 第 3 類(lèi)（包括 430Ti、439、441 等）。與第 2 類(lèi)相比，這類(lèi)型牌號(hào)具有良好的焊接性和成形性。在多數(shù)情況下，其性能甚至優(yōu)于 304。典

12、型用途包括水槽、熱交換管（制糖業(yè)、能源等）、汽車(chē)排氣系統(tǒng)（比 409 壽命長(zhǎng)）和洗衣機(jī)的焊接部位。第 3 類(lèi)牌號(hào)甚至可替代 304 用于性能要求更高的場(chǎng)合。 第4 類(lèi)（包括434、436、444 型等）。這類(lèi)牌號(hào)通過(guò)添加鉬增加耐蝕性，其典型的應(yīng)用領(lǐng)域是熱水箱、太陽(yáng)能熱水器、汽車(chē)排氣系統(tǒng)、電加熱壺和微波爐部件、汽車(chē)裝飾條和戶(hù)外面板等。444 鋼的耐蝕性能與 316 相當(dāng)。 第5 類(lèi)（包括 446、445/447 型等）。這類(lèi)牌號(hào)通過(guò)添加更多的鉻和含有鉬來(lái)提高耐蝕性和抗氧化性。這類(lèi)牌號(hào)的耐蝕性和抗氧化性?xún)?yōu)于 316。典型用途沿海和其它高耐蝕環(huán)境。JIS 447 的耐蝕性與金屬鈦相當(dāng),3.不銹鋼的分

13、類(lèi)及特點(diǎn),3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),鐵素體不銹鋼特性及用途,3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),鋼種別物理性能對(duì)比,3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),鐵素體不銹鋼物理性能,3.不銹鋼的分類(lèi)及特點(diǎn),雙相不銹鋼,組織、成分,雙相組織 Cr：1828%；Ni310% 低C,身兼奧氏體與鐵素體的特點(diǎn) 優(yōu)良的耐腐蝕性 優(yōu)良的焊接性能與成型性能 具有很高的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度 保持有鐵素體的475脆性 導(dǎo)熱系數(shù)高,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,1.腐蝕定義：金屬在周?chē)橘|(zhì)（最常見(jiàn)的是液體和氣體）的作用下，由于化學(xué)變化，電化學(xué)變化或物理溶解而產(chǎn)生的破壞。 2.合金耐蝕性判斷：標(biāo)準(zhǔn)電極電位大小（表面）。 3.熱力學(xué)條件：過(guò)程（G）x、p0。

14、 4.動(dòng)力學(xué)條件： 電極過(guò)程（3個(gè)主要步驟）、電極極化、去極化、電解質(zhì) 5.腐蝕不可避免，可以緩解,金屬腐蝕一般介紹,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,電化學(xué)腐蝕動(dòng)力學(xué),1.電極極化： 陽(yáng)極極化：通過(guò)電流時(shí)陽(yáng)極電位向正的方向移動(dòng)。 陰極極化：通過(guò)電流時(shí)陰極電位向負(fù)的方向移動(dòng)。 去極化過(guò)程：消除或減弱陽(yáng)極和陰極極化作用的電極過(guò)程。 2.極化原因及類(lèi)型： 電極過(guò)程：液相傳質(zhì)步驟、電子轉(zhuǎn)移步驟或電化學(xué)步驟、液相傳質(zhì)步驟或生成新相步驟。 最慢步驟的速度決定整個(gè)電極反應(yīng)速度，稱(chēng)為控制步驟。 3. 電化學(xué)極化、濃差極化,不銹鋼耐蝕原因,塔曼定理：對(duì)固溶體而言，將電極電位較高溶質(zhì)加入到電極電位較低的溶劑金屬，若原子百

15、分比達(dá)到n/8（n=1，2，），固溶體的電極電位 會(huì)急劇變化，耐蝕性將有明顯變化。 不銹鋼表面：致密、穩(wěn)定、完整、再生、與基體結(jié)合牢固氧化膜Cr2O3,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,不 銹 鋼 典 型 腐 蝕,1.均勻腐蝕 2.電偶腐蝕 3.晶間腐蝕 4.點(diǎn)蝕 5.應(yīng)力腐蝕,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,均勻腐蝕,定義：材料整個(gè)表面發(fā)生腐蝕。 特征：可見(jiàn)、對(duì)不銹鋼而言危害性最小。 影響因素 1.材料所在環(huán)境及其變化（氧化性介質(zhì)、強(qiáng)氧化性介質(zhì)、介質(zhì)的選擇性） 2.金屬表面的電極電位。 3.介質(zhì)溶液的濃度、溫度等,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,電偶腐蝕,定義：異種金屬在同一介質(zhì)中接觸，由于腐蝕電位不相等有電偶電流

