第五章特殊性能钢

1、第五章 特殊性能钢 不锈钢是指在大气和一般介质中具有很高耐蚀性的钢种，不锈钢是指在大气和一般介质中具有很高耐蚀性的钢种，它实际上也是会发生腐蚀的。但在不同介质中腐蚀行为不它实际上也是会发生腐蚀的。但在不同介质中腐蚀行为不一样，一样，5-1概述概述一一 金属腐蚀的概念金属腐蚀的概念腐蚀：由外部介质引起金属破坏腐蚀：由外部介质引起金属破坏化学腐蚀：金属与介质发生化学反应而破坏金属化学腐蚀：金属与介质发生化学反应而破坏金属电化学腐蚀：金属与介质发生电化学而破坏腐蚀，由电流产生电化学腐蚀：金属与介质发生电化学而破坏腐蚀，由电流产生的腐蚀过程的腐蚀过程 腐蚀过程腐蚀过程: 如将如将Zn板和板和Cu板置于

2、电解质溶液：例板置于电解质溶液：例如如H2SO4中，并用导线连接，中，并用导线连接， 如图如图，则在，则在导线中有电流流过即导线中有电流流过即Zn、Cu板构成了原板构成了原电池，此时两极的反应是：电池，此时两极的反应是： 在钢中渗碳体的电极在钢中渗碳体的电极电位比铁素体的高当形电位比铁素体的高当形成微电池，铁素体成为阳成微电池，铁素体成为阳极而被腐蚀。实际金属中，极而被腐蚀。实际金属中，第二相的电极电位住往较第二相的电极电位住往较高使基体作为阳极而被高使基体作为阳极而被腐蚀腐蚀 见右图见右图 提高金属耐腐蚀能力的措施：提高金属耐腐蚀能力的措施： 减少原电池形成的可能性使金属具有均匀的减少原电池

3、形成的可能性使金属具有均匀的单相组织并尽可能提高合属的电极电位。单相组织并尽可能提高合属的电极电位。 形成原电池时，尽可能减小两极的电极电位形成原电池时，尽可能减小两极的电极电位差并提高阳极的电极电位。差并提高阳极的电极电位。 减小甚至阻断腐蚀电流，使金属减小甚至阻断腐蚀电流，使金属“钝化钝化”， 即即在表面形成致密的、稳定的保护膜将介质与在表面形成致密的、稳定的保护膜将介质与金属隔离。这是提高金属耐腐蚀性的非常有效金属隔离。这是提高金属耐腐蚀性的非常有效的方法。的方法。二金属腐蚀破坏的基本类型二金属腐蚀破坏的基本类型 1 1 均匀腐蚀均匀腐蚀 2 2 晶间腐蚀晶间腐蚀 3 3 点蚀点蚀 4

4、4 应力腐蚀应力腐蚀 5 5 磨损腐蚀磨损腐蚀 6 6 腐蚀疲劳腐蚀疲劳 三三 用途及性能要求用途及性能要求 不锈钢在石油化工、原子能、宇航、海洋开发、国防不锈钢在石油化工、原子能、宇航、海洋开发、国防工业和一些尖端科学技术以及日常生活中都得到广泛应工业和一些尖端科学技术以及日常生活中都得到广泛应用主要用来制造在各种腐蚀介质中并具有较高腐蚀抗力用主要用来制造在各种腐蚀介质中并具有较高腐蚀抗力的零件或结构，如化工装置中的各种管道、阀门和泵热的零件或结构，如化工装置中的各种管道、阀门和泵热裂设备零件，医疗手木器械，防锈刃具和量具等等。裂设备零件，医疗手木器械，防锈刃具和量具等等。 对不锈钢的性能要

5、求最主要的是耐蚀性。此外，制作对不锈钢的性能要求最主要的是耐蚀性。此外，制作工具不锈钢，还要求高硬度高耐磨性；制作重要结构零件工具不锈钢，还要求高硬度高耐磨性；制作重要结构零件时要求有高强度，某些不锈钢则要求有较好的加工性能时要求有高强度，某些不锈钢则要求有较好的加工性能等等。等等。四四 合金化特点合金化特点1加加Cr（Cr13%质量百分数）质量百分数）作用作用：1） 铬能提高基体的电极电位铬能提高基体的电极电位：根据：根据n/8规律，在含量为规律，在含量为125(1/8)原原于百分数时基体电极电位可由于百分数时基体电极电位可由-0.56v跃升至跃升至+0.12v 如图如图2）获单一铁素体组织

