不锈钢中铁素体的作用ppt课件

1、吕秀乾吕秀乾概述概述作用与控制作用与控制丈量方法丈量方法主要内容主要内容磁性法磁性法金相法金相法化学分析法化学分析法不锈钢不锈钢v 定义：不锈钢是指在空气、水、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢。v 性能：较高耐腐蚀性、良好力学性能和工艺性能。v 分类：组织构造、化学成分、用途、功能等。v 按钢的组织构造分类：如奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢等。v 按钢中主要化学元素分类：如铬不锈钢，铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢、超低碳不锈钢等。v 按钢的性能特点和用途分类：如高强度不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢；耐硝酸不锈钢等。v 按钢的功能特点分类：如低温不锈钢、易切削不锈钢等不锈钢不锈

2、钢 在实践运用中，常按组织构造和化学元素两者结合的分类方法。 1、奥氏体不锈钢 2、铁素体不锈钢 3、奥氏体-铁素体双相不锈钢 4、马氏体不锈钢 5、沉淀硬化型不锈钢术语解释术语解释v奥氏体：奥氏体： C C溶解在溶解在铁构成的间隙固溶体，具有铁构成的间隙固溶体，具有面心立方晶体构造，没有磁性。面心立方晶体构造，没有磁性。v铁素体分为铁素体分为铁素体和铁素体和铁素体。铁素体。v 铁素体：铁素体：C C溶解在溶解在铁构成的间隙固溶体铁构成的间隙固溶体. .v 铁素体：铁素体：C C溶解在溶解在铁构成的间隙固溶体。铁构成的间隙固溶体。v 铁素体具有体心立方晶体构造，有磁性铁素体具有体心立方晶体构造

3、，有磁性. .v马氏体：马氏体：C C溶解在溶解在铁构成的过饱和间隙固溶体。铁构成的过饱和间隙固溶体。马氏体具有磁性。马氏体具有磁性。GB/T20878-2007v八角垫八角垫S30403S30403、衔接法兰、衔接法兰S32168S32168v凸台堆焊凸台堆焊E347E347v焊评焊评 12Cr2Mo1R+ 12Cr2Mo1R+堆焊堆焊316L316Lv法兰盖法兰盖 衔接法兰衔接法兰 0Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni9Tiv容器内壁双层堆焊：容器内壁双层堆焊：E309L+E347E309L+E347不同牌号对照不同牌号对照v 铁素体作用与控制铁素体作用与控制v奥氏体不锈钢焊缝中铁素体起着

4、极其重要的作用。奥氏体不锈钢焊缝中铁素体起着极其重要的作用。奥氏体不锈钢焊缝中经常需求构成一定数量奥氏体不锈钢焊缝中经常需求构成一定数量 相铁素体相铁素体3FN 3FN 10FN 10FNv优点：优点：v 1 1、防止热裂纹。铁素体是对、防止热裂纹。铁素体是对 S S、P P、Si Si 和和 Nb Nb 等元素溶解度较大，能防止这些元素的偏析等元素溶解度较大，能防止这些元素的偏析和构成低熔点共晶，从而阻止凝固裂纹产生。和构成低熔点共晶，从而阻止凝固裂纹产生。2 2、提高焊接接头的耐腐蚀性能晶间腐蚀和应力、提高焊接接头的耐腐蚀性能晶间腐蚀和应力腐蚀。腐蚀。缺陷：缺陷：1 1、铁素体含量过高，将

5、呵斥堆焊层资料脆化，降、铁素体含量过高，将呵斥堆焊层资料脆化，降低资料的韧性，容易产生裂纹等缺陷，呵斥脆低资料的韧性，容易产生裂纹等缺陷，呵斥脆性破坏性破坏. .2 2、过高铁素体将呵斥奥氏体抗腐蚀性能下降。铁、过高铁素体将呵斥奥氏体抗腐蚀性能下降。铁素体与奥氏体的电极电位不同，铁素体数量超素体与奥氏体的电极电位不同，铁素体数量超越某一限制后，会使点蚀倾向正大。越某一限制后，会使点蚀倾向正大。晶界腐蚀晶界腐蚀缘由缘由v在在550550900900区间，易使区间，易使E-347E-347堆焊层中的铁堆焊层中的铁素体发生素体发生的转变，的转变，CrCrMnMnNiNi的存在将使的存在将使构成构成相

