不銹耐酸鋼教材

1、第六章第六章 不銹鋼不銹鋼 主要主要內(nèi)內(nèi)容容 6.1 6.1 概述概述 6.2 6.2 合金元素對不銹鋼組織和性能的影響合金元素對不銹鋼組織和性能的影響 6.3 6.3 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 6.46.4馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 6.56.5奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 6.1 6.1 概述概述一、一、 基本概念基本概念不銹鋼：不銹鋼：在自然界環(huán)境和一定工業(yè)介質(zhì)中具有耐腐蝕性在自然界環(huán)境和一定工業(yè)介質(zhì)中具有耐腐蝕性 的的鋼。鋼。自然界不銹工業(yè)介質(zhì)不銹大氣、水氣和水等弱介質(zhì)中不銹鋼耐酸、堿、鹽等化學侵蝕性介質(zhì)耐酸鋼不銹鋼耐酸鋼0.01mm/a,完全耐蝕0.1mm/a,耐蝕0. 1mm/a,完全耐

2、蝕Ni 30倍）；倍）；C 提高，強度提高；但提高，強度提高；但C與與Cr形成碳化物，降低耐蝕性。形成碳化物，降低耐蝕性。 一般在不銹鋼中一般在不銹鋼中C0.4%, 多在多在0.1-0.2%。如：。如： 2Cr13 （0.2%C）; 0Cr17Ti （C0.08%）; 00Cr18Ni10（C0.03%） 只有滾動軸承、彈簧和刃具的不銹鋼用高只有滾動軸承、彈簧和刃具的不銹鋼用高C： 如如 9 Cr18 vMn，N 提高高鉻不銹鋼在有機酸中的耐蝕性。提高高鉻不銹鋼在有機酸中的耐蝕性。vMo 提高不銹鋼的鈍化能力，擴大其鈍化介質(zhì)范圍（濃硫酸、提高不銹鋼的鈍化能力，擴大其鈍化介質(zhì)范圍（濃硫酸、稀鹽酸

3、、磷酸和有機酸），且能阻止稀鹽酸、磷酸和有機酸），且能阻止點腐蝕點腐蝕傾向。傾向。 含含Mo的鈍化膜：的鈍化膜：Fe2O3-Cr2O3-MoO3，致密，穩(wěn)定性好，致密，穩(wěn)定性好，能防止能防止Cl-穿透。穿透。vCu 少量加入可有效地提高不銹鋼在硫酸及有機酸中的耐蝕少量加入可有效地提高不銹鋼在硫酸及有機酸中的耐蝕性。性。vSi Si 提高在鹽酸、硫酸和高濃度硝酸中耐蝕性。提高在鹽酸、硫酸和高濃度硝酸中耐蝕性。 vMo, Cu, Ni, SiMo, Cu, Ni, Si復合加入復合加入 如在如在Cr18Ni9Cr18Ni9中加入中加入Mo,Cu,NiMo,Cu,Ni后進一步擴大了在硫酸中的后進一步

4、擴大了在硫酸中的耐蝕性和使用溫度范圍耐蝕性和使用溫度范圍 。vTi, Ti, NbNb 在在Cr-NiCr-Ni奧氏體不銹鋼和高鉻鐵素體不銹鋼中均有晶間腐蝕奧氏體不銹鋼和高鉻鐵素體不銹鋼中均有晶間腐蝕傾向，加入傾向，加入TiTi或或NbNb（固（固C C） ，可可防止晶間腐蝕。防止晶間腐蝕。6.36.3鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼含碳量含碳量0.15%,含含Cr量為量為13-30%（高（高Cr低碳低碳） 1. 1. 主要有三種類型：主要有三種類型： （1）Cr13型型 如如0Cr13、0Cr13Al、0Cr11Ti等；等； （2）Cr17型型 如如1Cr17、0Cr17Ti、1Cr17Mo等；等；

5、 （3）Cr25-30型型 如如1Cr28、1Cr25Ti、00Cr30Mo2等。等。 基基本本特特點點含碳量含碳量15Cr時，隨時，隨Cr其脆化傾向也其脆化傾向也。在。在400525長時間加熱或緩慢冷卻時，鋼就變得很脆長時間加熱或緩慢冷卻時，鋼就變得很脆, 以以475加熱為最甚原因加熱為最甚原因:在脆化在脆化T范圍內(nèi)長期停留時，范圍內(nèi)長期停留時，鉻有序化鉻有序化相，與母相共格相，與母相共格大內(nèi)應力。大內(nèi)應力。AK（3）金屬間化合物金屬間化合物相的形成相的形成 相具有高硬度，有大的體積效應，且常沿晶界相具有高硬度，有大的體積效應，且常沿晶界分布，所以使鋼產(chǎn)生了很大的脆性分布，所以使鋼產(chǎn)生了很大

6、的脆性 6.46.4、馬氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼 這類鋼主要含這類鋼主要含1218%Cr，淬火冷卻能產(chǎn)生，淬火冷卻能產(chǎn)生M。 （一）馬氏體不銹鋼的成分和組織特點（一）馬氏體不銹鋼的成分和組織特點 馬氏體不銹鋼可分為三類：馬氏體不銹鋼可分為三類： （1）Cr13型，有型，有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等鋼號；等鋼號； （2）高碳高鉻鋼，如）高碳高鉻鋼，如9Cr18、9Cr18MoV等；等； （3）低碳）低碳17% Cr-2%Ni鋼，如鋼，如1Cr17Ni2。1Cr13：M+F2Cr13：M3Cr13：M4Cr13：M+K類似于類似于調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼制造不銹制造不銹結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)件類似于

