不锈钢相关知识简介

1、不锈钢相关知识简介不锈钢相关知识简介 工艺部工艺部 彭宏伟彭宏伟 不锈钢是指一些在空气、水、盐的水溶不锈钢是指一些在空气、水、盐的水溶 液、酸及其他腐蚀介质中具有高度化学稳液、酸及其他腐蚀介质中具有高度化学稳 定性的钢类。有时仅把能够抵抗大气腐蚀定性的钢类。有时仅把能够抵抗大气腐蚀 的钢叫做不锈钢而把在某些浸蚀性强烈的的钢叫做不锈钢而把在某些浸蚀性强烈的 介质中能够抗腐蚀的钢叫耐酸钢。不锈钢介质中能够抗腐蚀的钢叫耐酸钢。不锈钢 不一定耐酸，耐酸钢同时又是不锈钢。不不一定耐酸，耐酸钢同时又是不锈钢。不 锈钢是化肥、石油、化工、国防等工业部锈钢是化肥、石油、化工、国防等工业部 门广泛使用的材料。门

2、广泛使用的材料。 主要从以下几个方面耐对不锈钢进行简单主要从以下几个方面耐对不锈钢进行简单 介绍介绍 不锈钢简介不锈钢简介 金属的腐蚀金属的腐蚀 对不锈钢性能要求及影响因素对不锈钢性能要求及影响因素 不锈钢的分类不锈钢的分类 不锈钢的特性及用途不锈钢的特性及用途 不锈钢加工中应注意的问题不锈钢加工中应注意的问题 不锈钢的清洁问题不锈钢的清洁问题 一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀 金属的腐蚀按其性质不同分为化学腐蚀和电化学金属的腐蚀按其性质不同分为化学腐蚀和电化学 腐蚀。腐蚀。 化学腐蚀是金属与外界介质发生纯化学反应而被化学腐蚀是金属与外界介质发生纯化学反应而被 腐蚀。即介质与金属直接接触发生化学反

3、应。电腐蚀。即介质与金属直接接触发生化学反应。电 化学腐蚀是有电流产生的腐蚀过程，金属在电解化学腐蚀是有电流产生的腐蚀过程，金属在电解 质中的腐蚀是由于形成原电池引起的。质中的腐蚀是由于形成原电池引起的。 同一块金属，由于其显微组织不同其电极电位也同一块金属，由于其显微组织不同其电极电位也 不相同，一般来说，化合物的电极电位比固溶体不相同，一般来说，化合物的电极电位比固溶体 的高，当钢暴露在大气中时，表面往往会吸附一的高，当钢暴露在大气中时，表面往往会吸附一 层水膜，由于大气中层水膜，由于大气中CO2CO2等的溶解，水膜便成为等的溶解，水膜便成为 有导电能力的电解液，于是在钢中的化合物与固有导

4、电能力的电解液，于是在钢中的化合物与固 溶体之间构成了微电池。而固溶体因电极电位低溶体之间构成了微电池。而固溶体因电极电位低 而成为阳极被腐蚀，这就是钢的电化学腐蚀而成为阳极被腐蚀，这就是钢的电化学腐蚀, ,在夏在夏 天潮湿的天气下，钢很容易生锈就是这个原因。天潮湿的天气下，钢很容易生锈就是这个原因。 金属的腐蚀金属的腐蚀 根据以上分析，为了提高钢的抗根据以上分析，为了提高钢的抗 腐蚀能力，可以从三个方面着手。腐蚀能力，可以从三个方面着手。 使钢表面形成稳定的保护膜；使钢表面形成稳定的保护膜； 使钢得到单一的固溶体组织；使钢得到单一的固溶体组织； 提高固溶体的电极电位。提高固溶体的电极电位。

5、常见的金属腐蚀类型有以下几种常见的金属腐蚀类型有以下几种 （一）、一般腐蚀（或称连续腐蚀）（一）、一般腐蚀（或称连续腐蚀） 腐蚀一般是均匀地分布在整个金属内、外表腐蚀一般是均匀地分布在整个金属内、外表 面上的。由于腐蚀使零件的有效截面不断减面上的。由于腐蚀使零件的有效截面不断减 小而告破坏。这种形式的腐蚀，破坏着大量小而告破坏。这种形式的腐蚀，破坏着大量 的金属材料。但从技术观点来看，其危险性的金属材料。但从技术观点来看，其危险性 不大，因为只要采取适当的保护措施，即可不大，因为只要采取适当的保护措施，即可 减轻这类腐蚀。通常用腐蚀速度，即单位面减轻这类腐蚀。通常用腐蚀速度，即单位面 积金属在

6、单位时间内的失量或腐蚀率，即每积金属在单位时间内的失量或腐蚀率，即每 年腐蚀掉的金属深度不表示。年腐蚀掉的金属深度不表示。 常见的金属腐蚀类型常见的金属腐蚀类型 （二）、晶间腐蚀（二）、晶间腐蚀 沿金属晶粒边缘进行的腐蚀称沿金属晶粒边缘进行的腐蚀称 为晶间腐蚀。这种腐蚀危险性最大，为晶间腐蚀。这种腐蚀危险性最大， 因为它在不引起金属外形任何变化因为它在不引起金属外形任何变化 的情况下，使零件的机械性能急剧的情况下，使零件的机械性能急剧 降低，致使设备突然破坏。降低，致使设备突然破坏。 常见的金属腐蚀类型常见的金属腐蚀类型 （三）、点腐蚀（三）、点腐蚀 点腐蚀集中在金属表面不大的区域内，并迅速地