16、流動(dòng)，使電位較低的金屬溶解速度增加，造成接觸處的局部腐 蝕，而電位較高的金屬，溶解速度反而減小，這就是電偶腐蝕。 原理：腐蝕電位較低的金屬由于和腐蝕電位較高的金屬接觸而產(chǎn)生陽(yáng)極 極化，其結(jié)果是溶解速度增加，而電位較高的金屬，由于和電位 較低的金屬接觸而產(chǎn)生陰極極化，結(jié)果是溶解速度下降，即受到 了陰極保護(hù)。 影響因素： 1.材料表面條件不同（劃傷、摩擦痕、焊接）。 2.一般情況下，隨著陰極對(duì)陽(yáng)極面積的比值（即SK/Sa）的增加， 作為陽(yáng)極體的金屬腐蝕速度也增加。 3.介質(zhì)電導(dǎo)率：對(duì)于海水等電導(dǎo)率高的介質(zhì)，電偶電流可分散到 離接觸點(diǎn)較遠(yuǎn)的陽(yáng)極表面上，陽(yáng)極所受腐蝕較為“均勻”。但如果 在軟水或普通大

17、氣等電導(dǎo)率較低的介質(zhì)中，腐蝕會(huì)集中在離接 觸點(diǎn)較近的陽(yáng)極表面，相當(dāng)于把陽(yáng)極的有效面積減少，增加了 陽(yáng)極局部表面的溶解速度,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,控制： 1.選材上，盡量避免異種金屬合金的相互接觸；盡量選擇在電偶序中位于同組或位置間隔較近的金屬合金。 2.切忌形成大陰極-小陽(yáng)極的不利于防腐的面積比。 3.設(shè)法對(duì)不同腐蝕電位的金屬間接觸面采取絕緣措施。 4.對(duì)金屬表面作處理：鍍鋅、鈍化等等。 電偶腐蝕傾向及電偶序 1.電偶序：根據(jù)金屬（或合金）在一定條件下測(cè)得的穩(wěn)定電位的相對(duì)大小排列而成的表。一般只列出金屬穩(wěn)定電位的相對(duì)關(guān)系 2.電偶腐蝕傾向判斷： 電偶序表中，處于電位負(fù)端的金屬起陽(yáng)極體作用，處

18、于電位正端的起陰極體作用。表中上下位置相隔較遠(yuǎn)的兩種金屬成偶對(duì)時(shí)，陽(yáng)極體受腐蝕較嚴(yán)重，因此，從熱力學(xué)上說(shuō)，二者的開(kāi)路電位差較大，腐蝕推動(dòng)力亦大。對(duì)于電偶序而言，只給出了熱力學(xué)判據(jù),電偶腐蝕,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,陽(yáng)極性,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,晶間腐蝕,概念： 指沿晶界進(jìn)行的，使晶界的連續(xù)性受到破壞，腐蝕始于表面，逐步深入內(nèi)部，直接引起破壞。 原因：1.貧鉻理論（Fe、Cr）23C6化合物大陰極小陽(yáng)極 危害 1.材料無(wú)可見(jiàn)減薄，但強(qiáng)度和延性卻明顯下降。 2.冷彎時(shí)出現(xiàn)裂紋。 3.嚴(yán)重時(shí)晶粒脫落，造成設(shè)備破壞。 原因 不銹鋼的晶間腐蝕常常是在受到不正確的熱處理以后發(fā)生的，使不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕傾

