不銹鋼的金相組織

1、不銹鋼的金相組織(1)（一）不同元素對不銹鋼組織和相的影響  對于馬氏體型鉻不銹鋼來說，對組織產(chǎn)生主要影響的元素有鉻、碳和鉬；對馬氏體型鉻鎳不銹鋼來說，產(chǎn)生主要影響的元素有鎳、鉬、鋁、鈷、氮和鈦等。 馬氏體型鉻鎳不銹鋼中由于所含的鉻與碳發(fā)生交互的作用，使其在高溫下形成穩(wěn)定的r相區(qū)和穩(wěn)定的a+r相區(qū)。碳量的增加可使r相區(qū)得到擴(kuò)大，但是隨著鉻含量的增加碳的溶解極限下降。馬氏體型鉻鎳不銹鋼中添加鎳解決了馬氏體型不銹鋼為提高其耐蝕性以犧牲鋼的硬度為代價的問題。但是其中的鎳含量不易過高，否則由于鎳擴(kuò)大奧氏體相區(qū)和降低Ms溫度而使不銹鋼變成奧氏體型不銹鋼，從而完全喪失淬火能力。

2、0;影響鐵素體型不銹鋼組織的元素主要有鉻、鉬、碳、氮和鎳，另外有一些鐵素體型不銹鋼中還添加有鈦、鈮和銅等元素，對組織也有一定的影響。其中添加鉻和鉬的主要的目的是加速和促進(jìn)相和相的形成和沉淀，使鐵素體晶粒更加粗大。 影響奧氏體型不銹鋼組織的主要元素有碳、鉻、鎳、鉬、氮、銅、硅和錳等，有時在生產(chǎn)易切削不銹鋼時，也將硫作為添加元素。碳在奧氏體型不銹鋼中是形成、穩(wěn)定和擴(kuò)大奧氏體區(qū)的元素。碳在奧氏體型不銹鋼中是形成、穩(wěn)定和擴(kuò)大奧氏體區(qū)的元素，其形成奧氏體的能力遠(yuǎn)高于鎳許多倍。碳在奧氏體型不銹鋼中是有用元素，但同時也是有害元素，一方面由于碳作為一種間隙元素可通過固溶強(qiáng)化顯著提高奧氏體型不銹鋼的強(qiáng)

3、度，同時也可提高高濃度氯化物腐蝕介質(zhì)中的耐蝕能力；但另一方面由于碳在某些條件下生成Cr23C6，使得耐腐蝕性能顯著下降。鉻在奧氏體型不銹鋼中的作用與其在鐵素體型不銹鋼中作用基本相同。 影響比相不銹鋼組織的主要元素有鎳、氮、錳、鉻、鉬、硅和鎢等。鎳在+r雙相不銹鋼中能擴(kuò)大r相區(qū)。有關(guān)資料指出，鎳的添加還能促成形成（x）相，增加脆化敏感性并有使脆化敏感溫度向高溫方向移動的傾向，也將使馬氏體相變溫度降低，改善雙相不銹鋼的冷加工性能。   （二）相及相變  熱處理是不銹鋼生產(chǎn)和加工過程中以及最終產(chǎn)品加工過程中重要的工序。對于馬氏體型不銹鋼，通常進(jìn)行淬火回火熱處理

4、。對于鐵素體型不銹鋼，需進(jìn)行恢復(fù)由于加工引起的應(yīng)硬化和焊接部位回火后恢復(fù)韌性的熱處理，通常是高溫加熱后進(jìn)行空冷的退火熱處理。對于奧氏體型不銹鋼，根據(jù)使用目的需要進(jìn)行固溶處理、穩(wěn)定化處理、消除應(yīng)力退火和時效處理等。 通過進(jìn)行熱處理來控制不銹鋼的金相組織時，可采用相變和恢復(fù)、再結(jié)晶等形式來實現(xiàn)。  相變的內(nèi)涵可以說有以下3種情況，即結(jié)構(gòu)的變化、組成的變化和其規(guī)律性的變化告示。在不銹鋼發(fā)生的相變中最常見的馬氏體相變就是其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的一種形式，而所發(fā)生的其他的相變均為擴(kuò)散相變。  1.馬氏體型不銹鋼  馬氏體型不銹鋼有良好的淬火性能，即使是截面積很大