6、的倾向增大，相的倾向增大，相的构成会呵斥奥氏体相的构成会呵斥奥氏体贫贫CrCr，因此使金属脆化和抗腐蚀性能下降。另外，因此使金属脆化和抗腐蚀性能下降。另外，母材中的碳经过熔合线向不锈钢堆焊层金属迁移母材中的碳经过熔合线向不锈钢堆焊层金属迁移及构成马氏体区，从而构成堆焊层的脆化。及构成马氏体区，从而构成堆焊层的脆化。如何控制手工电弧焊焊接过程中铁素体含量如何控制手工电弧焊焊接过程中铁素体含量1 1、熔敷金属中铁素体含量随着电弧电压的升高、熔敷金属中铁素体含量随着电弧电压的升高拉长电弧而急剧下降。焊接电压是影响铁素拉长电弧而急剧下降。焊接电压是影响铁素体含量的主要要素。体含量的主要要素。N N和和

7、CrCr的影响的影响2 2、熔敷金属中铁素体含量随着焊接电流的提高而、熔敷金属中铁素体含量随着焊接电流的提高而降低。降低。3 3、熔敷金属中铁素体含量随着冷却速度的加快而、熔敷金属中铁素体含量随着冷却速度的加快而有所提高，随着层间温度的升高而有所降低。有所提高，随着层间温度的升高而有所降低。4 4、焊接角度对熔敷金属中铁素体含量有一定影响。、焊接角度对熔敷金属中铁素体含量有一定影响。1808热高压分别器和热高压分别器和1800柴油加氢柴油加氢v1808热高压分别器容器内壁耐腐层堆焊前应作热高压分别器容器内壁耐腐层堆焊前应作焊评，焊评试板在热处置前，应分别采用磁性法焊评，焊评试板在热处置前，应分

8、别采用磁性法和化学分析法和化学分析法WRC-1992)测铁素体数，两测铁素体数，两种方法测铁素体数应有较好的一致性。假设铁素种方法测铁素体数应有较好的一致性。假设铁素体含量到达体含量到达10FN，应在最终焊后热处置后用金，应在最终焊后热处置后用金相法检测，无延续的铁素体网状组织存在事才以相法检测，无延续的铁素体网状组织存在事才以为合格。为合格。v1800柴油加氢应按化学分析法柴油加氢应按化学分析法WRC-1992)磁性法磁性法v磁性法：利用不锈钢中铁素体含量与铁磁性成正磁性法：利用不锈钢中铁素体含量与铁磁性成正比的关系，采用专门的磁性丈量仪直接丈量。比的关系，采用专门的磁性丈量仪直接丈量。德国

9、菲希尔德国菲希尔FMP30铁素体丈量仪铁素体丈量仪技术规格技术规格任务原理任务原理 FERITSCOPE FMP30 根据磁感应方法进展根据磁感应方法进展丈量。线圈产生的磁场区域与工件内的磁性部件丈量。线圈产生的磁场区域与工件内的磁性部件相互作用，磁场区域的变化第二个线圈内产生感相互作用，磁场区域的变化第二个线圈内产生感生电压，该电压与铁素体含量成比例关系，然后生电压，该电压与铁素体含量成比例关系，然后评价该电压。一切的磁性部件，也就是说，除了评价该电压。一切的磁性部件，也就是说，除了铁素体，还包括其转化方式马氏体都能被识别。铁素体，还包括其转化方式马氏体都能被识别。 留意的问题留意的问题1

