第七章合金鋼

§

6.2合金鋼工業(yè)用鋼按化學(xué)成分分為碳素鋼和合金鋼兩大類。碳素鋼是指含碳量低于2.11%的鐵碳合金。低合金鋼合金元素總量5%中合金鋼合金元素總量5~10%高合金鋼合金元素總量10%合金鋼合金鋼是指為了提高鋼的性能，在碳鋼基礎(chǔ)上有意加入一定量合金元素所獲得的鐵基合金。

例如，合金鋼具有較高的硬度和強(qiáng)度，良好的工藝性能如冷變形性、淬透性、回火穩(wěn)定性和焊接性等。㈠合金元素在鋼中的方式A.形成固溶體-------對Fe-Fe3C相圖的影響1、對奧氏體相區(qū)的影響⑴Mn、Co、Ni、Cu、C、N等元素擴(kuò)大奧氏體相區(qū)。⑵

Ti、V、Cr、Mo、W、

Si、Al等元素縮小奧氏體區(qū)?！?.2.1

合金元素在鋼中的作用與鋼的分類錳對奧氏體相區(qū)的影響鉻對奧氏體相區(qū)的影響5

B6

C7

N

13

Al14

Si15

P

22

Ti23

V24

Cr25

Mn26

Fe27

Co28

Ni29

Cu

40

Zr41

Nb42

Mo

73

Ta74

W

2、對E點和S點位置的影響所有合金元素均使E點和S點左移，即這兩點的含碳量下降，使碳含量比較低的鋼出現(xiàn)過共析組織（如4Cr13）或共晶組織（如W18Cr4V）。

使

Acm線左移，擴(kuò)大奧氏體區(qū)元素使A1、A3線下移；縮小奧氏體元素使A1、A3線上移。B.形成碳化物（1）非碳化物形成元素：Ni,Co,Cu,Si,Al,N,B（2）碳化物形成元素：Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti強(qiáng)（3）強(qiáng)碳化物形成元素：V、Nb、Zr、Ti5

B6

C7

N

13

Al14

Si15

P

22

Ti23

V24

Cr25

Mn26

Fe27

Co28

Ni29

Cu

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Zr41

Nb42

Mo

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Ta74

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㈡對鋼中相變過程的影響1、對奧氏體化的影響⑴對奧氏體形成速度的影響：除Ni、Co外，都減緩?qiáng)W氏體化過程。⑵對奧氏體晶粒長大傾向的影響：碳、氮化物形成元素阻礙奧氏體晶粒長大

(Ti、V、Nb、Al→TiC、VC、NbC、AlN→阻礙A長大→細(xì)化晶粒。)Mn、P、C、N促進(jìn)長大。2、對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響⑴對C曲線和淬透性的影響：除Co外，凡溶入奧氏體的合金元素均使C曲線右移，淬透性提高。常用提高淬透性的元素為Mn、Mo、Si、Cr、Ni、B。⑵對Ms、Mf點的影響除Co、Al外，所有元素使Ms、Mf點下降，鋼中A'增多。

碳鋼高速鋼3、對回火轉(zhuǎn)變的影響⑴

提高耐回火性：⑵

產(chǎn)生二次硬化⑶

防止第二類回火脆性（高溫，與P有關(guān)）碳鋼高速鋼3、對回火轉(zhuǎn)變的影響⑴

提高耐回火性：淬火鋼在回火過程中抵抗硬度下降的能力稱耐回火性。由于合金元素能使鐵、碳原子擴(kuò)散速度減慢，使淬火鋼回火加熱時M不易分解，析出的碳化物不易聚集長大，從而使鋼的硬度隨回火溫度的升高而下降的程度減弱。與碳鋼相比，在同一溫度回火時，合金鋼的硬度和強(qiáng)度高，這有利于提高結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度和韌性和工具鋼的熱硬性⑵

產(chǎn)生二次硬化含高W、Mo、Cr、V鋼淬火后在500~600℃回火時,硬度不僅不下降,反而升高的現(xiàn)象稱二次硬化。（沉淀硬化）在該溫度下回火時，會析出細(xì)小的彌散的特殊化合物，如Mo2C，W2C，VC等，這類碳化合物硬度很高，在高溫下也非常穩(wěn)定，難以聚集長大。高速鋼⑶

