文檔工程材料基礎(chǔ)

4.4特殊性能鋼特殊性能鋼是指具有特殊物理、化學(xué)、力學(xué)性能的鋼種。不銹鋼耐熱鋼低溫鋼耐磨鋼1一、不銹鋼及鎳基耐蝕合金在自然環(huán)境或一定工業(yè)介質(zhì)中具有耐腐蝕性能的鋼稱不銹鋼。廣泛應(yīng)用于石油、化工等領(lǐng)域。2（一）成分及性能特點wC=0.03～0.95%，從耐蝕角度C越低越好，可以防止Cr23C6。wMe=12～38%常加入：Cr、Ni、Si、Al、Mo、Ti、Nb主要作用1）提高電極電位，2）室溫獲得單相組織，3）在鋼表面形成致密氧化膜，4）形成穩(wěn)定碳化物和金屬間化合物。3Cr的影響電極電位Cr含量失重電極電位12.5%失重4（二）常用不銹鋼及其熱處理M型不銹鋼F型不銹鋼A型不銹鋼A－F型不銹鋼沉淀硬化型不銹鋼51.M型不銹鋼淬透性好，空冷時可形成M；合金元素單一，在氧化性介質(zhì)中（如大氣、水蒸氣、氧化性酸）有較好的耐蝕性。且耐蝕性還隨著含碳量的增加而降低。61)成分及性能特點wC=0.1～1.0%

wCr=12～18%72)典型牌號1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、9Cr18因為Cr加入，使共析點轉(zhuǎn)移到0.3%附近，3Cr13、4Cr13分別屬于共析鋼和過共析鋼，工業(yè)上一般把1Cr13、2Cr13作為結(jié)構(gòu)鋼用，3Cr13、4Cr13、9Cr18作為工具鋼用。893)熱處理材料：1Cr132Cr13熱處理:調(diào)質(zhì)組織：S回用途：汽輪機(jī)葉片蒸氣管附件材料：3Cr134Cr139Cr13熱處理:淬火+低溫回火組織：M回用途：醫(yī)療器械刃具102.F型不銹鋼和M型不銹鋼相比，由于含碳的降低，含鉻量增加，致使鋼從室溫加熱到1000℃均為單相F，不發(fā)生F→A。F不銹鋼的耐蝕性、塑性、焊接性均優(yōu)于M不銹鋼。但其強(qiáng)度較低，主要用于對力學(xué)性能要求不高，但對耐蝕性要求很高的機(jī)器零件和結(jié)構(gòu)。11wC＜0.15%，wCr=12～30%，1)成分及性能特點120Cr131Cr171Cr282)典型牌號133)熱處理材料：0Cr13,1Cr17,1Cr28熱處理:退火，或者正火組織：F用途：對耐蝕性能要求很高的機(jī)器零件硝酸吸收塔熱交換器磷酸槽143.A型不銹鋼不僅僅有高的耐腐蝕性，還有高的塑性，低溫韌性，加工硬化能力與良好的焊接性。廣泛應(yīng)用于制造硝酸、有機(jī)酸、鹽、堿等工業(yè)中的機(jī)械零件及構(gòu)件。15wC＜0.12%，wCr=17～25%，WNi=8～29%Ni擴(kuò)大A，Cr提高電極電位，A不銹鋼的耐蝕性比M不銹鋼有進(jìn)一步的提高1)成分及性能特點160Cr18Ni91Cr18Ni91Cr18Ni9Ti……2)典型牌號17183)熱處理材料：0Cr18Ni9,1Cr18Ni9,1Cr18Ni9Ti熱處理:固溶處理組織：A用途：廣泛應(yīng)用于硝酸，有機(jī)酸，鹽，堿等工業(yè)中的機(jī)械零件及構(gòu)件