19、向的熱處理叫做敏化熱處理。奧氏體不銹鋼的敏化熱處理范圍為450C850C。當(dāng)奧氏體不銹鋼在這個(gè)溫度范圍較長(zhǎng)時(shí)間加熱(如焊接)或緩慢冷卻，就產(chǎn)生了晶間腐蝕敏感性。鐵素體不銹鋼的敏化溫度在900C以上，而在700-800C退火可以消除晶間腐蝕傾向,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,控制： 奧氏體不銹鋼 1.固溶處理：11001150 保溫、水冷。 2.降低C含量。 3. Ti、Nb加入形成碳化物。 4.采用雙相鋼。 鐵素體不銹鋼 1.對(duì)敏化態(tài)的鐵素不銹鋼，700800回火處理。 2.降低C含量,晶間腐蝕,點(diǎn)腐蝕,1.概念：在不銹鋼表面局部地區(qū)，出現(xiàn)向深處發(fā)展的腐蝕小孔，其余地區(qū)不腐蝕或腐蝕很輕微。 2.危害

20、：材料在均勻腐蝕不明顯的情況下腐蝕穿孔。例：地下輸油、油氣管道，換熱器鋼管。 3.機(jī)理： -.孔蝕核的形成，鈍化膜缺陷處（劃傷、晶界等）容易形成（凹陷產(chǎn)生，凹陷爆炸式增加，損壞了氧化膜） - “深挖”：蝕孔內(nèi)電位負(fù)，蝕孔外電位正，構(gòu)成電偶腐蝕電池，大陰極-小陽(yáng)極，陽(yáng)極電流密度很大，蝕孔加深很快。 - .金屬陽(yáng)離子濃度增加氯離子遷入氯化物水解酸度增加蝕孔進(jìn)一步加深 - .腐蝕進(jìn)一步進(jìn)行，蝕孔口介質(zhì)的pH值升高，水中可溶性鹽Ca(HCO3)2轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀或形成Fe(OH)2(3)，形成閉塞電池?？變?nèi)外物質(zhì)更難交換，金屬氯化物更加濃縮，酸度增加，“自催化酸化作用,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,點(diǎn)腐

21、蝕,影響因素 1.酸度：合金含量較高的不銹鋼在酸液中比中性溶液中嚴(yán)重。 2.氧含量： 中性氯化物中，為陰極主反應(yīng)： 陽(yáng)極：M-eM+ 陰極：1/2O2+2e+H2O2OH- 酸性溶液中，作為陰極自催化劑，加速腐蝕： 陽(yáng)極：M-eM+ 陰極：2H+2eH2 2H2+O22H2O 3.氯化物含量： 304 在4%NaCl pH48坑點(diǎn)數(shù)最多、坑深。即：4%氯化物濃度最危險(xiǎn)，若氯化物濃度再高則氧含量減少，故點(diǎn)蝕較輕。 4.溫度：高，點(diǎn)蝕加速，但氧含量減少。80以上升溫會(huì)減弱點(diǎn)蝕效應(yīng)。 5.流速：流速1.5m/s,點(diǎn)蝕敏感性大大降低.流速太大，會(huì)有磨損腐蝕。 6.溶液中雜質(zhì)：氧化性的陰離子對(duì)點(diǎn)蝕有促進(jìn)

22、作用。 7.Mo是抗點(diǎn)蝕最有效元素，其他如：Ni、Cr、N。The PRE=%Cr+(3.3x%Mo)+(16x%N) 8.合金基體中，S及Se是有害元素。 9.金屬表面光滑清潔不易發(fā)生點(diǎn)蝕,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,點(diǎn)腐蝕,控制 1.加入Mo、N、Si等合金元素，或加入以上元素的同時(shí)提高Cr含量。 The PRE=%Cr+(3.3x%Mo)+(16x%N) 2.盡量減少不銹鋼中的含S、含C雜質(zhì)和減少硫化物夾雜。 3.盡量減少介質(zhì)中鹵素離子的含量（主要是：氯離子、溴離子） 4.對(duì)循環(huán)系統(tǒng)，加入緩蝕劑，主要是增加鈍化膜穩(wěn)定性。 5.設(shè)備加工后，進(jìn)行鈍化處理。 6.采用外加陰極電流保護(hù)。 7.減少鈍