防止第二類回火脆性（高溫，與P有關(guān)）淬火鋼在450~550℃或者甚至更高至650℃左右回火后緩冷，出現(xiàn)的韌性降低，稱為第二類回火脆性或高溫回火脆性。第二類回火脆性的主要特征是除了在450~650℃區(qū)間回火會引起脆性外，在較高溫度回火后緩慢通過脆性區(qū)也會引起脆性，而快冷通過脆性區(qū)則不會引起脆化。另外一個重要特征是已脆化的鋼件，重新加熱到原回火溫度以上回火，然后快冷到室溫，可消除脆性。在脆性消除后，再次加熱到脆化溫度后緩冷，脆性又再次出現(xiàn)，所以又叫可逆回火脆性。第二類回火脆性產(chǎn)生的原因，與合金元素促進(jìn)了P，Sn，Sb，As等雜質(zhì)在原A晶界偏聚有關(guān)，偏聚的結(jié)果減弱了晶界上原子間的結(jié)合力，晶界的斷裂強(qiáng)度降低，產(chǎn)生脆性。一般碳鋼不產(chǎn)生第二類回火脆性，含有Cr、Ni，Mn等的合金鋼第二類回火脆性傾向較大，W，Mo可減弱這種傾向。（a）增大第二類回火脆性：Mn、Cr、Ni（b）消除第二類回火脆性：Mo(0.5%)、W(1%)1、固溶強(qiáng)化(溶于鐵素體)Si、Mn對強(qiáng)度、硬度提高顯著。Cr、Ni在適當(dāng)范圍內(nèi)提高韌性。合金元素對鐵素體沖擊韌性影響㈢對鋼力學(xué)性能的影響溶質(zhì)原子→晶格畸度→與位錯相互作用→阻礙位錯運動→強(qiáng)化。

2、第二相強(qiáng)化(形成碳化物)合金元素與碳的親和力從大到小的順序為：碳化物的穩(wěn)定性、熔點、硬度、耐磨性提高Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe強(qiáng)碳化物形成元素中碳化物形成元素弱碳化物形成元素合金元素加入金屬中，一定條件下會析出第二相粒子→阻礙位錯運動→運動的位錯碰到位于滑移面上的第二相粒子時，必須通過它，滑移變形才能繼續(xù)進(jìn)行→強(qiáng)化。

3.細(xì)晶強(qiáng)化

Nb，V，Al，Ti晶界→阻礙位錯運動→強(qiáng)化

工程構(gòu)件用鋼建筑、橋梁、船舶、車輛滲碳鋼調(diào)質(zhì)鋼彈簧鋼滾動軸承鋼耐磨鋼機(jī)器制造用鋼結(jié)構(gòu)鋼刃具鋼模具鋼量具鋼工具鋼不銹鋼耐熱鋼特殊性能鋼§合金鋼的分類與編號常用鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法表示符號（GB/T221—2000）名稱符號位置名稱符號位置碳素結(jié)構(gòu)鋼Q頭橋梁用鋼q尾低合金高強(qiáng)度鋼Q頭鍋爐用鋼g尾易切削鋼Y頭焊接氣瓶用鋼HP尾碳素工具鋼T頭車輛車軸用鋼LZ頭(滾珠)軸承鋼G頭機(jī)車車軸用鋼JZ頭焊接用鋼H頭沸騰鋼F尾鉚螺鋼ML頭半鎮(zhèn)靜鋼b尾船用鋼國際符號鎮(zhèn)靜鋼Z尾汽車大梁用鋼L尾特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ尾壓力容器用鋼R尾質(zhì)量等級A.B.C.D.E尾合金鋼編號牌號為碳含量+合金元素1+1元素的百分含量數(shù)字+合金元素2+2元素的百分含量數(shù)字+……⑴合金元素及其含量標(biāo)注當(dāng)合金元素的平均含量小于1.50%時，只標(biāo)元素符號，不標(biāo)含量。如20CrMnTi當(dāng)合金元素的平均含量為1.50~2.49%、2.50~3.49%、3.50~4.49%、4.50~5.49%、……時，在相應(yīng)的合金元素符號后標(biāo)2、3、4、5……等數(shù)字。如20CrNi3。⑵碳含量標(biāo)注①合金結(jié)構(gòu)鋼含碳量以萬分之一為單位標(biāo)出(兩位數(shù)字)如40Cr、60Si2Mn②工具鋼和特殊性能鋼含碳量以千分之一為單位標(biāo)出(一位數(shù)字)如8MnSi、4Cr13*說明①低合金工具鋼含碳量大于1.00%時，不標(biāo)含碳量，如CrWMn(1.0%C)②高速鋼不標(biāo)含碳量，如W18Cr4V(含0.75%C)③滾動軸承鋼不標(biāo)含碳量，如GCr15(1.0%C)④高錳鋼不標(biāo)含碳量，如ZGMn13(0.75~1.45%C)⑤鑄鋼在牌號前加“ZG”,余同結(jié)構(gòu)鋼,如ZG20Cr13一、工程構(gòu)件用鋼對性能的要求使用性能以強(qiáng)韌性為主。工藝性能以可焊性、冷變形性為主。合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金鋼外，其余都是低合金鋼。§合金結(jié)構(gòu)鋼§工程構(gòu)件用鋼二、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼1、性能要求:①高強(qiáng)度:σs＞300MN/m2（300-650MN/m2）②高韌性：低溫韌性（低溫工作）斷裂韌性（焊接結(jié)構(gòu)）③良好焊接性能和冷成形性能