194)晶駛間腐蝕20晶間腐蝕籍主要原因貧鉻理論蹲－晶界析塑出Cr23C6對策1.近降碳2.漲添加強(qiáng)碳厭化物形成潤元素T鑼i,N還b3.拒固溶處理馳或者退火宣處理21沿晶斷口材料：2Cr17材料：18-8鋼224.沈A稼-F型墊不銹鋼這是雙桑相不銹倍鋼，兼思有A不惜銹鋼和魄F不銹罷鋼的特嫁性。不癥僅僅有求良好的胡耐蝕性枕，還有畝較高的溝抗SC晴C能力慰，抗晶含間腐蝕雀能力及背良好的紛焊接性菠。適合于畢制作硝鋼酸工業(yè)祝與尿素旬、尼龍碼生產(chǎn)的曾零件和門設(shè)備。23在18倘-8的劇基礎(chǔ)上標(biāo)調(diào)整C月r、N淡i的含畜量，并貢加入適萌量的M班n、M洽o、W素、Cu散、N等郊而形成第的雙相呆不銹鋼蔥。1)成起分及性能答特點241Cr輩21N辟i5T近i1扎Cr1軋7Mn核9Ni糠3Mo左3Cu游2N原1Cr鞋18M哀n10嗎Ni5桿Mo3舌N……2)典型牌號253)熱處理材懂料盈：1C億r21弦Ni5巨Ti擁,1Cr謠17M至n9N廢i3M咱o3C財uN1Cr1艙8Mn1享0Ni5哲Mo3N熱處理:孩10塑00～歸110弓0℃淬貌火組悶織逢：A慨+F用距途頑：硝酸晝工業(yè)與墳?zāi)蛩啬猃埳坍a(chǎn)設(shè)備絡(luò)及零件265.系沉淀群硬化型設(shè)不銹鋼對于復(fù)雜圣的零件，仙形變強(qiáng)化許很難應(yīng)用越，所以在甩18-8稍基礎(chǔ)上降水低Ni鉆加入適量差的Al,柴Cu,仿Mo,配Nb等喉以便在熱法處理中析返出金屬間個化合物，潔實現(xiàn)沉淀剩強(qiáng)化—沉竿淀強(qiáng)化不良銹鋼。27在18晚-8的討基礎(chǔ)上絨降低N徑i的含角量，并喝加入適決量的A清l、C涼u、M奴o、N務(wù)b等而散形成的殺沉淀強(qiáng)喇化不銹理鋼。1)殖成分及鍋性能特澡點280Cr1檢7Ni7連Al0大Cr15替Ni7M秩o2Al……2)典型牌旅號293)熱處理材鍵料：0伯Cr17惕Ni7A漂l0Cr澤15N鋼i7M宏o2A臭l熱處理膊:眠固溶處掠理(1幫060切℃而空冷價)獲得惡A750摧～760眾℃空冷脫獲得A部+M560勾～570涉℃橫時效析出金陵屬間化作合物接如：N釋i3Al組號織糕：A列+M弄+盲金屬間俯化合物用歌途：高慶強(qiáng)度，高托硬度，耐蟲腐蝕的化工機(jī)賺械設(shè)備30（三）鎳局基耐蝕合租金在自然環(huán)挽境或一定車工業(yè)介質(zhì)孝中具有耐尤腐蝕性能畝的合金稱畏耐蝕合金揪。廣泛應(yīng)際用于石油鍵、化工等遙領(lǐng)域。311)成分及絡(luò)性能特侵點低碳高舍合金wC=0.0幣3～0.忠2%，wMe=30橋～48存%Me:懂Cu、C喜r、Fe遭、Mn、強(qiáng)Mo、灘Nb、秒TiCu、課Fe、捐Mn溶涌于Ni騎中，形室成單相倒固溶體臥組織，繪減輕電抖化學(xué)腐擾蝕；C禁r提高敗電極電菠位，形章成Cr2O3保護(hù)層；安Mo、館Nb、卻Ti形刪成穩(wěn)定碳音化物Nb梁C、T篩iC，和訊金屬間化幕合物Ni3Mo、鈔Ni3Ti揮、N決i3Nb。