10、1、现场检测铁素体前，需按照阐明书对铁素体测、现场检测铁素体前，需按照阐明书对铁素体测定仪进展校准。定仪进展校准。 2 2、丈量前被测物外表必需干净，无液渍、油渍、丈量前被测物外表必需干净，无液渍、油渍、腐蚀性溶液等，仪器运用温度为腐蚀性溶液等，仪器运用温度为5 54545。3 3、在丈量过程中，仪器的探头应垂直轻触待测物、在丈量过程中，仪器的探头应垂直轻触待测物外表，防止用力撞击，严禁探头在被测面上拖外表，防止用力撞击，严禁探头在被测面上拖动。两次丈量之间，探头必需分开被测面动。两次丈量之间，探头必需分开被测面50 mm50 mm以上，以保证丈量准确。以上，以保证丈量准确。4 4、丈量时应保

11、证排除仪器附近强磁性物质对丈量、丈量时应保证排除仪器附近强磁性物质对丈量结果的影响，磁性物质间隔侧头在结果的影响，磁性物质间隔侧头在18mm18mm以外。以外。规范规范vGB/T 1954-2021GB/T 1954-2021 v 1 1、本规范适用于奥氏体型、奥氏体、本规范适用于奥氏体型、奥氏体- -铁素体型铁素体型铬镍不锈钢焊缝金属。铬镍不锈钢焊缝金属。v 2 2、本规范规定的磁性法不适用奥氏体不锈钢、本规范规定的磁性法不适用奥氏体不锈钢铸件和锻件。铸件和锻件。v 铁素体铁素体：直接由液态金属凝固结晶而：直接由液态金属凝固结晶而构成的高温铁素体，并被保管到室温。构成的高温铁素体，并被保管到

12、室温。v 铁素体数铁素体数FNFN：人为选定用来表示：人为选定用来表示A A不锈钢、不锈钢、F-AF-A不锈钢焊缝金属铁素体含量的规范化数值。不锈钢焊缝金属铁素体含量的规范化数值。v磁性法以铁素体数磁性法以铁素体数FN表示表示A不锈钢和不锈钢和A-F不不锈钢焊缝中铁素体含量。锈钢焊缝中铁素体含量。v1、焊条电弧焊熔敷金属的丈量。、焊条电弧焊熔敷金属的丈量。v2、其它熔敷金属试样丈量。、其它熔敷金属试样丈量。v3、产品焊缝的丈量。产品焊缝和堆焊金属可直、产品焊缝的丈量。产品焊缝和堆焊金属可直接在产品焊缝和堆焊层上丈量。接在产品焊缝和堆焊层上丈量。丈量部位丈量部位v 1、在待测外表沿焊道长度方向不

13、同的位置至、在待测外表沿焊道长度方向不同的位置至少丈量六个读数。丈量过程中不应有振动，测头少丈量六个读数。丈量过程中不应有振动，测头应接触测试面并坚持垂直。应接触测试面并坚持垂直。FN20的堆焊层，的堆焊层，每个丈量位置取五个读数的平均值作为丈量结果。每个丈量位置取五个读数的平均值作为丈量结果。 FN20每个丈量位置取五个读数中的最大值作每个丈量位置取五个读数中的最大值作为丈量结果。至少为丈量结果。至少6个丈量位置的平均值作为试个丈量位置的平均值作为试样的丈量结果。样的丈量结果。v 2、产品焊缝和堆焊金属，丈量部位按技术条、产品焊缝和堆焊金属，丈量部位按技术条件，在选定的部位上每隔件，在选定的

14、部位上每隔5mm10mm取一个取一个丈量点，丈量按丈量点，丈量按1进展。进展。v3 3、对于长焊缝和大面积堆焊，应按一定比例抽测，、对于长焊缝和大面积堆焊，应按一定比例抽测，抽测部位应具有代表性，丈量点应均匀分布。抽测部位应具有代表性，丈量点应均匀分布。v4 4、丈量过程中发现铁素体分布不均匀，应在丈量、丈量过程中发现铁素体分布不均匀，应在丈量结果中分别给出平均值、最高值、和最低值及其部结果中分别给出平均值、最高值、和最低值及其部位。位。v5 5、丈量过渡层时，应以其最外层两焊道搭接区作、丈量过渡层时，应以其最外层两焊道搭接区作为丈量部位。为丈量部位。v丈量仪及自带规范块应定期用马格尼仪或二级

