各种不锈钢简介。
一、各种不锈钢的耐腐蚀性能。
二、不锈钢与耐热钢的金相检验。
一、概述。1、不锈钢的定义:
2、不锈钢的分类:
按金相组织划分(gb/t13304-):f、m、a、a-f、ph
按合金元素种类划分: cr、cr-ni、cr-ni-mo、 cr-mn-ni
3、不锈钢的特点及用途:
良好耐腐蚀性、氧化性、
优异的力学性能、物理性能、工艺性能。
化工、能源、机械、轻工等行业得到广泛的应用。
二、金属学基础。
1、不锈钢中常见的合金元素。
c、cr、ni、mn、si、n、nb、ti、mo
奥氏体形成元素:c、ni、mn 、n、cu等。
铁素体形成元素:cr、si、ti、nb、al、mo等。
2、合金元素的作用
提高基体金属的电极电位。
在室温下获得单相固溶体组织。
表面形成结构致密、不溶于腐蚀介质、电阻高的保护膜。
单合金元素的作用。
c:稳定a元素,强化m钢的重要元素,极易与其他合金元素形成合金碳化物,导致不锈钢的晶界腐蚀。
cr :f形成元素,提高基体金属的电极电位,易与c生成m7c3、m23c6,钝化能力很强,形成cr2o3
ni :稳定a元素,提高基体金属的电极电位,减少δ铁素体的含量。
mn :与ni作用相似,稳定a元素,减少δ铁素体的含量,可以代替ni。
ti 、nb :f形成元素,强化铁素体,优先于cr与c结合生成tic、nbc
al、si :f形成元素,强化铁素体,和o结合生成致密的al2o3 、sio2氧化膜,过量降低钢的塑性。
mo :f形成元素,强化铁素体,提高耐腐蚀性能。
三、不锈钢的分类、牌号、特点。
1 铁素体不锈钢。
2 马氏体不锈钢。
3 奥氏体不锈钢。
4 双相不锈钢。
5 沉淀硬化不锈钢。
1、铁素体不锈钢。
1.1、成分、牌号、特点。
成分:含cr:11~30%,尚可含少量的mo、nb、ti,基本上不含ni。cr17型和cr25型。
常用牌号:0cr13al、1cr17、 1cr17mo、 00cr27mo、 00cr30mo2等。
特点:加热不发生相变;有强磁;冷加工成型和焊接工艺较差;具有三种脆性倾向:475℃、相析出脆、高温脆性。
1.2 热处理及金相组织。
退火 :(cr17≈ 850 ℃ cr25≈ 1050 ℃
组织:铁素体+ m7c3(或m23c6)
过热:m+f
长期时效( 500~800 ℃)相析出。
950 ℃以上加热淬火高温脆性,无法消除。
2、马氏体不锈钢。
2.1 成分、牌号、特点。
成分:含cr12~14%,含c:0.1~0.4%,cr13型。
常用牌号:1crcrcrcrcr18等。
特点:含碳量较高,淬火后得到马氏体组织;有较高的强度、硬度、耐磨性;通过热处理得到所要求的性能;切削加工性能较好。焊接性能差;有回火脆性。
2.2 热处理及金相组织。
退火或高温回火 :铁素体+ m23c6
淬火: 马氏体+少量δ铁素体。
淬火+高温回火:保留马氏体位向索氏体。
过热:晶粒粗大,大量 δ铁素体形成。
欠热:未溶解碳化物存在。
淬火+低温回火 :回火马氏体。
3、奥氏体型不锈钢。
3.1、成分、牌号、特点。
成分:含cr:16~25%,含ni:7~20%,基本成分18%cr,8%ni,通常称为18-8型不锈钢。
常用牌号:304(18cr-8ni (18cr-9ni-ti (18cr-9ni-nb) 316(18cr-12ni-2.5mo)等。
特点 :不能热处理强化;无磁性,具有优异的的耐腐蚀性;有良好的冷热成型性和焊接性能;切削加工较困难。
3.2、热处理及金相组织。
固溶处理:1050~1100℃,组织:奥氏体。
过热:晶粒长大,δ铁素体形成。
敏化:500~850℃,组织:晶界析出 m23c6 晶界贫铬。
稳定化: 850~900℃,组织:a+mc(tic、nbc)抑制晶间腐蚀。
4、奥氏体-铁素体双相钢。
4.1 成分、牌号、特点。
成分:在铬镍系不锈钢基础上增加铁素体形成元素(cr、mo)减少奥氏体形成元素(ni、mn)
常用牌号:0cr26ni5mocr18ni11si4alti