6、：获单一铁素体组织：铬是铁索体形成元素，含量超过铬是铁索体形成元素，含量超过127时可时可使钢获单一铁素体组织。使钢获单一铁素体组织。为何为何Cr13%质量百分数质量百分数： 125(1/8)原于百分数对应原于百分数对应11.7%质量百分质量百分数数,Cr 与与 C形成碳化物。铬在氧化性介质（如水蒸气、大气、海水、形成碳化物。铬在氧化性介质（如水蒸气、大气、海水、氧化性酸等）中极易钝化氧化性酸等）中极易钝化Cr2O3氧化膜，氧化膜， Cr16%。 2 碳含量（碳含量（ 0.1- 0.2） 耐蚀性要求愈高。碳含量应愈低。因为它增加阴极相耐蚀性要求愈高。碳含量应愈低。因为它增加阴极相(碳化物碳化物

7、)；特别是它与铬能形成碳化物；特别是它与铬能形成碳化物(Cr,Fe)23C6在晶界在晶界析出使晶界周围基体严重贫铬当铬贫化到耐蚀所必需析出使晶界周围基体严重贫铬当铬贫化到耐蚀所必需的最低含量的最低含量(约约12.5)以下时贫铬区迅速被腐蚀。造成沿以下时贫铬区迅速被腐蚀。造成沿晶界发展的晶间腐蚀，使金属产生沿晶脆断的危险。晶界发展的晶间腐蚀，使金属产生沿晶脆断的危险。如图如图 大多数不锈钢的碳含量为大多数不锈钢的碳含量为0.1- 0.2。但用于制造刃具和滚。但用于制造刃具和滚动轴承等的不锈钢，碳含量应较高动轴承等的不锈钢，碳含量应较高(可达可达0.85-0.95%)，此，此时必须相应地提高铬含量

8、时必须相应地提高铬含量3 加加Ni a 可获得单相奥氏体织织，显著提高耐蚀性可获得单相奥氏体织织，显著提高耐蚀性 b 可提高基体的电极电位可提高基体的电极电位,18%Cr+9%Ni=27%,2/8 电位值电位值c 形成奥氏体形成奥氏体-铁索体组织，通过热处理，提高钢的强度铁索体组织，通过热处理，提高钢的强度4 加加Mo，Cu 可提高钢在非氧化酸中的耐蚀能力可提高钢在非氧化酸中的耐蚀能力,阴极接点多阴极接点多5 加加Ti，Nb 能优先同碳形成稳定的碳化物，使铬保留在基体中，避免晶界贫铬，能优先同碳形成稳定的碳化物，使铬保留在基体中，避免晶界贫铬， 减轻晶间腐蚀倾向减轻晶间腐蚀倾向6 加加Mn，N

9、 部分代镍已获得奥氏体组织，能提高铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性部分代镍已获得奥氏体组织，能提高铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性 五五 不锈钢的分类不锈钢的分类 按不锈钢在按不锈钢在900-1100高温加热，空中高温加热，空中冷却的基本类型分为铁素体不锈钢，奥氏体冷却的基本类型分为铁素体不锈钢，奥氏体不锈钢，马氏体不锈钢和双相不锈钢。不锈钢，马氏体不锈钢和双相不锈钢。 估算组织状态估算组织状态 见书图见书图6-65-2 铁素体不锈钢铁素体不锈钢一一. 牌号及种类（牌号及种类（表表） 牌号特点牌号特点与合金工具钢基本相同，但钢中与合金工具钢基本相同，但钢中Wc0.03% or0.08时，牌号前时，牌号前“

10、00”“0”常见钢种常见钢种1Cr17、1Cr17Ti等等成分特点成分特点 C 0.1%左右，耐蚀性左右，耐蚀性 Cr 13%-28%,耐蚀性耐蚀性 Mo Cu 非氧化介质，有机酸中的耐蚀性非氧化介质，有机酸中的耐蚀性 Ti 晶间腐蚀晶间腐蚀 N 细化晶粒细化晶粒 S 切削性切削性应用应用 这类钢，从室温到这类钢，从室温到Tm合金一直是铁素体，不能热处理强化合金一直是铁素体，不能热处理强化（可用形变强化提高强度），强度不高，塑性很好。用于耐蚀性（可用形变强化提高强度），强度不高，塑性很好。用于耐蚀性要求较高而强度要求不高的构件，如化工设备，容器和管道，食要求较高而强度要求不高的构件，如化工设备

