五章节不锈钢ppt课件

1、第一节第一节 钢的耐蚀性钢的耐蚀性第二节第二节 不锈耐蚀钢不锈耐蚀钢 不锈耐蚀钢通常是不锈钢耐大气、不锈耐蚀钢通常是不锈钢耐大气、蒸汽和水等弱蒸汽和水等弱腐蚀介质腐蚀的钢和耐酸钢耐酸、碱、腐蚀介质腐蚀的钢和耐酸钢耐酸、碱、盐等强腐蚀介盐等强腐蚀介质腐蚀的钢的统称。质腐蚀的钢的统称。 广泛用于化工、广泛用于化工、石油、卫生、食品、石油、卫生、食品、建筑、航空、原子建筑、航空、原子能等行业。能等行业。用硝酸酒精浸蚀碳钢显示用硝酸酒精浸蚀碳钢显示珠光体珠光体阳极：阳极：-Fe，低电位，低电位，Fe元元素被氧化成素被氧化成Fe3+，组织凹陷；，组织凹陷；阴极：阴极：Fe3C，高电位，硝酸，高电位，硝酸

2、中的中的H+被复原成被复原成H2 。q 钢的钝化景象钢的钝化景象 电化学腐蚀的实例电化学腐蚀的实例1、电化学腐蚀的本质、电化学腐蚀的本质 钢在电解质溶液中，由于本身微观上的成分、组织钢在电解质溶液中，由于本身微观上的成分、组织和应力的不均匀，导致微区域间电极电位的差别，构成和应力的不均匀，导致微区域间电极电位的差别，构成了微阳极区和微阴极区，构成原电池。了微阳极区和微阴极区，构成原电池。 电化学腐蚀机理电化学腐蚀机理2、电极极化曲线、电极极化曲线 实验研讨证明：腐蚀开场后，阴、阳极的电位会发生实验研讨证明：腐蚀开场后，阴、阳极的电位会发生变化，即向着电位差减小的方向变化。这种电极电位的变变化，

3、即向着电位差减小的方向变化。这种电极电位的变化称为极化。阳极变正，阴极变负，电位差减少化称为极化。阳极变正，阴极变负，电位差减少1阴极极化：通路后，阴极电位向负的方向变化。阴极极化：通路后，阴极电位向负的方向变化。缘由：耗费电子的阴极过程受阻，使阴极的电子呵斥堆缘由：耗费电子的阴极过程受阻，使阴极的电子呵斥堆积，升高了外表电荷密度，导致阴极电位变负。积，升高了外表电荷密度，导致阴极电位变负。右图：右图：腐蚀电池在腐蚀电池在电路接通后电路接通后阳极、阴极阳极、阴极的电位变化的电位变化2阳极极化：通路后，阳极电位向正的方向变化。阳极极化：通路后，阳极电位向正的方向变化。缘由：由于腐蚀过程中构成有维

4、护作用的钝化膜，妨碍缘由：由于腐蚀过程中构成有维护作用的钝化膜，妨碍了阳极金属和溶液的接触，使金属构成离子的速度减慢，了阳极金属和溶液的接触，使金属构成离子的速度减慢，因此降低了阳极外表的电荷密度，升高了阳极的电位。因此降低了阳极外表的电荷密度，升高了阳极的电位。3阳极极化曲线：阳极极化曲线： 常用的常用的FeFe、CrCr、NiNi、TiTi等金属的阳极极化过程等金属的阳极极化过程具有独特的极化方式。具有独特的极化方式。 随着阳极极化电流的随着阳极极化电流的升高，腐蚀电流不是均匀升高，腐蚀电流不是均匀的降低，而是先添加，然的降低，而是先添加，然后减少到最小，并坚持这后减少到最小，并坚持这个电

5、流经一定的电位升高个电流经一定的电位升高阶段，然后电流再添加。阶段，然后电流再添加。4极化曲线的运用极化曲线的运用 钢在一个详细介质中如能钢在一个详细介质中如能获得有稳定钝化区的阳极极化获得有稳定钝化区的阳极极化曲线，那么当阴极极化曲线交曲线，那么当阴极极化曲线交于钝化区时，如图中线的交于钝化区时，如图中线的交点点E E，这时的腐蚀电流为，这时的腐蚀电流为I I最小，最小，钢将很耐蚀。钢将很耐蚀。 同理，同理，A A点的腐蚀电流点的腐蚀电流I I较较大，钢易腐蚀。大，钢易腐蚀。 极化作用对提高金属的耐蚀性意义很大。一切加强阳极化作用对提高金属的耐蚀性意义很大。一切加强阳极极化或阴极极化的要素，