5、的工件，也可在空冷條件下實現(xiàn)淬火硬化。  為比較馬氏體型不銹鋼與其他碳含量相同的碳素鋼、合金鋼的淬火性能，用等溫相變曲線進(jìn)行了分析。結(jié)果表明其珠光體相變時間延遲，曲線鼻部的溫度上升。其中鎳使珠光體相變明顯推遲，只需添加1%即可大大改善淬火性能，但回火過程則需要相當(dāng)長的時間。 馬氏體型不銹鋼中的合金元素可改變鋼的Ms點(diǎn)。其中碳的影響尤為顯著，碳的濃度高時Ms點(diǎn)向低溫方向移動，易生成殘留奧氏體。以13%Cr鋼為例，在淬火加縶溫度為1180時，在碳含量大于0.80%的情況下Ms點(diǎn)降至室溫以下。生成物為過冷奧氏體相組織。但由于也隨之生成了殘留奧氏體，因此淬火硬度也下降了，對于高碳馬

6、氏體型不銹鋼來說，為避免該現(xiàn)象的發(fā)生和殘留奧氏體相變引起的尺寸變化，需在粹火后通過進(jìn)行低溫處理來盡量減少殘留奧氏體的存在。 對于馬氏體型不銹鋼，進(jìn)行淬火處理后還需進(jìn)行回火處理。一般將這兩者連在一起統(tǒng)稱為淬火回火處理。進(jìn)行回火處理是將由奧氏體相的相變得到的馬氏體進(jìn)行回火，其目的是為改善馬氏體型不銹鋼的拉伸性能和得到高的持久強(qiáng)度和屈強(qiáng)比。回火后在其基體中過飽和固溶的碳形成碳化物析出，且隨時間的延長逐漸形成穩(wěn)定相。是采用低溫回火還是采用高溫回火，依成分和使用目的而異。低碳馬氏體型不銹鋼在440-540進(jìn)行回火時顯著變脆，發(fā)生常說的二次硬化。由于此問題的產(chǎn)生不是夾雜元素的偏析等原因造成的，因

7、此為同時照顧到韌性、拉伸性能和耐應(yīng)力腐蝕性能，應(yīng)盡可能在高溫下進(jìn)行回火，也可通過添加鉬、鎢和釩等元素來改善性能。 技術(shù)文章 不銹鋼的金相組織(2)2.鐵素體型不銹鋼  鐵素型不銹鋼在碳和氮的含量極少時，無論在高溫下還是在室溫下均為鐵素體單相。當(dāng)碳和氮的含量增加時就會在高溫下生成r相，可通過回火處理析出碳化物和氮化物而變?yōu)殍F素體單相。據(jù)有關(guān)資料介紹。在600-900回火時大部分碳和氮將析出。  高鉻鐵素體型不銹鋼在經(jīng)高溫加熱后會產(chǎn)生各種脆化現(xiàn)象。這些現(xiàn)象與其金屬組織有關(guān)，如相脆化、475脆性和高溫脆性。 相脆化：在Fe-Cr二元系合金中，在鉻含量為46at%-53a

8、t%的很窄范圍內(nèi)產(chǎn)生，是非磁性和硬的相。當(dāng)鉻含量大于25%和加熱溫度高于600時即可在較短時間內(nèi)產(chǎn)生。當(dāng)鋼中含有硅、錳、鎳和鉬等元素時，其產(chǎn)生范圍加寬。鉻、硅和鋁對相也有一定的影響。隨鉻的增加TTT曲線向短時間方向擴(kuò)展。硅雖有明顯的析出促進(jìn)作用但鋁卻予以抑制。在冷加工中，可在很短時間內(nèi)便產(chǎn)生相析出。一旦發(fā)生相脆化的鋼，可加熱至850-900使析出的相固溶，然后再進(jìn)行急冷就可消除脆性和恢復(fù)韌性。 475脆性：是將鐵素體鋼在400-500長時間加熱時出現(xiàn)的脆化現(xiàn)象。475脆性產(chǎn)生與相脆化產(chǎn)生相比較，首先是產(chǎn)生溫度范圍不同，其次是475脆性較相脆化在更短的時間內(nèi)產(chǎn)生。能夠減輕475脆性的合