④較高耐腐蝕性（大氣、海洋等環(huán)境）2、成分特點與合金化原則：①低C:＜0.2%②主加元素：以Mn、Si為主，Mn和Si固溶強(qiáng)化③輔加元素：V,Nb,Ti等元素細(xì)化組織

Cu抗腐蝕;少量的稀土元素可改善韌性和工藝性能。

壓力容器南京長江大橋3、熱處理：熱軋空冷后使用4、使用狀態(tài)下組織：F+P細(xì)5、典型鋼號及其應(yīng)用：按σs分6級（300、350、400、450、500、600MN/m2）:①低強(qiáng)度級別:16Mn（Q345）一般工程結(jié)構(gòu)②中等強(qiáng)度級別:15MnVN（Q420）大型橋梁,鍋爐,船舶,焊接結(jié)構(gòu).③高強(qiáng)度級別（>500MN/m2）:18MnMoNb高壓鍋爐,高壓容器一、滲碳鋼——制造滲碳零件的鋼種1、性能要求：⑴

表硬里韌⑵良好淬透性和滲碳能力。2、成分特點：低碳(0.1~0.25%C),加Cr、Mn、Ni、B等元素

①

Cr、Mn、Ni、B：提高淬透性②

Cr、Mn、Ni：強(qiáng)化鐵素體③

W、Mo、Ti、V：細(xì)化晶粒滲碳件滲碳回火爐§機(jī)器零件用鋼3、熱處理特點滲碳件的加工工藝路線為：下料→鍛造→正火→機(jī)加工→滲碳→淬火（直接淬火、一次淬火，二次淬火）+低溫回火正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。淬火溫度:Ac1+30-50℃。4、使用狀態(tài)下組織心部：低碳M回+F表層：高碳M回+顆粒狀合金碳化物+A’(少量)滲碳淬火后的表層組織M+F（1）直接淬火：

滲碳后，出爐預(yù)冷到略高于Ar3后淬火，再低溫回火。

奧氏體晶粒大，馬氏體粗，殘余A多，耐磨性低，變形大。只適用于耐磨性要求低和承載低的零件。（2）一次淬火：滲碳出爐緩冷后，再加熱到淬火溫度后淬火+低溫回火。

心部要求高時——AC3以上30-50℃表面要求高時——AC1以上30-50℃（3）二次淬火：第一次，改變心部組織及消除表層網(wǎng)狀滲碳體，

AC3以上30-50℃

第二次，細(xì)化表面組織AC1以上30-50℃得細(xì)片M粒狀碳化物滲碳后的熱處理：淬火+低溫回火（160-180℃）。5、常用鋼號及用途低淬透性鋼：20、20Cr。用于受力小的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。中淬透性鋼：20CrMnTi。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。高淬透性鋼：18Cr2Ni4WA。用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)曲軸活塞銷(20Cr)二、調(diào)質(zhì)鋼——調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。