11、，容器和管道，食品工厂设备等。品工厂设备等。 二二 铁素体不锈钢的组织性能铁素体不锈钢的组织性能 1 晶粒粗大晶粒粗大 这类钢铸态组织晶粒粗大。粗大的晶粒组织，不能通过加热冷这类钢铸态组织晶粒粗大。粗大的晶粒组织，不能通过加热冷却过程中的相变来细化，只能通过压力加工却过程中的相变来细化，只能通过压力加工(热轧，锻造热轧，锻造)来碎化；来碎化；当加工温度超过再结晶温度后，晶粒长大倾向很大，加热至当加工温度超过再结晶温度后，晶粒长大倾向很大，加热至900以上晶粒显著粗化。由于晶粒粗大，冷脆倾向大，冷脆转变温度高，以上晶粒显著粗化。由于晶粒粗大，冷脆倾向大，冷脆转变温度高，冲击韧性低。冲击韧性低。

12、生产中需要将这类钢的终轧终锻温度控制在生产中需要将这类钢的终轧终锻温度控制在750 或更低的或更低的温度，向钢中加入少量的钛，可使晶粒粗化倾向降低。温度，向钢中加入少量的钛，可使晶粒粗化倾向降低。 2 相析出 550-850长期停留，长期停留，中析出中析出 （FeCr金属间化合物），变脆；，变脆；相形相形成慢；成慢； 相可逆转变；相可逆转变； 3475脆性脆性 4 4 高温脆性高温脆性5-3马氏体不锈钢一一 马氏体不锈钢的种类和成分特点马氏体不锈钢的种类和成分特点常见钢种常见钢种 ： 表成分特点成分特点 ： C高些 0.1-0.40.1-0.4% % 最高0.9；Cr上限18%；Ni二二 Cr

13、13Cr13型马氏体不锈钢型马氏体不锈钢1Cr131Cr13、2Cr132Cr13、3Cr133Cr13、4Cr134Cr13等，因铬的质量分数大于等，因铬的质量分数大于12%12%，它，它们都有足够的耐蚀性，但因只用铬进行合金化，只在氧化性介质们都有足够的耐蚀性，但因只用铬进行合金化，只在氧化性介质中耐蚀，在非氧化性介质中不能达到良好的钝化，耐蚀性很低。中耐蚀，在非氧化性介质中不能达到良好的钝化，耐蚀性很低。 碳含量低的碳含量低的1Cr131Cr13、2Cr132Cr13钢耐蚀性较好，且有较好的机械性能。钢耐蚀性较好，且有较好的机械性能。一般采用调质处理。制作叶片、水压机阀、结构架、螺栓、螺

14、帽一般采用调质处理。制作叶片、水压机阀、结构架、螺栓、螺帽等。等。 3Cr133Cr13、4Cr134Cr13钢因碳含量增加，强度和耐磨性提高，但耐蚀性降钢因碳含量增加，强度和耐磨性提高，但耐蚀性降低。采用淬火、低温回火处理。制作具有较高硬度和耐磨性的医低。采用淬火、低温回火处理。制作具有较高硬度和耐磨性的医疗工具、量具、滚珠轴承等。疗工具、量具、滚珠轴承等。 1.Cr13 1.Cr13型马氏体不锈钢的室温平衡组织型马氏体不锈钢的室温平衡组织 铁素体铁素体+ +碳化物碳化物 2.Cr132.Cr13型马氏体不锈钢的热处理型马氏体不锈钢的热处理 1 1）软化处理：锻后空冷形成马氏体）软化处理：锻