322)順典型有分類鍛造鎳鎳-銅合箭金蒙乃爾(瘡Mone扛l)合金鎳-鉻覺-鐵合泡金因科鎳(職Inco眾nel)可合金333)鍛悉造鎳特點耐蝕性慮特強(qiáng)，悔強(qiáng)度較態(tài)高，耐悲高溫和即低溫用途制作與強(qiáng)腐酸、強(qiáng)堿芒接觸的泵溝殼，容器津，火箭，給導(dǎo)彈耐蝕凳零件。常用牌號200現(xiàn)和2豪01344)遭鎳爐-銅合輕金特點別稱蒙稠乃爾(叮Mon填el)際合金,宗耐蝕歸性特強(qiáng)搜，在氫佳氟酸中財?shù)哪臀g袖性居所吸有金屬書材料之篇首。用途制作與惑氫氟酸眨接觸的腥零構(gòu)件梅。常用牌號Ni-2脅9.5C綢u,(支Mone肌lK-栽500)Ni-3偉1Cu-用1.5M存n-1.褲4Fe她,(N痰i66C嫩u31F貞e)Ni-2紫8Cu-吩1.5M閱n-2.逆5Fe,勁(Ni謀68Cu咐28Fe殃)355)達(dá)鎳確-鉻-太鐵合金特點別稱因科叼鎳(In并cone寄l)合金位,優(yōu)良磁的耐蝕性攝，高溫強(qiáng)瞎度高，稻輻照穩(wěn)定貓性好。用途制作高醒溫下要根求耐腐卻蝕的零潔構(gòu)件。常用牌號Inc愉one挑l6子00飾(Ni撕-15隊.5C咳r-1葵0Fe河)Inco促nel時706鈴(Ni-鼓16Cr雹-27.這6Fe-匆2.9N部b-1.跪8Ti糖)Inc來one四l7跌18浮(Ni加-19虎Cr-雹18.映5Fe暖-5.認(rèn)1Nb洞-3M獎o-0職.9T煮i)36二、耐罵熱鋼和牲高溫合楚金耐熱鋼估和高溫坡合金是苗指在高唯溫下具敗有高熱哲穩(wěn)定性鳥和熱強(qiáng)懲性的特元殊鋼和驚合金。主要用于謙制造工業(yè)口加熱爐、唇高壓鍋爐韻、汽輪機(jī)氧、內(nèi)燃機(jī)龍、航空發(fā)低動機(jī)、熱霸交換器等窮在高溫下輛工作的構(gòu)蘿件和零件翠。37性能要法求：高的熱夸穩(wěn)定性識，即具溫有高溫崗抗氧化答能力。高的熱強(qiáng)乓性，即具順有高的抗液蠕變抗力斯和持久強(qiáng)勵度。1)成分及共性能特溝點（一）耐被熱鋼38常用耐熱藥鋼分類：P耐熱陽鋼M耐熱薪鋼F耐熱鋼A耐熱兇鋼2)捐典型分類39(1)剩P型耐井熱鋼這類鋼設(shè)在正火穴狀態(tài)下避的顯微嬸組織是談P+F微。由于坊合金元吧素含量心少，因偏而熱膨它脹系數(shù)高小，導(dǎo)克熱性好控，并有象良好的飄冷、熱種加工性惠能。廣典泛用于蒜制造工吃作溫度仙＜60股0℃的推鍋爐及齒管道、俘壓力容亂器、汽竄輪機(jī)轉(zhuǎn)車子等。40wC=0.1除～0.4錦%加入Cr勁、Mo、貌W、V榆等主要是暑強(qiáng)化F，療防止高溫敗下片狀F乎e3C的球崖化和石為墨化，汪提高鋼囑的高溫會強(qiáng)度。①成分及沃性能特點4112C蛾rMo值、15Cr襖MoV、25C榴r2M吸oVA②典型牌號42(2)M型耐熱鋼這類鋼這淬透性喪好，空冷就倆能得到降M。43低C高肢Cr鋼今：在C刃r13廊的基礎(chǔ)徒上加入鴿Mo、俗W、V喂、T殲i、N作b等以岡便強(qiáng)化新F，形拉成穩(wěn)定吩的碳化捎物，提般高鋼的綁強(qiáng)度。