7、向点腐蚀集中在金属表面不大的区域内，并迅速地向 深处发展，最后穿透金属。点腐蚀是不锈钢常见的深处发展，最后穿透金属。点腐蚀是不锈钢常见的 腐蚀破坏类型之一，它是在介质的作用下，不锈钢腐蚀破坏类型之一，它是在介质的作用下，不锈钢 表面钝化膜局部受到破坏造成的。在含有氯离子的表面钝化膜局部受到破坏造成的。在含有氯离子的 介质中容易引起不锈钢的点腐蚀，因为氯离子容易介质中容易引起不锈钢的点腐蚀，因为氯离子容易 吸附在不锈钢表面的个别点上，破坏该处的钝化膜吸附在不锈钢表面的个别点上，破坏该处的钝化膜 将钢的表面暴露出来，形成微阳极，而其他区域为将钢的表面暴露出来，形成微阳极，而其他区域为 阴极，组成了

8、微电池。微阳极区的不断腐蚀形成了阴极，组成了微电池。微阳极区的不断腐蚀形成了 不锈钢的点腐蚀。不锈钢点腐蚀的危害很大，一般不锈钢的点腐蚀。不锈钢点腐蚀的危害很大，一般 用单位面积上的腐蚀坑数量及最大的腐蚀深度不评用单位面积上的腐蚀坑数量及最大的腐蚀深度不评 定不锈钢点腐蚀顷向的大小。定不锈钢点腐蚀顷向的大小。 常见的金属腐蚀类型常见的金属腐蚀类型 （四）、应力腐蚀断裂（四）、应力腐蚀断裂 不锈钢在拉应力状态下在某些介质中经过一不锈钢在拉应力状态下在某些介质中经过一 段不长的时间，就会发生破裂，随着拉应力的加段不长的时间，就会发生破裂，随着拉应力的加 大，发生破裂的时间也越短。当应力取消时，钢大

9、，发生破裂的时间也越短。当应力取消时，钢 的腐蚀量很小，且不发生破裂。这种现象称不应的腐蚀量很小，且不发生破裂。这种现象称不应 力腐蚀破裂。应力的来源通常是由于金属经过不力腐蚀破裂。应力的来源通常是由于金属经过不 正确的热处理或焊接和冷加工过程产生的残余应正确的热处理或焊接和冷加工过程产生的残余应 力，也可能是外加负荷，或者是两者同时存在。力，也可能是外加负荷，或者是两者同时存在。 金属应力腐蚀断裂是具有选择性的，一定的金属金属应力腐蚀断裂是具有选择性的，一定的金属 在一定的介质中才会产生，奥氏体不锈钢在热浓在一定的介质中才会产生，奥氏体不锈钢在热浓 氯化物溶液中有应力腐蚀开裂顷向，在奥氏体不

10、氯化物溶液中有应力腐蚀开裂顷向，在奥氏体不 锈钢中加入锈钢中加入2-4%2-4%的硅能改善金刚的抗应力腐蚀断的硅能改善金刚的抗应力腐蚀断 裂性能，增加镍含量也有效，还应限制钢中的氮裂性能，增加镍含量也有效，还应限制钢中的氮 含量。消除不锈钢应力腐蚀敏感性的主要手段是含量。消除不锈钢应力腐蚀敏感性的主要手段是 消除应力处理。消除应力处理。 常见的金属腐蚀类型常见的金属腐蚀类型 （五）、腐蚀疲劳（五）、腐蚀疲劳 腐蚀疲劳是在交变应力作用下钢腐蚀疲劳是在交变应力作用下钢 在腐蚀介质中的腐蚀破坏。如在在腐蚀介质中的腐蚀破坏。如在 腐蚀性介质中叶片、轴等零件，腐蚀性介质中叶片、轴等零件， 均可因腐蚀疲劳

11、而破坏。均可因腐蚀疲劳而破坏。 常见的金属腐蚀类型常见的金属腐蚀类型 （六）、磨损腐蚀（六）、磨损腐蚀 若同时存在电化学腐蚀和机械磨损时，两者相互加速，若同时存在电化学腐蚀和机械磨损时，两者相互加速， 这种腐蚀称为磨损腐蚀。在同时存在电化学腐蚀和机这种腐蚀称为磨损腐蚀。在同时存在电化学腐蚀和机 械磨损时，两者相互加速，这种腐蚀称为磨损腐蚀。械磨损时，两者相互加速，这种腐蚀称为磨损腐蚀。 空穴腐蚀是一咱重要的磨损腐蚀，在高速流动的液体空穴腐蚀是一咱重要的磨损腐蚀，在高速流动的液体 中因流动的不规则性产生的空穴。由于压力和流动条中因流动的不规则性产生的空穴。由于压力和流动条 件的变化件的变化, ,

12、空穴会周围性地产生和消失空穴会周围性地产生和消失, ,当空穴消失时当空穴消失时, , 其周围高压形成很大的压力差其周围高压形成很大的压力差, ,对靠近空穴的金属表面对靠近空穴的金属表面 产生冲击产生冲击, ,破坏保护膜破坏保护膜, ,使腐蚀不断深入使腐蚀不断深入, ,产生空穴产生空穴. . 二、对不锈钢性能要求及影响因素二、对不锈钢性能要求及影响因素 1 1、对不锈钢的性能要求、对不锈钢的性能要求 对不锈钢来说主要是要求钢材在介质中有耐腐蚀性，同时对不锈钢来说主要是要求钢材在介质中有耐腐蚀性，同时 还对其机械性能和工艺性能提出要求。还对其机械性能和工艺性能提出要求。 机械性能是对金属材料的一般