1、用途：齒輪、軸、連桿、高強(qiáng)螺栓

性能特點：

高水平綜合機(jī)械性能,能滿足多種和較復(fù)雜的工作條件

成分特點與合金化原則：

①中C：0.3%～0.50%，以0.4左右為主②加入提高淬透性元素Cr,Mn,Si,Ni,B③加入Mo,W消除回火脆性④細(xì)化晶粒：Ti、V回火索氏體2、熱處理及組織特點調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料→鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→裝配調(diào)質(zhì)目的:獲得良好綜合力學(xué)性能為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行表面淬火或氮化。使用狀態(tài)下的組織為：(表面淬火+低溫回火)→裝配①為表面淬火作組織準(zhǔn)備；②獲得最終心部組織。表面：

M回；心部：S回圓錐齒輪柴油機(jī)凸輪軸3、常用鋼號及用途①低淬透性（油淬臨界直徑30-40mm）:

40Cr,40MnB一般尺寸重要零件,如齒輪,主軸②中淬透性（油淬臨界直徑40-60mm）:

35CrMo截面尺寸較大零件,如曲軸,連桿.③高淬透性（油淬臨界直徑60-100mm）:40CrNiMo大截面重載重要零件,如汽輪機(jī)主軸、葉輪、航空發(fā)動機(jī)軸三、彈簧鋼——制造彈簧或類似性能零件的鋼種。1、性能要求(彈簧是儲存能量或緩和沖擊的零件)高的σs、σs/σb；足夠的韌性2、成分特點：中高碳碳素彈簧鋼為0.6~0.9%C；合金彈簧鋼為0.45~0.7%C合金元素作用：①

提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：Mn、Si、Cr②

提高s/b：Si③

細(xì)化晶粒,提高回火抗力：V3、熱處理及組織特點⑴冷成型彈簧：冷拔→冷成型→定型處理用于<φ10mm彈簧。

⑵熱成型彈簧：熱成型法彎曲成型→淬火+中溫回火→噴丸用于大截面彈簧（>φ10mm）使用狀態(tài)下的組織：T回。熱卷大彈簧彈簧絲板簧噴丸處理示意圖4、彈簧的表面質(zhì)量彈簧的表面質(zhì)量對其壽命影響很大。提高表面質(zhì)量的方法：①防止表面脫碳；②避免表面缺陷；③進(jìn)行噴丸處理，使表面產(chǎn)生壓應(yīng)力。汽車板簧大型熱卷彈簧5、常用鋼號及用途①以Si,Mn合金化：

65Mn,60Si2Mn用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)車的板簧和螺旋彈簧②以Cr,V,W合金化：耐熱的彈簧用50CrVA350℃～400℃以下重載、較大型彈簧如閥門彈簧、高速柴油機(jī)氣門彈簧.四、滾動軸承鋼——制造軸承套和滾動體專用鋼種1、性能要求(軸承承受接觸應(yīng)力、交變載荷和摩擦)

高而均勻的硬度、耐磨性、b、接觸疲勞強(qiáng)度和足夠的韌性和淬透性。2、成分特點：高碳(0.95~1.10%C)，主加Cr①

Cr、Mn、Si：提高淬透性，提高鋼的強(qiáng)度和彈性極限而不降低韌性，也便于制作大型軸承零件。②Cr還提高耐磨性和耐蝕性3、熱處理和組織特點滾動軸承鋼是過共析鋼。①正火：消除Cem網(wǎng)②球化退火：便于切削,使?jié)B碳體細(xì)小均勻,為淬火作準(zhǔn)備③淬火：細(xì)針M+細(xì)碳化物+A'

④冷處理（-60～-80℃）：(精密零件)尺寸穩(wěn)定⑤低溫回火：

M回+細(xì)碳化物+A'

⑥時效：120℃～140℃,10～20h去應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸使用態(tài)組織

M回＋細(xì)碳化物＋少量A'

滾針軸承滾柱軸承滾珠軸承大型軸承4、常用鋼號及用途①Cr軸承鋼：GCr15——中小型軸承；冷沖模,量具,絲錐。②添加Mn,Si,Mo,V的軸承鋼：

GCr15SiMo,GSiMnMoV——制造大型軸承注意：滾動軸承鋼不標(biāo)含碳量，如GCr15(1.0%C)，滾動軸承鋼含鉻量也以千分之一為單位標(biāo)出，并在牌號頭部加字母“G”，如GCr15.按用途分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼。模具量具刃具§合金工具鋼一、刃具鋼用來制造各種車刀、銑刀、鉆頭切削刀具的鋼種。切削加工的基本形式㈠性能要求1、高硬度(≥HRC60)，主要取決于馬氏體中的含碳量。2、高耐磨性靠高硬度和析出細(xì)小均勻硬碳化物來達(dá)到。3、高熱硬性即高溫下保持高硬度的能力。熱硬性的高低與回火時細(xì)小碳化物彌散沉淀有關(guān)。常加入W、V、Nb等合金元素，既能增加回火穩(wěn)定性，又能形成彌散沉淀的碳化物，提高熱硬性。4、足夠的塑性和韌性以防止脆斷和崩刃。板牙絲錐㈡低合金工具鋼（250-300oC）在碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素(≤3~5%)形成。1、成分特點：⑴高碳：0.85~1.5%C⑵合金元素作用①

