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不锈钢总论

   1.铁素体型不锈钢  它的内部显微组织为铁素体,其铬的质量分数在11.5%~32.0%
范围内。随着铬含量的提高,其耐酸性能也提高,加入钼( Mo)后,则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。这类不锈钢的国家标准牌号有OOCr12、lCr17、OOCr17Mo. OOCr30M02等。
该类钢用于制造硝酸化工设备的吸收塔、热交换器、储槽和运输硝酸用的槽罐以及制造不承受冲击载荷的其它零部件和设备。
    按照碳和氮(C+N)的总含量,高铬铁素体不锈钢分为普通纯度和超高纯度两个系列。
    普通纯度高铬铁素体不锈钢,其碳的质量分数为0.1%左右并含少量氮,如lCr17、
lCr17Mo等牌号。它与常用的奥氏体型不锈钢相比,缺点是材质较脆,焊接工艺性较差。这是因为:①铁素体晶粒长大后,只有通过压力加工才能细化;②在高温下(例如600~ 820℃)停留时间长时,wc。≥17%的钢会生成脆性的仃相( CrmFe。);③在400~ 526℃温度区间较长时间停留会出现室温下的脆性,即475℃脆性。由于这类钢脆性较大,限制了它的应用。
    铁素体型不锈钢质量的提高经历了一个过程:首先是依靠铬作为铁素体的稳定元素,但此时碳的含墨偏高,如lCr17钢,其韧性偏低,焊后若不进行热处理,必然会产生晶间腐蚀;尔后在这类钢中增加了强烈的铁素体形成元素,如铝,将钢中铬和碳含量降低,如OCr13Al钢,它的工艺性能和耐蚀性能优于前者且制造成本降低,但韧性改善不够明显。近年来用新的冶炼方法,如通过真空或保护气氛精炼技术冶炼出超低碳和超低氮含量(C+N总的质量分数≤0.025%~0.035%)的超高纯度高铬铁素体不锈钢板,如OOCr18M02和OOCr27Mo等。
它们无论在韧性、耐蚀性还是焊接性等方面均优于普通纯度铁素体不锈钢,是一个很有前途的钢种,并得到广泛的应用。
    2.马氏体型不锈钢  它的显微组织为马氏体。这类钢中铬的质量分数为11.5%~
18.0%,但碳的质量分数最高可达0.6%。碳含量的增高,提高了钢的强度和硬度。在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体,同时又能提高其耐蚀性。
    这类钢具有一定的耐腐蚀性和较好的热稳定性以及热强性,可以作为温度低于700℃以下长期工作的耐热钢使用。它广泛用来制造对韧性和冲击韧度要求较高的零件,如汽轮机的叶片、内燃机排气阀和医疗器械。这类钢的焊接性较差。列入国家标准牌号的钢板有Cr13、2Cr13,3Cr13、lCr17Ni2等。
    3.奥氏体型不锈钢其显微组织为奥氏体。它是在高铬不锈钢中添加适当的镍(镍的质量分数为8%~25%)而形成的,具有奥氏体组织的不锈钢。奥氏体型不锈钢以Cr18 N19铁基合金为基础,在此基础上随着不同的用途,发展成图1- 1-2所示的铬镍奥氏体不锈钢系列。
    奥氏体型不锈钢不能利用热处理使晶粒细化,也不能经过淬火来提高其硬度。这类钢的冷加工硬化程度高,通常没有磁性,经过冷作可在钢内析出少量铁素体或马氏体的组织,会出现少量磁性。