13、要求，在一定韧性配合下，机械性能是对金属材料的一般要求，在一定韧性配合下， 钢材的机械强度越高，越能减轻结构的重量从而节约成本钢材的机械强度越高，越能减轻结构的重量从而节约成本 并处长使用寿命。大量的不锈钢用作焊接件，因而要求焊并处长使用寿命。大量的不锈钢用作焊接件，因而要求焊 接以后机械性能不降低，不允许晶粒长大或某些化合物从接以后机械性能不降低，不允许晶粒长大或某些化合物从 固溶体中析出，使材料变脆，焊缝区域的耐腐蚀性能应无固溶体中析出，使材料变脆，焊缝区域的耐腐蚀性能应无 显著变化。显著变化。 由于不锈钢在使用前往往需要进行冷作加工成形，因此冷由于不锈钢在使用前往往需要进行冷作加工成形，

14、因此冷 加工变形性也是一些不锈钢的重要指标之一。加工变形性也是一些不锈钢的重要指标之一。 二、对不锈钢性能要求及影响因素二、对不锈钢性能要求及影响因素 2 2、合金元素及碳对不锈钢组织和性能的影响、合金元素及碳对不锈钢组织和性能的影响 化学元素中，用于不锈钢的约有十余种，它们是碳、铬、化学元素中，用于不锈钢的约有十余种，它们是碳、铬、 镍、锰、硅、钼、钛、铌和氮等。镍、锰、硅、钼、钛、铌和氮等。 碳碳- -不锈钢组织和性能在很大程度上取决于钢中的碳含量。不锈钢组织和性能在很大程度上取决于钢中的碳含量。 一般来说，钢中的碳量越高，耐腐蚀性越低；而不锈钢的一般来说，钢中的碳量越高，耐腐蚀性越低；而

15、不锈钢的 强度则因碳含量的提高而增加，因此碳在不锈钢中的作用强度则因碳含量的提高而增加，因此碳在不锈钢中的作用 是矛盾的，对于不锈钢来说，要求耐腐蚀性是主要的，所是矛盾的，对于不锈钢来说，要求耐腐蚀性是主要的，所 以不锈钢的碳含量一般都比较低。以不锈钢的碳含量一般都比较低。 铬铬- -铬是决定不锈钢耐蚀性能的主要元素。因为铁的电极铬是决定不锈钢耐蚀性能的主要元素。因为铁的电极 电位低，要提高其耐腐蚀性，必须提高它的电极电位，使电位低，要提高其耐腐蚀性，必须提高它的电极电位，使 其在介质的作用下，表面形成致密的、稳定的钝化膜，铬其在介质的作用下，表面形成致密的、稳定的钝化膜，铬 是提高铁的电极电

16、位最有效的元素。是提高铁的电极电位最有效的元素。 二、对不锈钢性能要求及影响因素二、对不锈钢性能要求及影响因素 镍镍- -镍是奥氏体形成元素，但它的耐腐蚀作用只有与铬配镍是奥氏体形成元素，但它的耐腐蚀作用只有与铬配 合时才能充分发挥出来。如果单独使用镍而不使用铬，低合时才能充分发挥出来。如果单独使用镍而不使用铬，低 碳镍钢要获得纯奥氏体的组织，镍含量要达到碳镍钢要获得纯奥氏体的组织，镍含量要达到24%24%，镍含，镍含 量到达量到达27%27%时才能提高钢的耐腐蚀性能。当镍和铬配合时，时才能提高钢的耐腐蚀性能。当镍和铬配合时， 镍的作用则显著表现出来，如向铁中少量镍即可由单相的镍的作用则显著表

17、现出来，如向铁中少量镍即可由单相的 铁素体转变为铁素体和奥氏体的两相组织，在铁素体转变为铁素体和奥氏体的两相组织，在18%18%铬钢中铬钢中 加入加入8%8%的镍后可以获得完全奥氏体组织，这就是广泛应的镍后可以获得完全奥氏体组织，这就是广泛应 用的用的18-818-8型铬镍奥氏体不锈钢。型铬镍奥氏体不锈钢。 锰锰- -锰是镍的代用元素之一，锰和镍一样是形成奥氏体的锰是镍的代用元素之一，锰和镍一样是形成奥氏体的 元素，但锰对提高固溶体电极电位的作用不大。形成的氧元素，但锰对提高固溶体电极电位的作用不大。形成的氧 化膜也没有防护作用。锰在形成奥低体方面的作用约为镍化膜也没有防护作用。锰在形成奥低体

18、方面的作用约为镍 的的1/21/2，由于铬锰奥氏体钢的抗晶间腐蚀能力低，目前应，由于铬锰奥氏体钢的抗晶间腐蚀能力低，目前应 用的是以锰代替部分镍或采用锰加氮的方法来代替全部的用的是以锰代替部分镍或采用锰加氮的方法来代替全部的 镍。镍。 二、对不锈钢性能要求及影响因素二、对不锈钢性能要求及影响因素 钼钼- -钼可以增加不锈钢的钝化作用和耐蚀性，阻止点腐蚀钼可以增加不锈钢的钝化作用和耐蚀性，阻止点腐蚀 倾向。狎不锈钢中加入倾向。狎不锈钢中加入1-3%1-3%的钼，可使其在有机酸中的的钼，可使其在有机酸中的 耐蚀性能提高，能抵抗所有浓度醋酸的作用。在耐蚀性能提高，能抵抗所有浓度醋酸的作用。在18-8