中C鉻勻硅鋼：其抗氧慌化性能忌好、蠕饅變抗力怎高、還因有較高棚的硬度駱和耐磨戒性。①成分帶及性能秋特點441Cr許11M榴oV、余1Cr餡12W蒜MoV低碳高鉻勸鋼，在5筋00℃以巴下具有良遼好的蠕變甜抗力和優(yōu)尚良的消震賣性，最宜居于制造汽坐輪機(jī)葉片扎，故又稱喂葉片鋼4Cr蜓9Si動2、4污Cr1蒸0Si先2Mo主要用進(jìn)于制造倡使用溫吐度低于禮750浙℃的發(fā)拍動機(jī)排刺氣閥，介故稱氣榮閥鋼②典型牌號45(3)F型耐胸?zé)徜撨@類鋼蘇抗氧化喂強(qiáng)，但翻高溫強(qiáng)示度低，閣焊接性領(lǐng)差，脆夏性大，住多用于彼受力不升大的加略熱爐部眠件。46是在F不瓜銹鋼的基蒙礎(chǔ)上加入姜Si、A爽l等合金凈元素，提宣高其抗氧寫化性能。①成分凍及性能茂特點471Cr1秀3Si3艘、1Cr廣13S金iAl附、1Cr扣18S彼i2等②典型牌掠號48(4)A型耐熱鋼這類鋼笨有高的敏熱強(qiáng)性歇和抗氧鬼化性，惱高的塑姜性和沖億擊韌性城，良好兄的焊接寄性和冷絞成形性梢。主要警用于制絕造工作藍(lán)溫度在樸600悼℃～8裳50℃睡間的高校壓鍋爐斗過熱器值、汽輪兩機(jī)葉片追、葉輪柏、發(fā)動色機(jī)氣閥膨等。49是在A不磚銹鋼的基芹礎(chǔ)上加入候W、Mo雷、V、T盒i、Nb病、Al等閉元素，以途強(qiáng)化A，當(dāng)形成穩(wěn)定栗碳化合物棕和金屬間廟化合物，焦提高鋼的億高溫強(qiáng)度賄。①成分及衫性能特點501Cr1嚷8Ni1晨2Ti、1Cr1上5Ni3倒6W3T忍i、4Cr1牌4Ni1開4W2M派o等②典型牌號51(4)沉淀硬化覺型耐熱鋼這類鋼和凝沉淀硬化布不銹鋼基棄本相同典型牌號習(xí)：0Cr陰17N擠i4C誦u4N虛b0Cr1臟7Ni7希Al52（二）階高溫合夕金對于航擠空、航障天飛機(jī)挑的零構(gòu)曬件，如唇噴氣發(fā)故動機(jī)的妥壓氣機(jī)限燃燒室談、渦輪戶、尾噴狠管等等梨，在8鋪00℃詢以上溫濾度長期晃服役，訪耐熱鋼某已經(jīng)不賣能滿足吸抗氧化罰和高溫臂強(qiáng)度的秩要求，廁這時候里就應(yīng)該耀選用高鐮溫合金叢。分類：鐵基、鎳?；⑩捇?、鈮基、帶鉬基531)鐵基高溫可合金單相A鑄組織，防抗氧化通性好，消冷加工援成形和惕焊接性巷好，用漆于制造尖形狀復(fù)李雜、需欄經(jīng)冷壓暮和焊接清成形、換但受力衰不大，迷主要要私求在8桃00℃坊～90渡0℃下鑒抗氧化廁能力強(qiáng)罪的零件蕩。如噴償氣發(fā)動冠機(jī)的燃是燒室、困火焰筒門等等。54是在A隔耐熱鋼豆的基礎(chǔ)姥上增加廟Cr、賴Ni、繩W、M訪o、V曾、Ti拾、Nb系、Al古等，以憲形成單朽相A組定織提高否抗氧化歷性，并尺提高再番結(jié)晶溫踢度，以卷及形成奇彌散分魯布的穩(wěn)房誠定碳化循合物和告金屬間生化合物仁，提高輝合金的溜高溫強(qiáng)光度。(1)澡成分及性侵能特點55GH1返035存、GH20習(xí)36、GH1登130因、GH2塌132嘆等(高合G悔H）(2)典型牌隱號562)鎳基高溫饑合金單相A腫組織，軌抗氧化縱性好，口高溫強(qiáng)誓度高，皇用于制敏造在8溫00℃自～90偷0℃以扔下受力穿的零件砌。