15、后空冷形成马氏体 ，比较硬，消除锻件内应力，比较硬，消除锻件内应力，以防开裂以防开裂 ，采用软化处理，采用软化处理 高温回火高温回火-700-700-800-800（2-6h2-6h），空冷，回火索氏体，），空冷，回火索氏体，HBHB低低 完全退火完全退火-将钢加热到奥氏体化温度，然后在将钢加热到奥氏体化温度，然后在20-30/h20-30/h的冷却的冷却速度，以获得平衡组织速度，以获得平衡组织 2）淬火淬火 淬火温度淬火温度10001000-1050-1050 淬火组织淬火组织 3 3）回火）回火 根据使用条件来选用回火温度根据使用条件来选用回火温度- - 高硬度、高耐磨、耐蚀零件高硬度、高

16、耐磨、耐蚀零件（低温回火）；综合力学性能零件（低温回火）；综合力学性能零件( (高温回火高温回火) )5-45-4奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢 常见钢种常见钢种 见表见表 一一 Cr-NiCr-Ni奥氏体不锈钢（奥氏体不锈钢（18-818-8） 1 1 成分特点成分特点 Cr-18%Cr-18%，Ni-9%Ni-9%时，单一奥氏体，且可达到时，单一奥氏体，且可达到2/82/8的突变值，电位的突变值，电位耐蚀耐蚀 Ni-11 Ni-1118%18%28%28%为了平衡铁素体形成元素的影响为了平衡铁素体形成元素的影响. .这类不锈钢碳含这类不锈钢碳含量很低（约量很低（约0.1%0.1%），耐蚀性很好。

17、钢中常加入），耐蚀性很好。钢中常加入TiTi或或NbNb，以防止晶间腐，以防止晶间腐蚀。这类钢强度、硬度低，无磁性蚀。这类钢强度、硬度低，无磁性, , 塑性、韧性和耐蚀性均较塑性、韧性和耐蚀性均较Cr13Cr13型型不锈钢好不锈钢好 2 2 组织组织 平衡室温组织平衡室温组织- -奥氏体奥氏体+ +铁素体铁素体+ +碳化物碳化物 不能热处理强化：合金元素多，奥氏体稳定性大，不能热处理强化：合金元素多，奥氏体稳定性大，MsMs在室温以下在室温以下 3 3 冷加工进行强化冷加工进行强化: :一般利用形变强化提高强度一般利用形变强化提高强度, ,其形变强化能力比铁素其形变强化能力比铁素体型不锈钢要强

18、。可采用固溶处理进一步提高奥氏体型不锈钢的耐蚀体型不锈钢要强。可采用固溶处理进一步提高奥氏体型不锈钢的耐蚀性性 4 4 热裂倾向大（焊接）热裂倾向大（焊接）5 5 热处理特点热处理特点1）固溶处理）固溶处理 将钢加热至将钢加热至1050105011501150使碳化物充分溶解，然后使碳化物充分溶解，然后水冷水冷，获得单相奥氏体组织，提，获得单相奥氏体组织，提高耐蚀性高耐蚀性2 2）敏化处理）敏化处理 将固溶处理的钢有意、无意加热至将固溶处理的钢有意、无意加热至400400800800，大量的碳化物析出，使钢的晶间腐，大量的碳化物析出，使钢的晶间腐蚀倾向增大（固溶处理可消除）蚀倾向增大（固溶处理

19、可消除）3 3）稳定化处理）稳定化处理 主要用于含钛或铌的钢，一般是在固溶处理后进行。将钢加热到主要用于含钛或铌的钢，一般是在固溶处理后进行。将钢加热到850850880880，使钢，使钢中铬的碳化物完全溶解，而钛等的碳化物不完全溶解。然后缓慢冷却，让溶于奥氏中铬的碳化物完全溶解，而钛等的碳化物不完全溶解。然后缓慢冷却，让溶于奥氏体的钛已碳化钛充分析出（因钛与碳的亲和力大于铬）。这样，碳将不再同铬形成体的钛已碳化钛充分析出（因钛与碳的亲和力大于铬）。这样，碳将不再同铬形成碳化物，因而有效地消除了晶界贫铬的可能，避免了晶间腐蚀的产生碳化物，因而有效地消除了晶界贫铬的可能，避免了晶间腐蚀的产生 4