19、18-8型不型不 锈钢中加锈钢中加1 1。5-4%5-4%的钼，可以提高其在各种有机酸、过氧的钼，可以提高其在各种有机酸、过氧 化氢、硫酸盐、酸性染料等中的耐蚀性能。由于钼是铁素化氢、硫酸盐、酸性染料等中的耐蚀性能。由于钼是铁素 体形成元素，加入钼后，为得到纯奥氏体组织，要相应地体形成元素，加入钼后，为得到纯奥氏体组织，要相应地 增加镍的含量。增加镍的含量。 铜铜- -铜的作用也是形成奥氏体元素，但作用比锰小，在铬铜的作用也是形成奥氏体元素，但作用比锰小，在铬 不锈钢中加入铜（不锈钢中加入铜（1%1%以下）可以提高耐蚀性与流动性，以下）可以提高耐蚀性与流动性， 得到高质量的铸件，在铬镍奥氏体不

20、锈钢中同时添加钼与得到高质量的铸件，在铬镍奥氏体不锈钢中同时添加钼与 铜（铜（1-3%1-3%），可以提高在硫酸中的耐蚀性，在低浓度的），可以提高在硫酸中的耐蚀性，在低浓度的 盐酸中也较不含铜与钼的稳定性高。盐酸中也较不含铜与钼的稳定性高。 二、对不锈钢性能要求及影响因素二、对不锈钢性能要求及影响因素 硅硅- -硅是铁素体形成元素，在一般不锈钢硅是铁素体形成元素，在一般不锈钢 中不常存的杂质元素，但它可以提高不锈中不常存的杂质元素，但它可以提高不锈 钢的抗化性，使奥氏体不锈钢的抗应力腐钢的抗化性，使奥氏体不锈钢的抗应力腐 蚀断裂能力提高。蚀断裂能力提高。 钛和铌钛和铌- -钛和铌是强碳化物形成

21、元素，它钛和铌是强碳化物形成元素，它 们是为形成稳定碳化物，防止晶间腐蚀而们是为形成稳定碳化物，防止晶间腐蚀而 加入钢中的。钛和铌还能改善钢的焊接性加入钢中的。钛和铌还能改善钢的焊接性 能。能。 二、对不锈钢性能要求及影响因素二、对不锈钢性能要求及影响因素 氮氮- -氮是形成奥氏体的元素，可以部分地代氮是形成奥氏体的元素，可以部分地代 替镍，但由于其在奥氏体中的溶解度小，替镍，但由于其在奥氏体中的溶解度小， 易使铸件产生气孔和疏松，所以加入量不易使铸件产生气孔和疏松，所以加入量不 能太多，一般不超过能太多，一般不超过0.25%0.25% 稀土稀土- -稀土元素对钢的耐蚀性没什么影响，稀土元素对

22、钢的耐蚀性没什么影响， 不锈钢中加入稀土主要作用是细化晶粒，不锈钢中加入稀土主要作用是细化晶粒， 改善夹杂物的分布。提高工艺性能。改善夹杂物的分布。提高工艺性能。 二、对不锈钢性能要求及影响因素二、对不锈钢性能要求及影响因素 3 3、热处理对不锈钢性能的影响、热处理对不锈钢性能的影响 不锈钢只有通过热处理才能获得良好的耐腐蚀性，如果热不锈钢只有通过热处理才能获得良好的耐腐蚀性，如果热 处理方法不正确，或不经过热处理，不锈钢就不能充分发处理方法不正确，或不经过热处理，不锈钢就不能充分发 挥其耐腐蚀性。挥其耐腐蚀性。 马氏体不锈钢一般不在退火状态下使用，退火后的马氏体马氏体不锈钢一般不在退火状态下

23、使用，退火后的马氏体 不锈钢中存在大量的碳化铬，不权使固溶体中的铬含量降不锈钢中存在大量的碳化铬，不权使固溶体中的铬含量降 低，并且由于碳化铬颗粒与基体构成许多微电池，更会加低，并且由于碳化铬颗粒与基体构成许多微电池，更会加 速钢的腐蚀。速钢的腐蚀。 为了保证马氏体钢的耐腐蚀性，马氏体不锈钢都是经过淬为了保证马氏体钢的耐腐蚀性，马氏体不锈钢都是经过淬 火、回火处理以后才使用的，制作结构件时，由于要求较火、回火处理以后才使用的，制作结构件时，由于要求较 好的强韧性配合，在淬火后进行高温回火处理，要求获得好的强韧性配合，在淬火后进行高温回火处理，要求获得 高硬度、高耐磨性的零件时，在淬火后进行低温