23、化膜表面的缺陷。（劃傷、摩擦痕等,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,PRE值,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,應(yīng)力腐蝕破裂（SCC,定義：指金屬材料在固定拉應(yīng)力和特定介質(zhì)的共同作用下所引起的破裂。 特征：1.純金屬SCC敏感性小于合金。 2.硬度高容易產(chǎn)生SCC。 3.拉應(yīng)力才能產(chǎn)生SCC。 4.有主裂紋，有分支裂紋，主裂紋垂直于拉應(yīng)力方向。 5.斷裂形式：沿晶、穿晶、混合形 6.溫度高，SCC發(fā)生幾率高。（60以下幾乎不發(fā)生SCC） 7.腐蝕環(huán)境有選擇性：304 Cl離子溶液， “氯脆”，（NaOH、H2S 在高溫高濃度下也 能導(dǎo)致SCC）,碳鋼 “堿脆”，黃銅“氨脆,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,應(yīng)力腐蝕破裂（S

24、CC,SCC歷程： 第階段：表面產(chǎn)生鈍化膜。（孕育 期） 第階段：試樣在應(yīng)力作用下產(chǎn)生滑 移，使表面保護(hù)膜破裂。 （裂紋成核期、形成裂紋源） 第階段：鈍化，膜破裂交互進(jìn)行。 （裂紋形成期） 第階段：裂紋超出斷裂的臨界尺寸 斷裂。（失穩(wěn)、擴(kuò)展,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,應(yīng)力腐蝕破裂（SCC,SCC機(jī)理（目前，沒(méi)有定論） 1.幾種觀點(diǎn) A.電化學(xué)腐蝕為主的觀點(diǎn) B.吸附理論 C.氫脆理論 D.斷裂力學(xué)理論 2.機(jī)理（電化學(xué)腐蝕為主的觀點(diǎn) ） （1）材料表面總會(huì)存在電化學(xué)的不均勻性（鈍化膜不連續(xù)、缺陷等） （2）表面缺陷是形成裂紋源的活性點(diǎn)，表面的劃傷、小孔、縫隙就是現(xiàn)成的裂紋源。 （3）裂紋源在特定

25、介質(zhì)（活性陰離子）和拉應(yīng)力的作用下有可能產(chǎn)生塑性變形，表面膜拉破，新露基體電位較負(fù)，形成特小陽(yáng)極，形成蝕坑裂紋。 （4）裂紋尖端應(yīng)力集中，材料迅速形變屈服，表面膜破裂，加速溶解，這些步驟連續(xù)交替進(jìn)行，裂紋不斷向深處擴(kuò)展，最后導(dǎo)至斷面破裂,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,應(yīng)力腐蝕破裂（SCC,SCC的控制 1.降低鋼中C、N、P的含量。 2.加Mo、Ni、Cr有利于抗SCC。 3.避免產(chǎn)生拉應(yīng)力，需應(yīng)力釋放（退火等） 4.采用高合金鐵素體不銹鋼。 5.采用雙相鋼。（F/A） 6.采用外加電流的陰極保護(hù)法。 7.減弱介質(zhì)的浸蝕性。（降低氯離子溶液中的氧含量，氯離子溶液濃度不大時(shí)，產(chǎn)用離子交換樹(shù)脂將水處理，

26、同時(shí)加適量的堿式磷酸鹽。,4.不銹鋼的耐腐蝕性能,5.不銹鋼的焊接性能,鐵素體鋼的焊接工藝,鐵素體型不銹鋼在室溫下一般都具有純鐵素體組織，塑性、韌性良好。由于鐵素體的線膨脹系數(shù)較奧氏體的小，其焊接熱裂紋和冷裂紋的問(wèn)題并不突出。 通常說(shuō)，鐵素體型不銹鋼不如奧氏體不銹鋼的好焊，主要是指焊接過(guò)程中可能導(dǎo)致焊接接頭的塑性、韌性降低即發(fā)生脆化的問(wèn)題。此外，鐵素體不銹鋼的耐蝕性及高溫下長(zhǎng)期服役可能出現(xiàn)的脆化也是焊接過(guò)程中不可忽視的問(wèn)題。高純鐵素體鋼比普通鐵素體鋼的焊接性要好得多。 1）焊接接頭的晶間腐蝕 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05% 0.1%的普通鐵素體鉻鋼發(fā)生腐蝕的條件和奧氏體鉻-鎳鋼稍有不同。從900 C