9、金添加元素還沒有發(fā)現(xiàn)。對發(fā)生475脆性的鋼在600進(jìn)行短時間處理即可消除脆性和恢復(fù)韌性。 高溫脆性：當(dāng)高鉻鐵素體型不銹鋼從900-1000的高溫急冷時，隨著晶粒的粗化和碳化物向晶界凝集發(fā)生明顯脆化。鉻含量越高，脆化的程度越大。破壞現(xiàn)象與475脆性相象。由于晶粒粗化，因此在進(jìn)行深沖、彎曲等冷加工時表面易發(fā)生粗糙等缺陷。又因為晶界上析出碳化物因此晶間腐蝕敏感性增加。為避免該缺陷的產(chǎn)生同，需從高溫緩冷至800左右，或650-800短時間的退火。  3.奧氏體型不銹鋼  從Fe-Cr-Ni三元系平衡相圖的分析中可知，當(dāng)70%Fe等濃度斷面中鎳含量為10%時，該合

10、金在800-1000下為r單相。具代表性的Cr18-Ni8鋼由于存在碳、氮等奧氏體穩(wěn)定化元素，因此室溫下即為r單相。其中氮較碳有約兩倍的固溶度，因而含氮量為0.1%-0.3%的高強(qiáng)度不銹鋼己得到了應(yīng)用。 目前己明確碳、氮、鈷、錳和銅等元素是奧氏體穩(wěn)定化元素，鋁、釩、鉬、硅和鎢等元素是鐵素體穩(wěn)定化元素。  作為固相內(nèi)的平衡相，除相、r相以外還有金屬間化合物相。碳、氮和鎳等奧氏體穩(wěn)定化元素抑制相的生成，但錳與鉬、硅、鈦、鈮、鋯、釩和鋁等鐵素體穩(wěn)定化元素促進(jìn)相的生成。除此以外在奧氏體型不銹鋼中由于添加不同的元素，還有可能生成拉弗斯（Laves）相或x相等金屬間化合物。其析出的反應(yīng)

11、是隨合金組成、時效溫度及制造合金時的加工和熱處理條件來決定的，是一個非常復(fù)雜的變化。 在鋼中添加鉻、鎳、錳、碳和氮等元素時，馬氏體相變初始溫度Ms幾乎與這些合金元素的添加成比例降低，在常溫下也可保持r相。奧氏體不銹鋼就是其具代表性的合金之一。 雖說為使奧體型不銹鋼的r相穩(wěn)定添加了大量的錳或鎳，但實際上r相往往并非穩(wěn)定而是處于亞穩(wěn)定態(tài)。從熱力學(xué)角度來看可以說相到是穩(wěn)定的。一般稱這些奧氏體相為亞穩(wěn)定奧氏體相。當(dāng)對亞穩(wěn)定奧氏體相冷卻至極低溫或室溫下進(jìn)行加工時，其中的部分或全部亞穩(wěn)定奧氏體相將發(fā)生馬氏體相變。 通過對奧氏體型不銹鋼進(jìn)行冷卻或加工得到的馬氏體中除有相外還有相

12、。該相具有hcp結(jié)構(gòu).且有0.7%左右的收縮，是非磁性的，容易發(fā)生加工誘發(fā)相變。相是當(dāng)Cr：Ni為5：3且Cr+Ni定為24%時生成的。由于面心立方結(jié)構(gòu)的（111）面的每兩個原子面上發(fā)生堆垛缺陷時將成為馬氏體結(jié)構(gòu)，因此相的生成和堆垛缺陷有著密切的關(guān)系。 奧氏體型不銹鋼的馬氏體相變中一個重要的問題是，一旦發(fā)生馬氏體相變后經(jīng)再加熱進(jìn)行恢復(fù)的問題。對于Cr18-Ni8鋼主要發(fā)生擴(kuò)散型的逆相變，而象Cr16-Ni10鋼則發(fā)生剪切的逆相變。后者的鉻含量較前者低，鎳含量較前者高。 從金相組織上來看，奧氏體型不銹鋼是相對穩(wěn)定的，其中碳化物的析出與其耐蝕性能、高溫強(qiáng)度以及韌性等主要性能密切