24、回火处高硬度、高耐磨性的零件时，在淬火后进行低温回火处 理。理。 二、对不锈钢性能要求及影响因素二、对不锈钢性能要求及影响因素 4 4、焊接及焊补对不锈钢性能的影响、焊接及焊补对不锈钢性能的影响 由于焊接过程中，焊缝的温度很高，焊缝的组由于焊接过程中，焊缝的温度很高，焊缝的组 织会发生变化，因此正确的焊接工艺是保证不锈织会发生变化，因此正确的焊接工艺是保证不锈 钢耐腐蚀性的重要条件。如奥氏体不锈钢在焊接钢耐腐蚀性的重要条件。如奥氏体不锈钢在焊接 过程中要严格控制层间温度，防止层间温度过高，过程中要严格控制层间温度，防止层间温度过高， 使焊缝的金相组织发生改变而影响焊缝的耐蚀性使焊缝的金相组织发

25、生改变而影响焊缝的耐蚀性 出现刀口腐蚀现象。对性能要求高的零件，可在出现刀口腐蚀现象。对性能要求高的零件，可在 焊后进行一次固溶处理以保证零件的耐腐蚀性。焊后进行一次固溶处理以保证零件的耐腐蚀性。 三、不锈钢的分类三、不锈钢的分类 根据基体组织的不同，不锈钢分为以下几根据基体组织的不同，不锈钢分为以下几 类：类： 马氏体钢，包括马氏体马氏体钢，包括马氏体- -铁素体钢；铁素体钢； 铁素体钢，包括铁素体铁素体钢，包括铁素体- -马氏体钢；马氏体钢； 奥氏体钢；奥氏体钢； 奥氏体奥氏体- -铁素体钢；铁素体钢； 沉淀硬化型不锈钢沉淀硬化型不锈钢 三、不锈钢的分类三、不锈钢的分类 1 1、马氏体钢、

26、马氏体钢 马氏体不锈钢是一类可以马氏体不锈钢是一类可以 通过热处理（淬火、回火）对通过热处理（淬火、回火）对 其性能进行调整的不锈钢，是其性能进行调整的不锈钢，是 可硬化的不锈钢。按合金元素可硬化的不锈钢。按合金元素 的差别，可分为马氏体铬不锈的差别，可分为马氏体铬不锈 钢和马氏体铬镍不锈钢。钢和马氏体铬镍不锈钢。 三、不锈钢的分类三、不锈钢的分类 马氏体铬不锈钢主要有铬马氏体铬不锈钢主要有铬1313型。型。 铬铬13 13 型马氏体不锈钢可用于常温下的的腐蚀介质如盐水溶型马氏体不锈钢可用于常温下的的腐蚀介质如盐水溶 液、硝酸及某些浓度不太高的有机酸设备。液、硝酸及某些浓度不太高的有机酸设备。

27、 1Cr131Cr13、2Cr132Cr13马氏体不锈钢主要制作要求塑性较高与受冲马氏体不锈钢主要制作要求塑性较高与受冲 击载荷的零件，如叶片、水压机阀和在高温下工作的螺钉、击载荷的零件，如叶片、水压机阀和在高温下工作的螺钉、 螺母，常温下耐腐蚀介质（盐水溶液、硝酸及某些浓度不螺母，常温下耐腐蚀介质（盐水溶液、硝酸及某些浓度不 太高的有机酸等）的设备，为获得好的耐腐蚀性，一般采太高的有机酸等）的设备，为获得好的耐腐蚀性，一般采 用淬火加高温回火处理。用淬火加高温回火处理。 3Cr133Cr13、4Cr134Cr13在经淬火回低温回火后可以用于要求硬度高，在经淬火回低温回火后可以用于要求硬度高，

28、 同时又要求耐蚀的零件，如医疗器械、滚动轴承部件等。同时又要求耐蚀的零件，如医疗器械、滚动轴承部件等。 三、不锈钢的分类三、不锈钢的分类 马氏体铬镍不锈钢主要是铬马氏体铬镍不锈钢主要是铬1717型型 如如1Cr17Ni21Cr17Ni2钢钢 1Cr17Ni21Cr17Ni2钢是在钢是在Cr17Cr17钢的钢的基础上加基础上加2%2%的镍的镍 而成的，由于镍的加入扩大了奥氏体区，而成的，由于镍的加入扩大了奥氏体区， 它在加热到高温时由原来的单铁素体过渡它在加热到高温时由原来的单铁素体过渡 到铁素体和奥氏体两相区，淬火后奥氏体到铁素体和奥氏体两相区，淬火后奥氏体 转变成马氏体，材料部分被强化。它既

29、具转变成马氏体，材料部分被强化。它既具 有相当于铬有相当于铬1313型不锈钢的机械性能，又保型不锈钢的机械性能，又保 持了持了Cr17Cr17钢的耐腐蚀性能，特别是在海水钢的耐腐蚀性能，特别是在海水 中与铜合金接触时具有很高的电化学稳定中与铜合金接触时具有很高的电化学稳定 性，该材料广泛应用于化工机械、造船工性，该材料广泛应用于化工机械、造船工 业及航空工业等方面。业及航空工业等方面。 三、不锈钢的分类三、不锈钢的分类 2 2、铁素体不锈钢、铁素体不锈钢 在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。 含铬量在含铬量在11%11%30%30%，具有体心立方晶体，具

30、有体心立方晶体 结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少 量的量的MoMo、TiTi、NbNb等到元素，这类钢具导热等到元素，这类钢具导热 系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应 力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、 水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件 三、不锈钢的分类三、不锈钢的分类 3 3、奥氏体不锈钢、奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢 在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中 含含CrCr约约18%18%、Ni 8%Ni