6、都提高金属的耐蚀性。在不极极化或阴极极化的要素，都提高金属的耐蚀性。在不锈钢的研讨开展中，使钢的阳极相具有好的钝化性能，锈钢的研讨开展中，使钢的阳极相具有好的钝化性能，并调理阴极相，使之极化曲线交于钝化区，这是钢即获并调理阴极相，使之极化曲线交于钝化区，这是钢即获得很高的耐蚀性。得很高的耐蚀性。3、电化学腐蚀的类型、电化学腐蚀的类型P79 1普通腐蚀：又称均匀腐蚀或延续腐蚀。这种腐蚀易辨普通腐蚀：又称均匀腐蚀或延续腐蚀。这种腐蚀易辨别，普通不易带来危险的失效事故。别，普通不易带来危险的失效事故。2晶界腐蚀：普通，晶界较晶内具有较大的活性。当晶晶界腐蚀：普通，晶界较晶内具有较大的活性。当晶界分布

7、有夹杂物和偏聚有溶质原子时，晶界的电位进一界分布有夹杂物和偏聚有溶质原子时，晶界的电位进一步降低，晶界与晶内的电位差加大，这时那么会引起晶步降低，晶界与晶内的电位差加大，这时那么会引起晶界的深腐蚀。界的深腐蚀。3点腐蚀：又称孔蚀，是不锈钢的钝化膜部分破坏引起。点腐蚀：又称孔蚀，是不锈钢的钝化膜部分破坏引起。4应力腐蚀：应力和腐蚀介质共同作用的结果，即钢内裂应力腐蚀：应力和腐蚀介质共同作用的结果，即钢内裂纹尖端处阳极溶解时促进了裂纹的构成和扩展。纹尖端处阳极溶解时促进了裂纹的构成和扩展。5氢脆：钢处于张应力形状时，由于腐蚀吸收阴极的析氢氢脆：钢处于张应力形状时，由于腐蚀吸收阴极的析氢而产生的破裂

8、。而产生的破裂。 1 1获得稳定钝化区的阳极极化曲线；获得稳定钝化区的阳极极化曲线； 2 2提高不锈钢基体的电极电位；提高不锈钢基体的电极电位； 3 3使钢具有单相组织，减少微电池的数量；使钢具有单相组织，减少微电池的数量； 4 4使钢外表获得稳定的外表维护膜。使钢外表获得稳定的外表维护膜。q 合金元素对钢钝化的影响合金元素对钢钝化的影响 提高钢的耐蚀性的途径提高钢的耐蚀性的途径 合金元素的作用合金元素的作用 1 1CrCr：构成：构成FeFe、CrCr复合氧化膜，降低腐蚀电流。复合氧化膜，降低腐蚀电流。2 2NiNi：能促进单相奥氏体的构成，显著提高钢在非氧化：能促进单相奥氏体的构成，显著提

9、高钢在非氧化性硫酸中性硫酸中的耐蚀性。的耐蚀性。3Mn：能显著提高钢在有机酸中的耐蚀性。：能显著提高钢在有机酸中的耐蚀性。4Mo：构成含：构成含Mo钝化膜，在许多强腐蚀介质中具有很高钝化膜，在许多强腐蚀介质中具有很高的稳定性，还能防止氯离子对膜的点腐蚀。的稳定性，还能防止氯离子对膜的点腐蚀。5Pt：提高不锈钢在硫酸中的耐蚀性；：提高不锈钢在硫酸中的耐蚀性；6Mo、Cu、Ni的混合添加的混合添加 为了阐明不锈钢的实践成分和所得到组织的关系，人为了阐明不锈钢的实践成分和所得到组织的关系，人们制成了铬当量【们制成了铬当量【CrCr】- -镍当量【镍当量【NiNi】图。】图。 钢中铁素体构成元素钢中铁