15、标样丈量仪及自带规范块应定期用马格尼仪或二级标样校准。仪器运用前，应先运用规范块校准。校准。仪器运用前，应先运用规范块校准。金相法金相法v在金相显微镜下察看铁素体在奥氏体中的分布情在金相显微镜下察看铁素体在奥氏体中的分布情况和所占体积的比例。通常用铁素体百分比况和所占体积的比例。通常用铁素体百分比(%)(%)v金相法制备试样后，采用金相割线法和金相标样金相法制备试样后，采用金相割线法和金相标样图谱来丈量铁素体体积百分比。图谱来丈量铁素体体积百分比。v普通取三个金相试样，每个试样测普通取三个金相试样，每个试样测1010个有代表性个有代表性视场，取平均值作为该试样丈量结果，再以三个视场，取平均值作

16、为该试样丈量结果，再以三个试样丈量结果平均值作为最后丈量结果。试样丈量结果平均值作为最后丈量结果。v丈量过程中发现铁素体不均匀，在丈量结果中给丈量过程中发现铁素体不均匀，在丈量结果中给出平均含量、最高含量和最低含量并加以阐明。出平均含量、最高含量和最低含量并加以阐明。v金相标样图谱属于近似的或半定量的金相方法，金相标样图谱属于近似的或半定量的金相方法，只能给出铁素体含量大致范围。另外，其试样制只能给出铁素体含量大致范围。另外，其试样制备、取样部位、数量、评定结果与割线法有关规备、取样部位、数量、评定结果与割线法有关规定一样。定一样。化学分析法化学分析法v根据资料的化学成分，按照计算公式分别算出

17、铬根据资料的化学成分，按照计算公式分别算出铬当量和镍当量，然后根据图谱找到铁素体含量值。当量和镍当量，然后根据图谱找到铁素体含量值。v目前不锈钢组织图有谢夫尔图舍夫勒图、德目前不锈钢组织图有谢夫尔图舍夫勒图、德龙图和龙图和19921992版版WRCWRC曲线图。这个方法的难点是需求曲线图。这个方法的难点是需求准确地测定待测件的化学成分。采用何种图和相准确地测定待测件的化学成分。采用何种图和相应的计算公式来确定应的计算公式来确定CrCr当量和当量和NiNi当量是该法的关当量是该法的关键。键。铬当量和镍当量 铁素体构成元素：Cr、Mo、Si、Ti、Nb等； 奥氏体构成元素：C、N、Ni、Mn、Cu

18、等。 铬当量Cr = Cr + 1.5Mo + 2.0Si + 1.5Ti +1.75Nb + 5.5Al + 5V+ 0.75W 镍当量Ni = Ni +Co+ 0.5Mn + 30C+25N+0.3Cu 铬当量和镍当量的综协作用结果断定不锈钢的组织 组织形状图。谢夫尔图谢夫尔图德龙图德龙图1992版版WRC曲线图曲线图 三种图比较三种图比较v 三种图运用于不锈钢的铸件、锻件或变形件、也适用于三种图运用于不锈钢的铸件、锻件或变形件、也适用于焊缝组织评定，但准确度不同。焊缝组织评定，但准确度不同。v 谢夫尔图没有思索谢夫尔图没有思索N元素的影响，主要适用于阀门主体元素的影响，主要适用于阀门主体铸锻件资料铁素体含量的评定，也适用于铸锻件资料铁素体含量的评定，也适用于1、2、3级核平安设备中的承压铸件级核平安设备中的承压铸件RCCM M1000)v 德龙图适用于含氮或者控氮不锈钢及气体维护焊的焊接德龙图适用于含氮或者控氮不锈钢及气体维护焊的焊接组织。组织。v WRC(1992)以铁素体序数以铁素体序