特点:双相组织;有磁性;比奥氏体钢强度高,耐腐蚀性好,热加工成型好,焊接性能好,仍具有铁素体钢的某些脆性。
4.2 热处理及金相组织。
固溶处理(950~1000℃) 铁素体+奥氏体。
长期时效( 500~800 ℃)相析出。
5、沉淀硬化不锈钢。
5.1 牌号、特点。
通过热处理的手段使钢中的碳化物沉淀析出,从而达到提高强度目的。
常用牌号:0cr17ni4cunb、1cr17ni7al
特点:固溶后为马氏体或半奥氏体组织,最终沉淀析出马氏体组织;有很高的强度;耐均匀腐蚀能力优于马氏体型钢;加工成型和焊接性能良好。
四 、不锈钢中的组织和相。
1、f、a、m、 m7c3、m23c6、δ铁素体、σ相。
2、鉴别方法。
a与f:a有孪晶组织,f呈带状或枝晶分布。
赤血盐氢氧化钾溶液。f玫瑰色、a光亮色。
热染法(500℃) f亮黄色、a浅兰色。
氢氧化钾水溶液(电解) f灰色、a白色。
碳化物与σ相。
碱性高锰酸钾:浅侵蚀碳化物为浅棕色、 σ相橘红色;深侵蚀碳化物为绿色、 σ相棕橙色。
高锰酸钾、氢氧化钠水溶液(电解): 相橘红色。
草酸电解:热染法(500~700℃)加热碳化物白色、 σ相橙色。
不锈钢金相检验项目和方法。
1、低倍检验:
试验方法:gb/t226- 钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验方法。
组织评定:参照gb/t1979-《结构钢低倍组织缺陷评级图》。
gb/t1220-1992《不锈钢棒》标准中规定不得有肉眼可见得缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮及白点。
2、高倍检验:
非金属夹杂物:gb/t10561- 《钢中非金属夹杂物显微评定方法》、astm e45 、
奥氏体晶粒度:gb/t6394-《金属平均晶粒度测定方法》astm e112
铁素体含量 :gb/t13305-《奥氏体不锈钢中α相面积含量金相检验法》、 gb/t1954-《铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量法》
gb/t4234-《外科植入物用不锈钢》标准中规定铁素体含量、夹杂物级别、晶粒度级别。
耐热钢的金相检验。
概述。1、定义:向钢中加入合金元素提高其热强性和抗氧化性能。
2、使用温度:400~650℃
3、分类:根据金相组织分类,铁素体耐热钢、珠光体-铁素体耐热钢、马氏体耐热钢、奥氏体耐热钢、铁素体耐热钢。
1、合金元素: cr:12~28%,少量的si、al、ti。
2、典型牌号:0cr13al、1crcr25n
3、用途:燃烧室、喷嘴等。
4、组织:铁素体。
珠光体-铁素体耐热钢。
1、合金元素:合金元素含量不超过5~7%,属低合金钢。
2、典型牌号:15crmo、12cr1mov、17crmo1v等。
3、用途:工作温度350~670℃,锅炉管、汽包和气轮机的紧固件、主轴、叶轮等。
4、组织:正火+高温回火,铁素体+珠光体+少量回火贝氏体。
马氏体耐热钢。
1、合金元素:cr:12%,加入w、mo、v、si。
2、典型牌号:1crcr11mov、1cr12niwmov、4cr10si2mo等。
3、用途:工作温度475~540℃,气轮机的叶片、螺栓、内燃机的进、排汽阀等。
4、组织:淬火+高温回火,回火索氏体。
奥氏体耐热钢。
1、合金元素:含有较多的扩大和稳定奥氏体的元素,由18-8型钢演变。
2、典型牌号:0cr19nicr18ni9ti、4cr14ni14w2mo、2cr25ni20等。
3、用途:工作温度600℃以上,强度要求不高的耐热受力件,高温炉中部件、汽阀等。
4、组织:固溶,奥氏体+m23c6
耐热钢金相检验项目和方法。
1、原始组织的检验:
内燃机部件金相检验在行业标准中有特殊规定(nj354-、nj309-)
高压锅炉用无缝钢管的gb5310-1995
2、运行金相检验:
珠光体球化。
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