提高淬透性:Cr、Mn、Si

②Si提高回火穩(wěn)定性③提高耐磨性、細(xì)化晶粒:W、V

絲錐板牙2、熱處理及組織正火——球化退火——機(jī)加工——淬火＋低溫回火使用狀態(tài)下的組織為：M回+顆粒狀碳化物+A’（少量）3、常用鋼號及用途應(yīng)用最多的是9SiCr。用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等。

高速鋼銑刀㈢高速鋼（≤600oC）制造高速切削刃具用鋼。

（俗稱風(fēng)鋼）1、性能特點：高熱硬性(達(dá)600℃)、高淬透性。2、成分特點⑴高碳：0.70~1.5%C

⑵高合金元素含量①

提高淬透性：Cr②

提高熱硬性、耐磨性：W、Mo、V

W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織3、加工與熱處理加工工藝路線：下料→鍛造→球化退火→機(jī)加工→淬火→回火→磨削⑴鍛造目的：打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中。W18Cr4V鋼的退火組織⑵球化退火目的：降低硬度,便于切加工；為淬火作組織準(zhǔn)備。退火后組織：

S+顆粒狀碳化物⑶淬火目的：獲得高合金元素含量的馬氏體。淬火后組織：

M+未溶碳化物（~10%）+A’（~20%）W18Cr4V鋼的淬火組織淬火溫度高1270~1280℃)。不能低也不能高⑷

回火目的：主要為減少A’；消除內(nèi)應(yīng)力。常采用560℃三次回火。（不叫調(diào)質(zhì)處理）回火時的組織變化：①碳及合金元素含量下降，Ms點上升，回火冷卻時，A’轉(zhuǎn)變?yōu)镸。在此溫度范圍內(nèi)，由于碳化物從殘余奧氏體中析出，稱“二次淬火”。W18Cr4V硬度與回火溫度關(guān)系②析出W、Mo、V的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。特殊碳化物W2C、Mo2C、VC呈細(xì)小彌散狀從馬氏體中析出，這些碳化物很穩(wěn)定，難以聚集長大，從而提高了鋼的硬度，稱“彌散強(qiáng)化”。③每次回火加熱都使前一次的回火馬氏體進(jìn)行回火。W18Cr4V鋼淬火、回火后的組織4、使用狀態(tài)下組織M回+顆粒狀合金碳化物+A’（少量）不同狀態(tài)下W18Cr4V的組織鑄態(tài)淬火回火態(tài)淬火態(tài)退火態(tài)車刀銑刀鉆頭5、常用鋼號及用途常用鋼號為W18Cr4V（18-4-1）和W6Mo5Cr4V2（6-5-4-2）。用于高速切削刃具，如車刀、刨刀、銑刀、鉆頭等。雙頭鉆高速鋼刀具汽車沖壓模具二、模具鋼用以制造冷熱模具的鋼種。㈠冷作模具鋼制造金屬冷成型模具的鋼種1、性能要求(冷作模具鋼工作時承受很大的壓力、彎曲力、沖擊載荷和摩擦。主要損壞形式是磨損)⑴高硬度和耐磨性。⑵足夠的強(qiáng)度和韌性。Cr12鋼2、常用鋼種●Cr12型冷作模具鋼⑴成分特點：高碳(1.4~2.3%C)；高鉻(11.5~13%Cr)合金元素作用：Cr提高淬透性、耐磨性；Mo、V提高耐磨性，細(xì)化晶粒。