如渦氧輪機(jī)葉竭片等。57這類合湯金是以野Ni配為基。藝加入C蘇r、W格、Mo冰、Co照、V、傍Ti、戀Nb、鮮Al等飼，以形若成Ni宣為基的分固溶體鏟。產(chǎn)生徹固溶強(qiáng)這化并提談高再結(jié)戲晶溫度附，以及五形成彌樣散分布蠶的穩(wěn)定羊碳化合慣物和金稠屬間化略合物，識提高合脂金的高零溫強(qiáng)度系。(1)襯成分及性裕能特點58GH3化030哀、GH4面033留、GH4匯037胸、GH3劉039樸、GH30投44等(2)典型牌號59三、低掃溫鋼低溫鋼貢是指工璃作溫度震在0℃以下的零巴件和結(jié)構(gòu)疾件鋼種。60廣泛用于蜓低溫下工掩作的設(shè)備射，如冷凍趴設(shè)備、制本氧設(shè)備、棍石油液化叉設(shè)備、航澡天工業(yè)用姻的高能推秩進(jìn)劑液氫蛙、液氮等濱液體燃料理的制造、英貯運(yùn)裝置軟、寒冷地底區(qū)（如北收極、南極侍）開發(fā)所含用的機(jī)械索設(shè)施等等撿。1)用途61性能要麗求：沖臣擊韌性FATTFract丸ureAppe孕ara婚nceTran診sit球ionTempe膨ratu貴re.斷口形貌最轉(zhuǎn)化溫度貝。2)但FAT鋒T6263試驗溫度剪切面積比例％FATT剪切面愉積比例％FATT5064C、S、像P會↑F腐ATT，Mn、N散i會↓F育ATT,BCC隨閑T↓韌性億顯著降低桿，F(xiàn)CC隨禾T↓影響餐不大。3)成分車及性能特蜘點65常用低楊溫鋼低碳錳鋼鎳鋼A不銹鋼4)典個型低溫噸鋼66四、耐鄙磨鋼廣義地敗講，耐字磨鋼是龜指用于鏡制造高駝耐磨零討件及構(gòu)威件的一飄些鋼種扇。有高漁碳鑄鋼然、硅錳性結(jié)構(gòu)鋼頌、高碳摘工具鋼璃以及滾鉤動軸承鳥鋼等，麥但通常忘指高錳注鋼。67高錳鋼蜻的成分高的C肝0濟(jì).9～1梳.5%適量S講i態(tài)0.3華～0.譽(yù)8%低S喘＜0.砌05%低P跡＜朱0.10肅%68高錳鋼欺經(jīng)熱處里理后能努得到單晃一的A銹，韌性策好，但風(fēng)硬度低祝，20梢0HB總S，但競當(dāng)其受爸到劇烈象沖擊及軍高壓力啄作用時懶，其表奪層的A噸將迅速由產(chǎn)生加工硬庸化，同時菊伴有A相→M，印導(dǎo)致表女層的硬貸度提高賞到45必0～5以00H跡BS，漠從而形催成硬而蓬耐磨的移表面，遭但其內(nèi)幣部仍然孫保持原肆有的低線硬度狀總態(tài)。當(dāng)表面一兵層磨損以也后，新的票表面將繼弊續(xù)產(chǎn)生加工硬化并獲得高技的硬度。高錳鋼的衫性能69由于高錳略鋼具有很糕高的加工紐奉硬化能力夸，切削加證工十分困隆難，所以另基本上是蹦鑄造成型財?shù)?，故其渴鋼號用Z越G鑄鋼表表示如：ZGMn踏13典型牌號7071要點總囑結(jié)熟悉合金元素鼻在鋼中存都在的形式坐和作用掌握第一第二界類回火脆栽性了解典型鋼號桌的特點72合金元素在鋼中的存在形式固熔體化合物游離態(tài)固熔于F、A、M中Ni、Si、Co、