13、相關(guān)。在通常作為固溶熱處理溫度1000附近，碳的固溶量可達(dá)到最高，但當(dāng)溫度低于800時固溶量急劇下降而產(chǎn)生碳化物。所以進(jìn)行固溶化處理或焊接后如果冷卻速度過慢，在晶界上會產(chǎn)生碳化物，成為晶間腐蝕的原因。鋼中的碳有活性隨鎳含量的增加而增加，隨鉻含量的增加而減少。也就是說鎳的增加使碳的固溶量減少，鉻的增加使碳的固溶量增加。另外在晶界還析出鉻碳化物，合金添加元素有時也生成相應(yīng)的碳化物。 上一篇：不銹鋼的金相組織(1)不銹鋼的金相組織(3)不銹鋼的金相組織(3)4.雙相不銹鋼  通常進(jìn)行不同的鉻含量和鎳當(dāng)量的組合可以得到鐵素體（相或相）和奧氏體（r相）的雙相組織。如果以鉻含量的多少來進(jìn)行分類的

14、話，可分類為18%Cr系、22%Cr系、25%Cr系和28%Cr系。同時為確保r相的量需添加4%-11%的鎳，為提高其耐蝕性需添加不多于4%的鉬。在最終經(jīng)1050-1100固溶處理后，在相基體中分散有不多于50%的r相。在400-1000下進(jìn)一步進(jìn)行時效時，生成金屬間化合物、碳化物以及氮化物等各種析出物。 在雙相組織中，鉻、鉬和硅等鐵素體穩(wěn)定元素濃縮在相中。而鎳、錳、碳和氮等奧氏體穩(wěn)定元素濃縮在r中。在時效過程中最有影響的是相，可造成相脆化。另外時效還可產(chǎn)生M23C6，也和鐵素體型不銹鋼一樣發(fā)生475脆性。 5.沉淀硬化型不銹鋼  沉淀硬化型不銹鋼是除具備不銹鋼特

15、有的耐蝕性外，還可通過進(jìn)行時效處理實現(xiàn)沉淀硬化的高強(qiáng)度不銹鋼，根據(jù)基體的金屬組織情況，即根據(jù)鉻當(dāng)量和鎳當(dāng)量之間的平衡情況，沉淀硬化型不銹鋼可分為馬氏體系沉淀硬化型不銹鋼、半奧氏體系沉淀硬化型不銹鋼、奧氏體鐵素體系沉淀硬化型不銹鋼、奧氏體系沉淀型不銹鋼和鐵素體系沉淀硬化型不銹鋼。 馬氏體系沉淀硬化型不銹鋼，鉻和鎳的含量少且鉻含量和鎳含量低。由于馬氏體相變結(jié)束溫度高于室溫，因此固溶化處理奧氏體相冷卻過程發(fā)生馬氏體相變，在室溫下為馬氏體組織。 半奧氏體系沉淀硬化型不銹鋼，比前者鉻含量和鎳含量高，Ms點(diǎn)接近室溫。固溶處理后形成亞穩(wěn)定r相，經(jīng)冷加工或低溫處理，低溫退火處理可以發(fā)生馬氏