20、 4）消除应力）消除应力 将钢加热到将钢加热到300300350350消除冷加工应力；消除冷加工应力； 加热到加热到850850以上，消除焊接残余应力。以上，消除焊接残余应力。 二二 奥氏体不锈钢常见的腐蚀破坏形式奥氏体不锈钢常见的腐蚀破坏形式 1 1 奥氏体晶间腐蚀奥氏体晶间腐蚀 2 2 应力腐蚀应力腐蚀 3 3 点腐蚀点腐蚀 奥氏体和铁素体双相不锈钢简介奥氏体和铁素体双相不锈钢简介 典型钢号典型钢号0Cr26Ni5Mo20Cr26Ni5Mo2等。这类钢是在等。这类钢是在18-818-8型钢的基础上，型钢的基础上，提高铬含量或加入其它铁素体形成元素，其晶间腐蚀和应力提高铬含量或加入其它铁素体

21、形成元素，其晶间腐蚀和应力腐蚀破坏倾向较小，强度、韧性和焊接性能较好，而且节约腐蚀破坏倾向较小，强度、韧性和焊接性能较好，而且节约NiNi，因此得到了广泛的应用。，因此得到了广泛的应用。 作业及思考题作业及思考题耐热钢耐热钢 耐热钢是指在高温下具有高的热化学稳定性和热强性的特殊钢。耐热钢是指在高温下具有高的热化学稳定性和热强性的特殊钢。 1. 用途及性能要求用途及性能要求 用于制造加热炉、锅炉、燃气轮机等高温装置中的零部件。用于制造加热炉、锅炉、燃气轮机等高温装置中的零部件。 要求在高温下具有良好的抗蠕变和抗断裂的能力，良好的抗要求在高温下具有良好的抗蠕变和抗断裂的能力，良好的抗氧化能力、必要

22、的韧性以及优良的加工性能。具有较好的抗高氧化能力、必要的韧性以及优良的加工性能。具有较好的抗高温氧化性能和高温强度（热强性）。温氧化性能和高温强度（热强性）。 燃气轮机 (1) 抗氧化性 抗氧化性是指金属在高温下的抗氧化能力，其在很大程度上取决于金属氧化膜的结构和性能。提高钢的抗氧化性的最有效的方法是加入Cr、Si、Al等元素，它们能形成致密和稳定的尖晶石类型结构的氧化膜。(2) 热强性 热强性指钢在高温下的强度。在高温下钢的强度较低，当受一定应力作用时，发生蠕变（变形量随时间逐渐增大的现象）。金属在高温下强度降低，主要是扩散加快和晶界强度下降的结果。提高高温强度最重要的办法是合金化。 2.

23、成分特点成分特点 耐热钢中不可缺少的合金元素是耐热钢中不可缺少的合金元素是Cr、Si或或Al，特，特别是别是Cr。提高钢的抗氧化性，。提高钢的抗氧化性，Cr还有利于热强性。还有利于热强性。 Mo、W、V、Ti等元素能形成细小弥散的碳化物，等元素能形成细小弥散的碳化物，起弥散强化的作用，提高室温和高温强度。起弥散强化的作用，提高室温和高温强度。 碳是扩大碳是扩大相区的元素，对钢有强化作用。但碳相区的元素，对钢有强化作用。但碳质量分数较高时，由于碳化物在高温下易聚集，质量分数较高时，由于碳化物在高温下易聚集，使高温强度显著下降；同时，碳也使钢的塑性、使高温强度显著下降；同时，碳也使钢的塑性、抗氧化

24、性、焊接性能降低，所以，耐热钢的碳质抗氧化性、焊接性能降低，所以，耐热钢的碳质量分数一般都不高。量分数一般都不高。 3. 钢种及加工、热处理特点钢种及加工、热处理特点 根据热处理特点和组织的不同耐热钢分为铁素根据热处理特点和组织的不同耐热钢分为铁素体型、奥氏体型、马氏体型和沉淀硬化型四种。体型、奥氏体型、马氏体型和沉淀硬化型四种。 常用耐热钢的牌号、成分、热处理及用途(1)铁素体型耐热钢铁素体型耐热钢 常用钢种有常用钢种有0Cr13Al、1Cr17、2Cr25N等。等。 这类钢的主要合金元素是这类钢的主要合金元素是Cr，Cr扩大铁素体区，扩大铁素体区，通过退火，可得到铁素体组织。强度不高，但耐