27、以上快速冷卻，鐵素體鉻不銹鋼對(duì)晶間腐蝕很敏感，但再經(jīng)過(guò)650 800C的加熱緩冷后，反而消除晶間腐蝕傾向。所以，焊接接頭產(chǎn)生晶間腐蝕的位置是緊挨焊縫的高溫區(qū),2） 焊接接頭的脆化: 1.粗晶脆化 、2. 相脆、3. 475脆 化 1 焊接方法 普通純度鐵素體鋼的焊接方法通常可采用焊條電弧焊、藥芯焊絲電弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、鎢極氬弧焊和埋弧焊。無(wú)論采用何種焊接方法，都應(yīng)以控制熱輸入為目的，以抑制焊接區(qū)的鐵素體晶粒過(guò)分長(zhǎng)大。工藝上可采取多層多道快速焊，強(qiáng)制冷卻焊縫的方法，如通氬或冷卻水等。超高純度鐵素體鋼的焊接方法有氬弧焊、等離子弧焊和真空電子束焊。采用這些方法的目的主要是凈化熔池表面，防止沾污

28、,鐵素體鋼的焊接工藝,5.不銹鋼的焊接性能,2焊接材料的選擇 在焊接鐵素體不銹鋼及其與異種鋼焊接時(shí)填充金屬主要有三類(lèi)：同質(zhì)鐵素體型、奧氏體型和 鎳基合金。 同質(zhì)焊材 1）采用同質(zhì)焊接材料時(shí)，焊縫與母材金屬有相同的顏色和形貌，相同的線膨脹系數(shù)和大體相似的耐蝕性，焊縫金屬呈粗大的鐵素體鋼組織，引起粗晶脆化，室溫下韌性低，易產(chǎn)生裂紋。 2）為了改善性能，應(yīng)盡量限制雜質(zhì)含量，提高其純度，同時(shí)進(jìn)行合理的合金化（如添加Ti、Nb等元素)。 異質(zhì)焊縫： 采用異質(zhì)的奧氏體鋼焊接材料時(shí)，焊后不可退火處理，避免產(chǎn)生晶間腐蝕及脆化。（因?yàn)镕鋼退火溫度范圍為787843，正好處于奧氏體鋼敏化溫度區(qū)間,5.不銹鋼的焊接

29、性能,3焊接工藝制定 低溫預(yù)熱 鐵素體不銹鋼在室溫的韌性本就很低，且易形成高溫脆化，在一定條件下可能產(chǎn)生裂紋。通過(guò)預(yù)熱，使焊接接頭處于富有韌性的狀態(tài)下焊接，能有效地防止裂紋的產(chǎn)生。但是，焊接熱循環(huán)又會(huì)使焊接接頭近縫區(qū)的晶粒急劇長(zhǎng)大粗化，從而引起脆化。因此，預(yù)熱溫度的選擇要慎重，一般控制在100150，隨著母材金屬中 鉻含量的提高，預(yù)熱溫度可相應(yīng)提高。但預(yù)熱溫度過(guò)高，又會(huì)使焊接接頭過(guò)熱而脆硬。 焊接熱輸入： 鐵素體不銹鋼的晶粒在900以上極易粗化且難以消除，因?yàn)闊崽幚砉に嚐o(wú)法細(xì)化鐵素體晶粒。因此，焊接時(shí)應(yīng)盡量采取小的熱輸入和較快的冷卻速度；多層焊時(shí)，還應(yīng)嚴(yán)格控制層間溫度，等前一焊道冷到預(yù)熱溫度時(shí)再焊下道焊縫。此外，焊條最好不要擺動(dòng),5.不銹鋼的焊接性能,奧氏體鋼的焊接工藝,奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的焊接性，幾乎所有熔焊方法和部分壓焊方法都可以使用。但從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)性等方面考慮，常采用焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊、埋弧焊及等離子弧焊等。 1焊接材料選擇 不銹鋼及耐熱鋼用焊接材料主要有：藥皮焊條、埋弧焊絲和焊劑、TIG和MIG實(shí)芯焊絲以及藥芯焊絲。其中由于藥芯焊絲具有生產(chǎn)效率高，綜合成本低，可自動(dòng)化焊接等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展最快，有取代藥皮焊條和實(shí)芯焊絲的趨勢(shì)。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，藥芯焊絲是不銹鋼焊接生產(chǎn)中用量最大的焊接材料。目前，除了渣量多的藥芯焊