    奥氏体型不锈钢一般属于耐蚀钢,是应用最广泛的一类钢,其中以18 -8型不锈钢最有代表性,它是有较好的力学性能,便于进行机械加工、冲压和焊接。在氧化性环境中具有优良的耐腐蚀性能和良好的耐热性能。但对溶液中含有氯离子(Cl-)的介质特别敏感,易于发生应力腐蚀。如果在18 -8型不锈钢中,适当减少些镍和铬的含量,可得到常温下不稳定的奥氏体组织,若再经冷加工则容易产生马氏体组织,使这种钢变得强度高、硬度大且脆;反10
不锈钢及不锈钢制品生产工艺技术与质量检测标准规范全书之,适当增加一些镍和铬含量,就能获得稳定的奥氏体组织,同时也可改善冷加工性能。在这类钢中添加钛和铌时,能提高其抗晶间腐蚀能力;添加钼、铜和钛,则能提高其在还原酸(如稀硫酸)中的耐腐蚀性能,同时也提高其抗晶间腐蚀的能力;为了改善18 -8型不锈钢的切削性能,往往还要添加一些磷、硫及硒等元素。18 -8型不锈钢按其化学成分中碳含量的不同又分为三个等级:一般含碳量(wc≤0.15%)、低碳级(wc≤0.08%)和超低碳级(wc≤0.03%)。例如我国国家标准中的lCr18N19Ti、OCr18Ni9、OOCr17Ni14M02三种钢板分属上面三个等级。世界许多国家都感到镍储量的紧缺。为了节省镍,早在四、五十年代世界上就开始用锰和氮取代18 -8型不锈钢中的部分镍。研制并列入国家标准的钢板牌号有Cr17Mn6Ni5N幂ⅡOCr19Ni9N等。
    …  降低碳量    Mo、Cu、Ti
(l) OCr18Ni9 -    fOOCr19Nil0—疆面袈
    “提高耐蚀乍    :还原性酸的能力
OOCr17Ni14M02
OOCr18N114M02Cu2Ti
(2) OCr18Ni9—茎篓罢霎营 ICr18Ni9
(3) OCr18Nig—;:;T  Nbjl#jZj: ef;k~fmjj
    加入Mo、Cu、Ti
(4)OCr18N19、酥氦磊葫泵性酸蚀能力
    和抗晶间腐蚀能力
(5) OCr18Ni9蒜淼{:慧慧
(6) OCr18Ni9
以Mn、N代Ni
节约Cr、Ni
蹶熏
腰豪纛
J lCr17Mn6Ni5N
IICr18Mn8Ni5N
   图1-1-2铬镍奥氏体不锈钢系列部分奥氏体型不锈钢可作为耐热钢使用,这是由于奥氏体的再结晶温度高,铁和其它元素的原子在其中的扩散系数小,故其强化稳定性比铁素体高。用于工作温度高于650℃的热强钢多系奥氏体材料,是以奥氏体型不锈钢为基础添加一些提高热强性的合金元素而成。
   它们既可作为耐蚀钢使用,也可作为耐热钢使用。列入我国国家标准牌号的钢板有
lCr18Ni9Ti、OCr18NillNb、OCr23Ni13等。为了提高钢的热强性、抗氧化性和抗渗碳性,在OCr25 Ni20基础上加入硅,研制出lCr25Ni20S13作为耐更高温度下抗氧化的奥氏体型不锈钢。化工设备中的炉管,既要求具有耐腐蚀性能又要求在高温下工作,往往选用铸造或电渣熔铸的奥氏体为基体的(同时存在多种碳化物)不锈耐热钢或耐热含金,如ZG4Cr25N120S12( HK40)、ZG4Cr25Ni35Si( HP45)和ZG5Cr26Ni36C015W5( Super therm)等牌号。
    4.奥氏体一铁素体型不锈钢其显微组织为奥氏体加铁素体。铁素体的体积分数小于10%的不锈钢,是在奥氏体钢基础上发展的钢种。它与含相同碳量的奥氏体型不锈钢相比,具有较小的晶间腐蚀倾向和较高的力学性能,且韧性比铁素体型不锈钢好。同时,少量铁素20    不锈钢及不锈钢制品生产工艺技术与质量检测标准规范全书

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