汽車外板冷沖模②加工及熱處理：同高速鋼相同。最終熱處理為：淬火+低溫回火使用狀態(tài)下的組織：M回+顆粒狀碳化物+A’（少量）③常用鋼號為Cr12和Cr12MoV。用于制造冷沖模、擠壓模等。㈡熱作模具鋼制造使加熱金屬或液態(tài)金屬成型模具的鋼種。（一般碳素工具鋼和低合金工具鋼不滿足要求）1、性能要求⑴高溫下良好的綜合力學(xué)性能。⑵抗熱疲勞性能。

⑶高的淬透性和良好的導(dǎo)熱性。曲軸模具熱鐓模凸緣模2、常用鋼種⑴熱鍛模鋼（0.5~0.6%C）5CrNiMo、5CrMnMo前者用于大型熱鍛模，后者用于中小型熱鍛模。成分特點、合金元素作用及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。使用狀態(tài)下的組織：S回。型板壓鑄模⑵壓鑄模鋼常用3Cr2W8V。為過共析鋼。中碳（0.3~0.4%C），合金元素作用同高速鋼。W、Cr有提高抗熱疲勞作用。淬火+回火后組織：

M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)汽車四缸壓鑄模卡尺量規(guī)千分尺三、量具鋼制造各種量具用鋼。如千分尺、卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)等。1、性能要求量具在使用過程中與被測零件接觸，承受摩擦和沖擊。⑴高硬度和耐磨性。⑵高的尺寸穩(wěn)定性。⑶足夠的韌性。量規(guī)量塊2、量具用鋼⑴低碳鋼滲碳、中碳鋼表面淬火。⑵

碳素工具鋼、低合金工具鋼

⑴⑵用于尺寸小、形狀簡單、精度要求不高的量具。⑶滾動軸承鋼、冷作模具鋼用于制造精密量具。⑷

不銹鋼用于制造接觸腐蝕介質(zhì)的量具。千分尺卡尺3、量具鋼的熱處理特點⑴淬火前調(diào)質(zhì)處理，M和S回之間的體積差小，淬火后變形小。⑵

冷處理，目的是減少A’。⑶

長時間低溫時效，以消除內(nèi)應(yīng)力，降低馬氏體的正方度。特殊性能鋼是指在特殊工作條件或特殊環(huán)境（腐蝕、高溫等）下具有特殊物理、化學(xué)性能的鋼。本節(jié)介紹：§7-4特殊性能鋼不銹鋼帶不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼化工管道的腐蝕裂解管內(nèi)壁的高溫腐蝕減薄一、不銹鋼在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕性能的鋼。㈠金屬的腐蝕化學(xué)腐蝕：金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。電化學(xué)腐蝕：金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電流參與作用的腐蝕。防止電化學(xué)腐蝕的措施：①

獲得均勻的單相組織。②提高合金的電極電位。③

使表面形成致密的鈍化膜。不同組織、成分、應(yīng)力區(qū)域之間都可構(gòu)成微電池。A、擴(kuò)大γ區(qū)并與γ-Fe無限互溶的Fe-Me相圖（Me=Mn、Ni、Co)室溫下形成單相AD、縮小并封閉γ區(qū)，與a-Fe無限互溶的Fe-Me相圖㈡不銹鋼中合金元素的作用1、低碳：碳高，則降低耐蝕性。2、Cr：是提高耐蝕性的主要元素①形成穩(wěn)定致密的Cr2O3氧化膜.②Cr含量大于13%時，形成單相鐵素體組織。③提高基體電極電位3、Ni：獲得單相奧氏體組織。4、Ti、Nb：防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕。㈢常用不銹鋼1、馬氏體不銹鋼主要為Cr13型、Cr18型

鋼號為1Cr13~4Cr13；9Cr18

隨含碳量提高，強(qiáng)度、硬度提高，耐蝕性下降。⑴1Cr13、2Cr13熱處理：淬火+高溫回火使用狀態(tài)下的組織：S回汽輪機(jī)葉片性能：耐大氣、蒸汽腐蝕及良好的綜合力學(xué)性能。用途：用于要求塑韌性較高的耐蝕件，如汽輪機(jī)葉片等。醫(yī)療器械不銹鋼直尺⑵3Cr13、4Cr13、9Cr18熱處理：淬火+低溫回火使用狀態(tài)下的組織：M回性能：強(qiáng)度、硬度較高用途：用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等。1Cr17削片刀鐵素體不銹鋼水加熱器2、鐵素體不銹鋼低C:＜0.12%；Cr