25、通过退火，可得到铁素体组织。强度不高，但耐高温氧化。高温氧化。 用于油喷嘴、炉用部件、燃烧室等。用于油喷嘴、炉用部件、燃烧室等。 (2)奥氏体型耐热钢奥氏体型耐热钢 常用钢种有常用钢种有1Cr18Ni9Ti、2Cr21Ni12N、2Cr23Ni13、4Cr14Ni14W2Mo等。等。 钢中含有较多的奥氏体稳定化元素钢中含有较多的奥氏体稳定化元素Ni，经固溶，经固溶处理后组织为奥氏体。其化学稳定性和热强性都处理后组织为奥氏体。其化学稳定性和热强性都比铁素体型和马氏体型耐热钢强，工作温度可达比铁素体型和马氏体型耐热钢强，工作温度可达750820。 用于制造一些比较重要的零件，如燃气轮机轮用于制造一

26、些比较重要的零件，如燃气轮机轮盘和叶片、排气阀、炉用部件等。盘和叶片、排气阀、炉用部件等。 这类钢一般进行固溶处理，也可通过固溶处理这类钢一般进行固溶处理，也可通过固溶处理加时效提高其强度。加时效提高其强度。 (3)马氏体型耐热钢马氏体型耐热钢 常用钢种为常用钢种为1Cr13、2Cr13、4Cr9Si2、1Cr11MoV等。等。 这类钢含有大量的这类钢含有大量的Cr，抗氧化性及热强性均高，抗氧化性及热强性均高，淬透性好。经淬火后得到马氏体，高温回火后组淬透性好。经淬火后得到马氏体，高温回火后组织为回火索氏体。织为回火索氏体。 用于制造用于制造600以下受力较大的零件，如汽轮以下受力较大的零件，

27、如汽轮机叶片、内燃机进气阀、转子、轮盘及紧固件等。机叶片、内燃机进气阀、转子、轮盘及紧固件等。 (4)沉淀硬化型耐热钢沉淀硬化型耐热钢 钢种有钢种有0Cr17Ni7Al、0Cr17Ni4Cu4Nb,经固溶经固溶处理加时效后抗拉强度可超过处理加时效后抗拉强度可超过1000MPa,是耐热钢是耐热钢中强度最高的一类钢。中强度最高的一类钢。 用于高温弹簧、膜片、波纹管、燃气透平压缩用于高温弹簧、膜片、波纹管、燃气透平压缩机叶片、燃气透平发动机部件等。机叶片、燃气透平发动机部件等。 耐磨钢 1. 用途及性能要求用途及性能要求 耐磨钢主要用于运转耐磨钢主要用于运转过程中承受严重磨损过程中承受严重磨损和强烈

28、冲击的零件，和强烈冲击的零件，如车辆履带、挖掘机如车辆履带、挖掘机铲斗、破碎机腭板和铲斗、破碎机腭板和铁轨分道叉等。对耐铁轨分道叉等。对耐磨钢的主要要求是有磨钢的主要要求是有很高的耐磨性和韧性。很高的耐磨性和韧性。高锰钢是目前最主要高锰钢是目前最主要的耐磨钢。的耐磨钢。 履带铁轨分道叉2. 成分特点成分特点 (1) 高碳高碳 保证钢的耐磨性和强度。但碳过高时，保证钢的耐磨性和强度。但碳过高时，淬火后韧性下降，且易在高温时析出碳化物。因淬火后韧性下降，且易在高温时析出碳化物。因此，其碳质量分数不能超过此，其碳质量分数不能超过1.4%。 (2) 高锰高锰 锰是扩大奥氏体区的元素，它和碳配合，锰是扩

29、大奥氏体区的元素，它和碳配合，保证完全获得奥氏体组织。锰和碳的质量分数比保证完全获得奥氏体组织。锰和碳的质量分数比值约为值约为1012（锰质量分数为（锰质量分数为11%14%）。）。 (3) 一定量的硅一定量的硅 硅可改善钢水的流动性，并起固硅可改善钢水的流动性，并起固溶强化的作用。但其含量太高时，易导致晶界出溶强化的作用。但其含量太高时，易导致晶界出现碳化物。故其质量分数为现碳化物。故其质量分数为0.3%0.8%。 3. 典型钢种典型钢种 ZGMn13 高锰钢由于机械加工困难，故基本上是铸态下使高锰钢由于机械加工困难，故基本上是铸态下使用。用。 4. 热处理特点热处理特点 高锰钢都采用水韧处