16、體相變。單獨(dú)和復(fù)合添加有鋁、鈦和鉬等沉淀硬化元素，經(jīng)在450-550 時效處理產(chǎn)生相和相實現(xiàn)硬化。 奧氏體系沉淀硬化型不銹鋼，含有較多的奧氏體穩(wěn)定化和鐵素體穩(wěn)定化元素，鎳當(dāng)量高且Ms點(diǎn)在室溫以下。在固溶處理狀態(tài)下為r單相組織。作為沉淀硬化元素添加的有碳、磷、氮、鈦、鋁、鈮和釩等元素，經(jīng)比其他系鋼高的溫度時效處理后析出碳化物、氮化物、磷化物或相和r相等。 鐵素體系沉淀硬化型不銹鋼，只含少量的鎳等奧氏體穩(wěn)定化元素，含較多的鉻、硅和鉬等鐵素體穩(wěn)定化元素，因而在固溶化狀態(tài)下即呈鐵素體組織。對其通過添加硅和鎳來促進(jìn)沉淀硬化。時效溫度為550-600。 上一篇：不銹鋼的金相組

17、織(2)不銹鋼鋼種介紹： SUS 304J1  原來304J1(7.5%Ni)鋼種是代替304(高Ni),作為深加工(DDQ)用鋼種的,但是目前市場上國內(nèi)生產(chǎn)的304J1改型鋼種(6.5%Ni)只能作為普通的304不銹鋼替代鋼種,一般不推薦作為DDQ用途使用。以下內(nèi)容大部分介紹的是正宗304J1（7.5%Ni)的特性，以及和304J1改型鋼種做一些比較。 1、概要      適量降低鎳，添加銅，改善成型性能。 2、特點(diǎn)   1）對比304 優(yōu)秀的成形性 (復(fù)合型形成, 深加工性等優(yōu)秀) 

18、;  2）耐時效開裂性優(yōu)秀   3）焊接性能優(yōu)秀；   4）固溶狀態(tài)無磁性；   5）冷軋產(chǎn)品外觀光澤度好，漂亮。 3、適用范圍     保溫杯, 保溫瓶, 二類餐具，洗滌槽, 燃?xì)庠?燃燒部件等特別是深加工用途（轉(zhuǎn)自我要不銹鋼）。4、化學(xué)成分（JIS G4305-2005）                 

19、                                                  

20、             (wt%) 化學(xué)成分CSiMnPSCrNiCu標(biāo)準(zhǔn)£0.08£1.70£3.0£0.045£0.03015.018.08.09.01.03.0一般0.0350.51.10.0250.00216.857.602.1改型0.0480.61.80.0310.00217.06.42.3 5、性能（JIS G4305-2005）   區(qū)分力學(xué)性能加工性能Ys (Mpa)Ts (Mp

21、a)El (%)HvCCVLDREr（mm）時效開裂極限  304J1標(biāo)準(zhǔn) 155 450 40 200-一般2555956014026.326.312.53.3 改型26762155147    3042906705717527.01.9812.82.6                     6、物理性能 密度 (g/cm3)磁性比熱 250C(J/kg.0C)熱導(dǎo)率 1000C(W/m.0C)熱膨脹率 201000C(1

22、0-6/0C)7.93無50016.317.37、熱處理      熔   點(diǎn)：140014500C；      固溶處理：101011500C。8、使用狀態(tài)     1）退火固溶狀態(tài)：     NO.1，2D，2B，N0.4，HL，BA，Mirror,以及各種其他表面處理狀態(tài)。 9、使用注意事項     - 冷加工后會出現(xiàn)磁性

23、現(xiàn)象；     - 304J1深加工后表面相對粗糙一些,拋光性能一般較304差；     - 304J1改型鋼種一般價格明顯比以前正常的304JI低；     -304J1改型鋼種能代替304的部分用途，但是一般只能作為相對低用途使用。上一篇：不銹鋼的金相組織(3)下一篇：304不銹鋼鋼也會有磁性 有沒磁性不能判斷不銹鋼的優(yōu)劣產(chǎn)品目錄 · 不銹鋼平板 · 不銹鋼卷板 · 不銹鋼帶系例 · 不銹鋼焊管系例 · 不銹鋼方管系例 &