7、類似于工具鋼工具鋼制造耐蝕制造耐蝕工具（手工具（手術(shù)刀等）術(shù)刀等）透平轉(zhuǎn)輪透平轉(zhuǎn)輪醫(yī)療器械醫(yī)療器械用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等。用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等。（二）馬氏體不銹鋼的熱處理特點（二）馬氏體不銹鋼的熱處理特點 常用的熱處理工藝有軟化處理、球化退火、調(diào)質(zhì)處理和淬常用的熱處理工藝有軟化處理、球化退火、調(diào)質(zhì)處理和淬火火+ +低溫回火。低溫回火。軟軟化化處處理理軟化處理有兩種方法：軟化處理有兩種方法： 一是進行高溫回火，將鍛軋件加熱一是進行高溫回火，將鍛軋件加熱至至700800保溫保溫26小時后空冷，使小時后空冷，使馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹚魇象w。馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹚魇象w。 另外也

8、可以采用完全退火。另外也可以采用完全退火。調(diào)調(diào)質(zhì)質(zhì)處處理理 1Cr13、2Cr13常用于結(jié)構(gòu)件常用于結(jié)構(gòu)件調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)。因為鉻因為鉻抗回火性和抗回火性和AC1點，所以調(diào)質(zhì)回點，所以調(diào)質(zhì)回火溫度也相應火溫度也相應.通常為通常為640700。 回火后應采用油冷回火后應采用油冷 ?淬淬火火低低回回 3Cr13、4Cr13常做有一定耐蝕性的工常做有一定耐蝕性的工具，所以采用淬火低溫回火。具，所以采用淬火低溫回火。T淬淬在在10001050，為減少變形，可用硝鹽分級冷，為減少變形，可用硝鹽分級冷卻。組織為馬氏體卻。組織為馬氏體+碳化物碳化物+少量少量AR透平轉(zhuǎn)輪透平轉(zhuǎn)輪6.56.5、奧氏體不銹鋼、奧氏體不

9、銹鋼一、特點一、特點 與與 F 或或 M - F不銹鋼相比，不銹鋼相比， 1）有很高耐蝕性（主要在氧化性酸如有很高耐蝕性（主要在氧化性酸如HNO3）；）； 2）高塑性，易于成形（板、帶、管、絲、材）；）高塑性，易于成形（板、帶、管、絲、材）； 3）焊接性能較好（無相變）；）焊接性能較好（無相變）； 4）韌性和低溫韌性好，無冷脆傾向；）韌性和低溫韌性好，無冷脆傾向； 5）可用作）可用作550熱強鋼熱強鋼（奧氏體的（奧氏體的T再再高）；高）； 6）價格貴；容易加工硬化，切削加工性不好；）價格貴；容易加工硬化，切削加工性不好； 7）導熱性差，加熱和冷卻時要注意）導熱性差，加熱和冷卻時要注意。 二、主

10、要鋼種二、主要鋼種l 18-8型鉻鎳型鉻鎳 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 1Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti, 0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti 00Cr18Ni12Mo2Ti 廣泛用于化工設備及管道廣泛用于化工設備及管道反應釜反應釜(316L)大型化工儲罐大型化工儲罐(304)熱交換器熱交換器(316L)（三）奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕（三）奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕1. 現(xiàn)象現(xiàn)象 奧氏體不銹鋼焊接后奧氏體不銹鋼焊接后,焊縫及熱影響區(qū)焊縫及熱影響區(qū)(550-800）在許多）在許多介質(zhì)中產(chǎn)生晶間腐蝕。介質(zhì)中產(chǎn)生晶間腐蝕。 介質(zhì)：熱濃硝酸（介質(zhì)：熱濃硝酸（50-65%）、含銅鹽和氧化鐵的硫酸溶）、含

11、銅鹽和氧化鐵的硫酸溶液、熱有機酸等液、熱有機酸等2. 形成原因形成原因 貧鉻理論貧鉻理論 奧氏體不銹鋼晶間腐蝕主要是晶界上析出奧氏體不銹鋼晶間腐蝕主要是晶界上析出網(wǎng)狀富鉻的網(wǎng)狀富鉻的Cr23C6引起晶界周圍基體產(chǎn)生貧鉻區(qū)引起晶界周圍基體產(chǎn)生貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū)的寬度約，貧鉻區(qū)的寬度約10-5cm，Cr12%。在許多介質(zhì)中沒有鈍化能力在許多介質(zhì)中沒有鈍化能力, 貧鉻區(qū)貧鉻區(qū)成為微陽極而發(fā)生腐蝕。成為微陽極而發(fā)生腐蝕。 3. 3. 影響因素影響因素 C%：C0.03%時無晶間腐蝕時無晶間腐蝕;化學成分：化學成分：加入加入Ti, Nb固固C，使奧氏體內(nèi)固溶的使奧氏體內(nèi)固溶的C800時時K重重溶；溶；T500，擴散困難擴散困難。 加熱時間：加熱時間：時間很長或很短，都難以存在晶間腐蝕。時間很長或很短，都難以存在晶間腐蝕。4. 4. 改善與預防改善與預防超低超低C，如如00Cr18Ni10, 00Cr18Ni12Mo2；改變改變K類型類型：加：加Ti, Nb固固C，并穩(wěn)定化處理；并穩(wěn)定化處理；固溶處理固溶處理：重新使：重新使K溶解于溶解于中中;獲得獲得+（10-50%）雙相組織雙相組織； 由于由于在在500-800間發(fā)生相間沉淀，間發(fā)生相間沉淀，Cr