31、 8%10%10%、C C约约0.1%0.1%时，具有稳定的奥时，具有稳定的奥 氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni18Cr-8Ni钢和在钢和在 此基础上增加此基础上增加CrCr、NiNi含量并加入含量并加入MoMo、CuCu、Si Si、NbNb、TiTi等等 元素发展起来的高元素发展起来的高Cr-NiCr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而 且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之 强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入

32、S S，CaCa，SeSe，TeTe 等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介 质腐蚀外，如果含有质腐蚀外，如果含有MoMo、CuCu等元素还能耐硫酸、磷酸以等元素还能耐硫酸、磷酸以 及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于 0.03%0.03%或含或含TiTi、NiNi，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高 硅的奥氏体不锈钢在浓硝酸中有良好的耐蚀性。由于奥氏硅的奥氏体不锈钢在浓硝酸中有良好的耐蚀性。由于奥氏 体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，

33、在各行各业中获体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获 得了广泛的应用得了广泛的应用 三、不锈钢的分类三、不锈钢的分类 奥氏体不锈钢主要有铬奥氏体不锈钢主要有铬1818型，如型，如1Cr18Ni91Cr18Ni9、 Cr18Ni12Mo2Cr18Ni12Mo2等。奥氏体不锈钢是耐腐蚀等。奥氏体不锈钢是耐腐蚀 性最好的一类钢，通过添加其它多种元素，性最好的一类钢，通过添加其它多种元素， 可以调整和改善在氧化性、非氧化性和各可以调整和改善在氧化性、非氧化性和各 种强腐蚀介质条件下的耐腐蚀性能及其它种强腐蚀介质条件下的耐腐蚀性能及其它 特殊性能。特殊性能。 奥氏体不锈钢中的碳含量越低耐腐蚀

34、性越奥氏体不锈钢中的碳含量越低耐腐蚀性越 好，奥氏体不锈钢中入钛和铌后可防止钢好，奥氏体不锈钢中入钛和铌后可防止钢 的晶间腐蚀。的晶间腐蚀。 三、不锈钢的分类三、不锈钢的分类 4 4、奥氏体、奥氏体- -铁素体双相不锈钢铁素体双相不锈钢 双相不锈钢由奥氏体相和铁素体相组成双相不锈钢由奥氏体相和铁素体相组成. .它在一定程度上兼有奥氏体它在一定程度上兼有奥氏体 钢和铁素体钢的特征钢和铁素体钢的特征. .奥氏体相的存在奥氏体相的存在, ,降低了铁素体不锈钢的脆性降低了铁素体不锈钢的脆性, ,防防 止了晶粒长大倾向止了晶粒长大倾向, ,提高了韧性和可焊性提高了韧性和可焊性; ;铁素体相的存在铁素体相

35、的存在, ,提高了奥氏提高了奥氏 体不锈钢的室温强度、尤其是屈服强度和导热系数体不锈钢的室温强度、尤其是屈服强度和导热系数, ,降低线膨胀系数降低线膨胀系数 和焊接热裂倾向和焊接热裂倾向, ,同时大大提高钢的耐晶间腐蚀、抗氯化物应力腐蚀同时大大提高钢的耐晶间腐蚀、抗氯化物应力腐蚀 和腐蚀疲劳等性能。提高铬、钼含量，还可以改善耐点蚀等性能，但和腐蚀疲劳等性能。提高铬、钼含量，还可以改善耐点蚀等性能，但 是，铁素体含量较多时，保留了高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向，是，铁素体含量较多时，保留了高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向， 如如“475”475”脆性。尤其是以铁素体为基体的高铬、钼双相不锈钢。因脆

36、性。尤其是以铁素体为基体的高铬、钼双相不锈钢。因 铁素体相和奥氏体的变形能力不同、冷热加工性能较差铁素体相和奥氏体的变形能力不同、冷热加工性能较差 。一般来说，。一般来说， 双相钢的热塑性比单相低，它受两相的性质、比例、大小形态及分布双相钢的热塑性比单相低，它受两相的性质、比例、大小形态及分布 等的影响，也受控于机械冷热变形及其形变速率和热处理工艺等的影等的影响，也受控于机械冷热变形及其形变速率和热处理工艺等的影 响，以两相性质为例，如铁素体的屈服强度在室温比奥氏体高，而在响，以两相性质为例，如铁素体的屈服强度在室温比奥氏体高，而在 高温下却比奥氏体低很多，其再结晶速度也不同，奥氏体加工硬化比

37、高温下却比奥氏体低很多，其再结晶速度也不同，奥氏体加工硬化比 铁素体快得多。因此，两相在一起承受加工变形时相互不协调，在相铁素体快得多。因此，两相在一起承受加工变形时相互不协调，在相 界面存在高的内应力，在一定条件下会导致破裂。界面存在高的内应力，在一定条件下会导致破裂。 三、不锈钢的分类三、不锈钢的分类 异相共存是容易形成微电池并加速腐蚀的，双相不锈钢也异相共存是容易形成微电池并加速腐蚀的，双相不锈钢也 不例外。但存在许多影响因素，并非在所有情况和介质条不例外。但存在许多影响因素，并非在所有情况和介质条 件下均会发生。双相不锈钢因含有较高的铬和一定量的镍、件下均会发生。双相不锈钢因含有较高的