30、理，即将钢加热到高锰钢都采用水韧处理，即将钢加热到1000 1100 ，保温，使碳化物全部溶解，然后在，保温，使碳化物全部溶解，然后在水中快冷，在室温下获得均匀单一的奥氏体组织。水中快冷，在室温下获得均匀单一的奥氏体组织。此时钢的硬度很低（约为此时钢的硬度很低（约为210HB），而韧性很高。），而韧性很高。当工件在工作中受到强烈冲击或强大压力而变形当工件在工作中受到强烈冲击或强大压力而变形时，表面层产生强烈的加工硬化，并且还发生马时，表面层产生强烈的加工硬化，并且还发生马氏体转变，使硬度、耐磨性显著提高，心部保持氏体转变，使硬度、耐磨性显著提高，心部保持高韧性。高韧性。 返回此时两极的反应是：

31、此时两极的反应是：在阳极在阳极(电极电位低的电极电位低的zn板板)上，上，z nzn+十十2e。即。即Zn不断离子不断离子化离子进入溶液而不断溶解。化离子进入溶液而不断溶解。在阴极在阴极(电极电位高的电极电位高的Cn板板)上。上。2H+2eH 2，即酸中的氢离子还，即酸中的氢离子还原，形成氢气逸出。阴极得到保护。原，形成氢气逸出。阴极得到保护。返回铬含量对Fe-Cr合金电极电位的影响(大气条件) 返回作业及思考题1 不锈钢是如何分类的？不锈钢中加Cr的目的是什么？为什么一般Cr13%？2 不锈钢的含碳量为何比较低？3 为何高Cr不锈钢热加工性比较差？4 奥氏体不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的

32、各是什么？固溶处理与一般钢的淬火有何不同？5 20CrMnTi钢和1Cr18Ni9Ti钢中Ti的作用返回不锈钢的牌号、成分、热处理、性能及用途（摘自GB/T1220-1992）类 别 钢号 化学成分 w/% 热处理 机械性能 特性及用途 C Cr b /MPa 0.2 /MPa 5 /% /% Ak /J HB HRC 马 氏 体 型 1Cr13 0.15 11.513.50 9501000 油或水淬 700750 快冷回火 540 345 25 55 78 159HB 制作能抗弱腐蚀性介质、能承受冲击载荷的零件，如汽轮机叶片、水压机阀、结构架、螺栓、螺帽等 2Cr13 0.160.25 12

33、14 920980 油或水淬 600750 快冷回火 635 440 20 50 63 192HB 3Cr13 0.260.35 1214 920980 油淬 600750 快冷回火 735 540 12 40 24 217HB 4Cr13 0.360.45 1214 10501100 油或水淬 200300 空冷回火 50HRC 制作具有较高硬度和耐磨性的医疗工具、量具、滚珠轴承等 9Cr18 0.901.00 1719 10001050 油淬 200300 油、空冷回火 55HRC 不锈切片机械刃具、剪切刃具、手术刀片、高耐磨、耐蚀件 铁素体型 1Cr17 0.12 1618 780850

34、 空冷 450 205 22 50 183HB 制作硝酸工厂设备，如吸收塔、热交换器、酸槽、输送管道，以及食品工厂设备等 返回常用耐热钢的牌号、成分、热处理及用途（摘自GB/T1221-1992） 类类别别钢号钢号化学成分化学成分w/%热处理热处理温度温度/部分力学性能部分力学性能用用途途CSiMnPSNiCrMo其它其它0.2/MPab/MPaHB马马氏氏体体型型4Cr9Si20.350.502.003.000.700.0350.0300.60810淬火淬火10201040油冷油冷回火回火700780油油冷冷590885有较高的热强有较高的热强性，作内燃机性，作内燃机进气阀，轻负进气阀，轻负荷发动机的排荷发动机的排气阀气阀4Cr10Si2Mo0.350.451.902.600.700.0350.0300.609.010.50.700.90淬火淬火10101040油冷油冷回火回火720760空空冷冷685885有较高的热强有较高的热强性，作内燃机性，作内燃机进气阀，轻负进气阀，轻负荷发动机的排荷发动机的排气阀气阀1Cr11M