＞17%

具有較好的塑性，強(qiáng)度不高，對硝酸、磷酸有較高的耐蝕性。典型鋼號如0Cr13、1Cr17等。⑴成分：高鉻低碳⑵無α?γ相變不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。⑶組織：單相鐵素體

鋼中σ相⑷性能特點耐酸蝕，抗氧化能力強(qiáng)，塑性好。但有脆化傾向：①

475℃脆化：加熱到450~550℃停留，產(chǎn)生脆化。再加熱到600℃快冷可消除。②相脆化：在600~800℃長期加熱時，析出硬而脆的相。⑸

用途廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。硝酸生產(chǎn)裝置合成氨生產(chǎn)裝置3、奧氏體不銹鋼主要為18-8（18Cr-8Ni）型。⑴性能特點：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及可焊性。高的塑韌性，無磁性。

⑵熱處理：采用固溶處理。即加熱到1100℃使碳化物Cr23C6溶解后水冷。⑶組織：單相奧氏體不銹鋼帶反應(yīng)釜(316L)管板換熱器(304)大型化工儲罐(304)⑷常用鋼種為1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti。⑸用途：廣泛用于化工設(shè)備及管道。⑹晶間腐蝕是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大。它是由于不銹鋼在高溫加熱或冷卻時，在某一溫度范圍最易沿A晶界析出Cr23C6，使晶界附近Cr含量降到12%以下，在介質(zhì)作用下發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。加Ti、Nb

則先于Cr與C形成不易溶于奧氏體的碳化物，避免晶界貧Cr。

⑺應(yīng)力腐蝕奧氏體不銹鋼易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。即在特定合金-環(huán)境體系中，應(yīng)力與腐蝕共同作用引起的破壞。奧氏體不銹鋼易在含Clˉ的介質(zhì)中發(fā)生應(yīng)力腐蝕，裂紋為樹枝狀。

發(fā)生應(yīng)力腐蝕的奧氏體不銹鋼管道內(nèi)壁應(yīng)力腐蝕裂紋4、奧氏體—馬氏體沉淀硬化型C:0.04%～0.13%

；Cr:15%～17%;

Ni:4%～8%超低碳:保證高的耐蝕性;Al、Mo、Ti、Nb:產(chǎn)生沉淀硬化。熱處理方式為:固溶處理（950～1050℃）奧氏體冷處理、塑性變形或調(diào)整處理（～800℃）時效處理（～500℃）析出金屬間化合物沉淀強(qiáng)化。

二、耐熱鋼㈠性能要求1、高的抗氧化性：指鋼在高溫下對氧化作用的抗力。2、高的熱強(qiáng)性熱強(qiáng)性是指金屬在高溫下的強(qiáng)度。發(fā)動機(jī)葉片航空發(fā)動機(jī)提高高溫強(qiáng)度的途徑：①固溶強(qiáng)化；（高溫時奧氏體的強(qiáng)度高于鐵素體）②析出強(qiáng)化；（難熔碳化物MC、M6C、M23C6等作強(qiáng)化相）③晶界強(qiáng)化（晶粒適當(dāng)粗化）。（加入B、Zr、稀土等）低溫下，細(xì)晶強(qiáng)化；高溫下，由于晶界最后結(jié)晶，熔點是最低的，而且低熔點的雜質(zhì)也容易偏聚在晶界。飛機(jī)發(fā)動機(jī)過熱器㈡成分特點低中碳Cr、Si、Al：提高抗氧化性（氧化膜，提高基體電極電位）Mo：提高熱強(qiáng)性(T再)V、Ti：彌散強(qiáng)化Ni：獲得單相A組織渦輪機(jī)機(jī)殼鋼制法蘭㈢常用耐熱鋼1、珠光體耐熱鋼常用15CrMo、12Cr1MoV，組織:

F+P

用途：600℃以下的鍋爐零件，壓力容器，熱交換器等。

2、馬氏體耐熱鋼常用1Cr13、1Cr11MoV、4Cr9Si2。⑵熱處理：調(diào)質(zhì)。⑶組織：

S回。⑷用途：1Cr13、1Cr11MoV用于550℃以下汽輪機(jī)葉片。4Cr9Si2是汽車閥門用鋼。汽輪機(jī)葉片汽車閥門過熱器管排過熱器集箱3、奧氏體耐熱鋼常用1Cr18Ni9Ti。熱處理：固溶處理

（或固溶+時效處理）組織：單相A。用途：工作