38、铬和一定量的镍、 钼，铜等元素，在一定温度下，钢中固溶的元素在两相间钼，铜等元素，在一定温度下，钢中固溶的元素在两相间 的分布将达到相应的平衡，而且还与相比例等有关。双相的分布将达到相应的平衡，而且还与相比例等有关。双相 不锈钢的耐蚀性，主要取决于钝化元素的含量及其在两相不锈钢的耐蚀性，主要取决于钝化元素的含量及其在两相 中的分配。如果两相在一定条件的介质中均产生钝化，便中的分配。如果两相在一定条件的介质中均产生钝化，便 可避免发生相选择性腐蚀。一般来说，双相不锈钢的耐蚀可避免发生相选择性腐蚀。一般来说，双相不锈钢的耐蚀 性能，同含铬、钼量相当的高铬铁素体型或铬镍奥氏体型性能，同含铬、钼量相当

39、的高铬铁素体型或铬镍奥氏体型 不锈钢接近，并受相比例所左右；其耐晶间腐蚀性能优于不锈钢接近，并受相比例所左右；其耐晶间腐蚀性能优于 上述单相组织的不锈钢，具有更好的抗敏化性能；抗应力上述单相组织的不锈钢，具有更好的抗敏化性能；抗应力 腐蚀性能在低应力条件下比普通腐蚀性能在低应力条件下比普通18-818-8类奥氏体不锈钢优良。类奥氏体不锈钢优良。 这是双相不锈钢受到重视和广泛应用的重要原因。某些双这是双相不锈钢受到重视和广泛应用的重要原因。某些双 相不锈钢具有良好的耐点腐蚀性能，这是因为含高的铬、相不锈钢具有良好的耐点腐蚀性能，这是因为含高的铬、 钼等元素之故，这是因为含有高的铬、钼等元素之故，

40、而钼等元素之故，这是因为含有高的铬、钼等元素之故，而 非来源于双相组织的因素。但双相不锈钢所具有的良好抗非来源于双相组织的因素。但双相不锈钢所具有的良好抗 应力腐蚀和抗敏化性能，则直接同双相组织结构有关。应力腐蚀和抗敏化性能，则直接同双相组织结构有关。 三、不锈钢的分类三、不锈钢的分类 与奥氏体不锈钢相比，奥氏体与奥氏体不锈钢相比，奥氏体- -铁素体双相不锈钢有以下性能特点：铁素体双相不锈钢有以下性能特点： （1 1）含钼双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。）含钼双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。 一般一般18-818-8型奥氏体不锈钢在型奥氏体不锈钢在6060C

41、 C以上中性氯化物溶液中容易发生应以上中性氯化物溶液中容易发生应 力腐蚀断裂，在微量氯化物及硫化氢工业介质中用这类不锈钢制造的力腐蚀断裂，在微量氯化物及硫化氢工业介质中用这类不锈钢制造的 热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀断裂的倾向，而双相热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀断裂的倾向，而双相 不锈钢却有良好的抵抗能力。不锈钢却有良好的抵抗能力。 （2 2）含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀）含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀 性能。在具有相同的抗点蚀系数时（性能。在具有相同的抗点蚀系数时（PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%） 时，双相不锈钢与奥氏体

42、不锈钢的临界点蚀电位相当。时，双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界点蚀电位相当。 （3 3）具有良）具有良 好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。在某些腐蚀介质的条件下，适用于好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。在某些腐蚀介质的条件下，适用于 制作泵、阀等动力设备。制作泵、阀等动力设备。 （4 4）综合力学性能好。有较高的强度和疲）综合力学性能好。有较高的强度和疲 劳强度，屈服强度是劳强度，屈服强度是18-818-8型奥氏体不锈钢的型奥氏体不锈钢的2 2倍。固溶态的延伸率达倍。固溶态的延伸率达 到到25%25%，韧性值，韧性值AKAK（V V型槽口）在型槽口）在100J/mm2100J/mm2以上。以上。 （5

43、5）可焊性良）可焊性良 好，热裂倾向小，一般焊前不需预热，焊后不需热处理，可与好，热裂倾向小，一般焊前不需预热，焊后不需热处理，可与18-818-8型型 奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。 （6 6）含低铬（）含低铬（18%Cr18%Cr）的双相不）的双相不 锈钢热加工温度范围比锈钢热加工温度范围比18-818-8型奥氏体不锈钢宽，变形抗力小，可不经型奥氏体不锈钢宽，变形抗力小，可不经 过锻造，直接轧制开坯生产钢板。过锻造，直接轧制开坯生产钢板。 三、不锈钢的分类三、不锈钢的分类 5 5、马氏体沉淀硬化不锈钢、马氏体沉淀硬化不锈钢 它是一种通过固溶加时效处理达到硬化的

44、它是一种通过固溶加时效处理达到硬化的 不锈钢，首先通过固溶处理，使碳化物完不锈钢，首先通过固溶处理，使碳化物完 全溶入固溶体中，冷却到室温形成低碳马全溶入固溶体中，冷却到室温形成低碳马 氏体组织，然后通过时效处理产生沉淀硬氏体组织，然后通过时效处理产生沉淀硬 化，不同的时效温度可以获得不同的强度化，不同的时效温度可以获得不同的强度 和性能。和性能。 四、不锈钢的特性和用途四、不锈钢的特性和用途 牌号 基本性能 应用举例 1Cr13 在弱腐蚀介质和湿度低的条件下有良好的耐腐蚀 性 可用于泵体、叶轮等零件 2Cr13 有较高的强度，耐腐蚀性较低可用于热油泵、阀门等零件 3Cr13 有更高的强度、耐