10、素体构成元素CrCr、MoMo、SiSi、TiTi、NbNb等折合成等折合成CrCr的作用，奥氏体构成元素的作用，奥氏体构成元素NiNi、MnMn、CuCu等折合成等折合成NiNi的作用。的作用。根据当量计算式算出当量数，在图中求得其交点，根据交根据当量计算式算出当量数，在图中求得其交点，根据交点所在相区，确定钢的相组成。点所在相区，确定钢的相组成。q 不锈钢组织图不锈钢组织图不锈钢按其正火组织不同分为五类：不锈钢按其正火组织不同分为五类： 马氏体型；马氏体型； 铁素体型；铁素体型； 奥氏体型；奥氏体型； 双相型；双相型； 沉淀硬化型；沉淀硬化型；( (奥氏体型不锈钢约占不锈钢总产量的奥氏体型

11、不锈钢约占不锈钢总产量的7070) )q 不锈钢组织图不锈钢组织图 马氏体不锈钢马氏体不锈钢 碳碳0.1%1.0%，铬，铬12%18%。此类钢只在氧化。此类钢只在氧化性性介质中介质中(如大气、海水、氧化性酸如大气、海水、氧化性酸)耐蚀，而在非氧化性耐蚀，而在非氧化性介质中介质中(如盐酸、碱溶液等如盐酸、碱溶液等)耐蚀性很低；钢的耐蚀性随耐蚀性很低；钢的耐蚀性随铬含量的降低和碳含量的添加而降低，钢的强度、硬度铬含量的降低和碳含量的添加而降低，钢的强度、硬度和耐磨性那么随碳的添加而改善。和耐磨性那么随碳的添加而改善。 常见的有：低、中碳的常见的有：低、中碳的Cr13型如型如1Cr13、2Cr13、

12、3 C r 13 、 4 C r 1 3 和 高 碳 和 高 碳 C r 1 8 型 如型 如 9 C r 1 8 、9Cr18MoV。 碳含量碳含量0.15%0.15%、铬含量、铬含量12123030，耐蚀性优于马氏，耐蚀性优于马氏体不锈钢。体不锈钢。CrCr是铁素体构成元素，致使此类钢从室温到高是铁素体构成元素，致使此类钢从室温到高温温10001000左右均为单相铁素体；塑性加工、切削加工左右均为单相铁素体；塑性加工、切削加工和焊接性较优。主要用于对耐蚀性和抗氧化性有较高要求和焊接性较优。主要用于对耐蚀性和抗氧化性有较高要求的零件，如耐硝酸、磷酸构造和抗氧化构造。的零件，如耐硝酸、磷酸构造

13、和抗氧化构造。 常见的铁素体不锈钢有常见的铁素体不锈钢有0Cr130Cr13、1Cr171Cr17、1Cr281Cr28等。等。 铁素体不锈钢铁素体不锈钢 在在Cr18Ni8(18-8)根底上开展起来的，低碳根底上开展起来的，低碳(0.12)、高铬高铬(1725)和较高镍和较高镍(829) ；此类钢具有最；此类钢具有最佳的耐蚀性，但相应地价钱也较高；优良的低温韧性、高佳的耐蚀性，但相应地价钱也较高；优良的低温韧性、高的加工硬化才干、耐热性和无磁性，其冷塑性加工性和焊的加工硬化才干、耐热性和无磁性，其冷塑性加工性和焊接性能较好。接性能较好。 以以Cr18Ni8普通型奥氏体不锈钢用量最大，牌号有普

14、通型奥氏体不锈钢用量最大，牌号有1Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti及及0Cr18Ni9等。等。 奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢 研讨阐明当不锈钢是由奥氏体和铁素体两相构成的研讨阐明当不锈钢是由奥氏体和铁素体两相构成的复相资料时其中铁素体占复相资料时其中铁素体占(520)%，不仅抑制了奥氏，不仅抑制了奥氏体不锈钢应力腐蚀抗力差的缺陷，而且还具有提高抗晶间体不锈钢应力腐蚀抗力差的缺陷，而且还具有提高抗晶间腐蚀性能及焊缝热裂性的作用。腐蚀性能及焊缝热裂性的作用。 0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5Mo3Si2等等都属于双相不锈钢。都属于双相不锈钢。 双相不锈钢双相不锈钢 这类钢含这类钢含NiNi较低，经热处置可构成不稳定的奥氏体甚较低，经热处置可构成不稳定的奥氏体甚至马氏体，经时效可沉淀析出金属间化物例如至马氏体，经时效可沉淀析出金属间化物例如Ni3AlNi3Al、Ni3NbNi3Nb等使资料强化而不失其耐蚀性，其强度可到达等使资料强化而不失其耐蚀性，其强度可到达 (12501600)MPa(12501600)MPa。因此这类钢主要用作要求高强