24、#183; 不銹鋼矩形管系例 · 不銹鋼工業(yè)管 聯(lián)系我們 聯(lián)系人：顧經(jīng)理聯(lián)系手機(jī)系電話司郵箱：gys 友情鏈接 黃銅棒 煙臺廚房設(shè)備 上海超聲波清洗機(jī) 316不銹鋼板 百度 303不銹鋼棒 Copyright© 2003-2012 興化市正遠(yuǎn)不銹鋼制品有限公司版權(quán)所有                   網(wǎng)站管理入口 聯(lián)系電話/p>

25、1.傳真手機(jī)訪問 - 209059, 產(chǎn)品 - 705, 新聞 - 72, 文章 - 306技術(shù)文章 304不銹鋼鋼也會有磁性 有沒磁性不能判斷不銹鋼的優(yōu)劣人們常以為磁鐵吸附不銹鋼材，驗證其優(yōu)劣和真?zhèn)?，不吸無磁，認(rèn)為是好的，貨真價實；吸者有磁性，則認(rèn)為是冒牌假貨。其實，這是一種極其片面的、不切實的錯誤的辨別方法。        不銹鋼的種類繁多，常溫下按組織結(jié)構(gòu)可分為幾類：       1、奧氏體型：如304、

26、321、316、310等；       2、馬氏體或鐵素體型：如430、420、410等；       奧氏體型是無磁或弱磁性，馬氏體或鐵素體是有磁性的。       通常用作裝飾管板的不銹鋼多數(shù)是奧氏體型的304材質(zhì)，一般來講是無磁或弱磁的，但因冶煉造成化學(xué)成分波動或加工狀態(tài)不同也可能出現(xiàn)磁性，但這不能認(rèn)為是冒牌或不合格，這是什么原因呢？     上面提到奧氏體是無

27、磁或弱磁性，而馬氏體或鐵素體是帶磁性的，由于冶煉時成分偏析或熱處理不當(dāng)，會造成奧氏體304不銹鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。這樣，304不銹鋼中就會帶有微弱的磁性。     另外，304不銹鋼經(jīng)過冷加工，組織結(jié)構(gòu)也會向馬氏體轉(zhuǎn)化，冷加工變形度越大，馬氏體轉(zhuǎn)化越多，鋼的磁性也越大。如同一批號的鋼帶，生產(chǎn)76管，無明顯磁感，生產(chǎn)9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些，生產(chǎn)方矩形管因變形量比圓管大，特別是折角部分，變形更激烈磁性更明顯。      要想完全消除上述原因造成的304鋼的磁性，可通

28、過高溫固溶處理開恢復(fù)穩(wěn)定奧氏體組織，從而消去磁性。      特別要提出的是，因上面原因造成的304不銹鋼的磁性，與其他材質(zhì)的不銹鋼，如430、碳鋼的磁性完全不是同一級別的，也就是說304鋼的磁性始終顯示的是弱磁性。      這就告訴我們，如果不銹鋼帶弱磁性或完全不帶磁性，應(yīng)判別為304或316材質(zhì)；如果與碳鋼的磁性一樣，顯示出強(qiáng)磁性，因判別為不是304材質(zhì)。 上一篇：不銹鋼鋼種介紹： SUS 雙相不銹鋼、奧氏體、鐵素體不銹鋼之比較雙相不銹鋼、奧氏體、鐵素體不銹鋼之比較所謂

29、雙相不銹鋼是在其固淬組織中鐵素體相與奧氏體相各占一半，一般最少相的含量也許要達(dá)到30%。      由于兩相組織的特點(diǎn)，通過正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝，使DSS兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)。    與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的優(yōu)勢如下：     （1）屈服強(qiáng)度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不銹鋼制造儲罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少30-50%，有利于降低成本。    （

30、2）具有優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，即使是含合金量最低的雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，尤其在含氯離子的環(huán)境中。應(yīng)力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。    （3）在許多介質(zhì)中應(yīng)用最普遍的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普通的 316L奧氏體不銹鋼，而超級雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性，再一些介質(zhì)中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奧氏體不銹鋼，乃至耐蝕合金。    （4）具有良好的耐局部腐蝕性能，與合金含量相當(dāng)?shù)膴W氏體不銹鋼相比，它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。&#