45、腐蚀性差，适用于耐磨零件 1Cr13Ni1具有耐磨损和抗汽蚀性能可用于叶轮、泵体等零件 ZG0Cr13Ni4Mo 具有高的强度和较好的韧性，抗汽蚀性能好适用于淡水中的泵体叶轮等零件 0Cr18Ni9有良好的抗晶间腐蚀性能，低温冲击性好，具 有良好的耐腐蚀性能和冷加工性能，对强氧化性 酸（65%的硝酸）具有优越的抗腐蚀性能， 对 碱性溶液及大部分有机酸和无机酸亦有一定的抗 腐蚀性。 可用于硝酸、有机酸化工石油等泵 用零件 07Cr19Ni9 1Cr18Ni9 耐蚀性和抗冲击腐蚀性低于0Cr18Ni9 0Cr18Ni9Ti 抗晶间腐蚀性能好用途与0Cr18Ni9同 四、不锈钢的特性和用途四、不锈钢

46、的特性和用途 1Cr18Ni9Ti抗晶间腐蚀性能稍低于ZG0Cr18Ni9Ti同用途与0Cr18Ni9同 0Cr18Ni12Mo2Ti 在还原性介质和各种有机酸、碱、盐中有好的 耐腐蚀性，抗晶间腐蚀性能好 可用于制造硫酸、较低浓度沸腾磷 酸、蚁酸、醋酸介质中的零件 1Cr18Ni12Mo2Ti 耐腐蚀性能稍低于0Cr18Ni12Mo2Ti同0Cr18Ni12Mo2Ti 00Cr22Ni5Mo3N 在甲酸、稀盐酸、醋酸、乳酸中有好的耐蚀性 可用于制造在含氯化物及醋酸等介 质中工作的零件 00Cr17Ni14Mo2 在海水和其他各种介质中具有好的耐腐蚀性。 主要用作耐点腐蚀材料。 可用于合成纤维、

47、石油化工、纺 织、化肥、原子能后处理等设备零 件的制造 03Cr26Ni5Mo3N 具有优良的耐点蚀性和耐应力腐蚀性及高的强 度 适用于制造在海水、及盐酸、硫酸 等环境下工作的零件 ZG0Cr25Ni9Mo4CuRe 在海水中有良好的耐蚀性 可用于制造在海水环境下工作的 叶片等零件 1Cr17Ni2 在海水中与铜合金配合有较好的耐腐蚀性 主要用于要求强度和韧性配合较好 的结构件。如轴。 0Cr17Ni4Cu4Nb 耐酸性能好 适宜用于制造要求耐酸蚀性高、 同时要求强度高的零件 五、不锈钢加工中应注意的问题五、不锈钢加工中应注意的问题 1 1、焊接、焊接 在进行奥氏体不锈钢及奥氏体在进行奥氏体不

48、锈钢及奥氏体- -铁素体双相钢的焊接和焊铁素体双相钢的焊接和焊 补时，要严格控制层间温度，尽可能避免层间温度过高在补时，要严格控制层间温度，尽可能避免层间温度过高在 焊缝及热影响区析出碳化物影响零件的耐腐蚀性。焊缝及热影响区析出碳化物影响零件的耐腐蚀性。 在奥氏体不锈钢及奥氏体双相钢的焊接及焊补过程中，不在奥氏体不锈钢及奥氏体双相钢的焊接及焊补过程中，不 能与铁素体钢接触，切割工具尽可能用碳化钨工具；刷子能与铁素体钢接触，切割工具尽可能用碳化钨工具；刷子 必须用不锈钢或尼龙刷；在打磨焊缝和缺陷时要用铝基无必须用不锈钢或尼龙刷；在打磨焊缝和缺陷时要用铝基无 铁砂轮或其他不含铁素体的砂轮。铁砂轮或

49、其他不含铁素体的砂轮。 在进行马氏体示锈钢的焊补时，焊前应进行预热并保持一在进行马氏体示锈钢的焊补时，焊前应进行预热并保持一 定的层间温度，以免焊缝冷却过快，产生裂纹及淬硬层。定的层间温度，以免焊缝冷却过快，产生裂纹及淬硬层。 五、不锈钢加工中应注意的问题五、不锈钢加工中应注意的问题 2 2、热处理、热处理 在进行奥氏体不锈钢及奥氏体在进行奥氏体不锈钢及奥氏体- -铁素体双相钢的热铁素体双相钢的热 处理时要控制好升温速度，特别是奥氏体处理时要控制好升温速度，特别是奥氏体- -铁素体铁素体 双相钢，由于加热及冷却过程中两相组织变形不双相钢，由于加热及冷却过程中两相组织变形不 协调，容易产生应力引起开裂，应严格控制加热、协调，容易产生应力引起开裂，应严格控制加热、 升温等工艺参数以免升温过快使零件产生裂纹及升温等工艺参数以免升温过快使零件产生裂纹及 变形等。变形等。 任何有可能对奥氏体不锈钢表面产生污染的标记任何有可能对奥氏体不锈钢表面产生污染的标记, , 都应在热处理前去除。都应在热处理前去除。 五、不锈钢加工中应注意的问题五、不锈钢加工中应注意的问题 3 3、切削加工、切削加工 在进行奥氏体及奥氏体在进行奥氏体及奥氏体- -铁素体双相钢的零件时，铁素体双相钢的零件时， 应