工程材料过控黑色金属及其选用

工程材料海洋科学与技术学院贾非DalianUniversityofTechnology第7章

黑色金属及其选用*

主要内容压力容器用钢

工况分析及对材料性能的要求

压力容器用钢

高温及低温构件用钢

高温用钢、低温用钢耐腐蚀构件用钢

腐蚀的工况特点、合金元素的影响

杂质的影响、耐蚀钢材零部件用钢

回转件用钢、支撑件用钢有色金属及其合金压力管道工况分析

管道用钢及铸铁*3过程装备品种繁多，如换热、传质、化学反应设备及各种储罐等。压力容器用钢4过程装备使用（化工生产）的特点：1）生产的连续性强2）生产的条件苛刻

3）介质的腐蚀性强

4）介质大多易燃易爆有毒性

5）温度和压力变化大

6）安全至关重要压力容器用钢5过程装备的基本要求安全可靠性要求

化工设备必须具有足够的强度和刚度，良好的韧性、耐腐蚀性和可靠的密封性。工艺条件要求

工艺性能要求包括：反应设备的反应速度、换热设备的传热量、塔设备的传质效率、储存设备的储存量等。经济合理性要求

在满足工艺要求和安全可靠运行的前提下，要尽量做到适用和经济合理。便于操作和维护环境保护要求压力容器用钢6过程装备设备的特点功能原理多样化外壳多为压力容器化工—机械—电气一体化设备结构大型化压力容器用钢7压力容器须满足三个条件：所承受的压力超过0.1MP。容器直径大于0.15米且容积大于0.025立方米。所盛装的介质为气体、液化气体或最高工作温度超过其沸点的液体。压力容器用钢8基本承压部件1.筒体2.封头3.密封装置(法兰、密封元件、坚固件）4.开孔(人/手孔)5.接管6.支座附件7.安全附件（安全阀、爆破片）8.测量与控制仪表压力容器的结构9压力容器的分类1、按设计压力分类低压容器0.1MPa≤p＜1.6MPa。中压容器1.6MPa≤p＜10.0MPa。高压容器10.0MPa≤p＜100MPa。超高压容器p≥100MPa。压力容器用钢10压力容器的分类113、按工作温度分类低温容器

设计温度≤-20℃。常温容器

设计温度≤-20～200℃。中温容器

设计温度≤200～450℃。高温容器

设计温度＞450℃压力容器的分类124、按壁厚分类薄壁容器K=D0/Di≤1.2厚壁容器K=D0/Di

＞1.2压力容器的分类135、按《压力容器安全技术监察规程》分类压力容器的分类14压力容器的分类15力学性能因素引起的压力容器失效：1）韧性断裂

内部压力超载，均匀腐蚀、高温氧化、磨损等造成壁厚减薄。2）脆性断裂

氢脆、碱脆、σ相脆化、碳化物析出脆化、低温脆化、辐照脆化等。

3）疲劳脆断强

流体产生振动、周期性温度变化，多为低周高应力疲劳。压力容器用钢16压力容器对材料性能的要求：1）压力容器大都为低碳钢2）良好的冶金质量

3）优良的综合力学性能

强度、塑性和韧性合理配合；屈强比大于0.7时在设计制造中予以重视，大于0.8~0.85时特殊对待。4）良好的材料组织和组织稳定性

5）良好的加工工艺性能和焊接性能压力容器用钢17压力容器用钢

制造压力容器用钢主要有碳素钢、低合金高强钢、低温钢，中温抗氢钢、不锈钢、耐热钢，复合钢板；受压元件用钢材品种有钢板、钢管、锻钢、棒钢、铸钢等。低碳钢用于低压薄壁容器，有一定的强度、良好的塑性、韧性和加工工艺性，焊接性能良好。Q235-A·F、Q235-A，提供拉伸试验的σb、σs和δ值；Q235-B做常温冲击试验；Q235-C做0℃冲击试验。20R

容器专用优质碳素钢钢板，对冲击韧性有较严格的要求压力容器用钢18碳钢的品种及规格

品种：钢板、钢管、型钢、铸钢和锻钢（1）钢板（压力容器用热扎厚钢板）

4mm～6mm厚度间隔为0.5mm

6mm～30mm厚度间隔为lmm

30mm～60mm厚度间隔为2mm

碳素钢板材有Q235-A、Q235-A·F、08、10、15、20等。压力容器用钢19压力容器用碳素钢镇静钢板的适用范围表钢板牌号使用温度℃设计压力MPa壳体钢板厚度mm

其它限制Q235-B

0~350≤1.6≤20不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器Q235-C

0~400≤2.5≤30压力容器用钢20（2）钢管

无缝钢管和有缝钢管。

无缝钢管有冷轧和热轧。普通无缝钢管常用材料有10、15、20等；有专门用途的无缝钢管，如热交换器用钢管、石油裂化用无缝管、锅炉用无缝管等。

有缝管分镀锌(白铁管)和不镀锌(黑铁管)两种。（3）型钢

有圆钢、方钢、扁钢、角钢（等边与不等边）、工字钢和槽钢。

圆钢与方钢主要用来制造各类轴件；扁钢常用作各种桨叶；工字钢、槽钢、角钢广泛用于工业建筑和金属结构。压力容器用钢21（4）铸钢和径锻钢铸钢用ZG表示，ZG25、ZG3额5等，用爪于制造言各种承染受重载邻荷的复掉杂零件通，如泵脊壳、阀辟门、泵晌叶轮等畅。锻钢有08、10、15、…、50等牌号，志压力容器级用20、25等制作灭管板、箱法兰、避顶盖等停。压力容器用钢22低合金高殊强度钢钢板为16M兵nR、15M亮nVR、15M伐nNb他R、18M秩nMo辩NbR、13Mn筛NiMo掩NbR、07M肚nCr男MoV境R及16M把nDR等低温撤用低合笔金钢。砌钢管为16M芽n、15M委nV。常见的才有：16M押nR、15Mn粱VR。钢板牌号使用温度℃壳体钢板厚度mm说明20R-20~4756~100严于碳素结构钢16MnR-20~4756~120加入适量Mn元素强度显著提高压力容器用钢2316M脉nR屈服强度350M嫩Pa的低合摧金高强杯度钢，义具有良象好的综鸦合力学显性能、爆焊接性汪能、工斯艺性能巴及低温英冲击韧埋性。中国压力卫容器专用苍钢板中使盗用量最大煮的一个钢模号，用于-20义~47启5℃的中低凶压压力排容器壳椒体及承职压构件劲、液化雕石油气喇瓶及中佣小型球术罐。缺口敏感贱性比低碳沫钢大、疲根劳强度低弹、焊接时但易产生裂遵纹。低合金钢强度钢2416M都nR，Mn的作用：溶于铁素遗体产生较棕强的固溶薪强化作用沟；降低奥闪氏体分秋解温度驰，细化卸铁素体浪晶粒，待使珠光本体量增溪加、晶种片变细甲，消除饰晶界上傅的粗大敢片状碳昂化物，湿提高强槽度和韧办性；降低韧喇脆转变动温度，跪使钢具攀有较好株的低温事韧性。含量超疾过1.5库%，因贝氏强体的出现县，使钢的牌塑性、韧础性下降，微焊接性能舅变坏，容他易产生裂邪纹。低合金钢强度钢2515Mn薄NbR屈服强度370M乔Pa，显微组她织为铁素旦体+珠光体季。强度、韧筐性高于16Mn恼R，焊接性三能和抗硫蚀化氢性能专与其相似罪。主要取代映进口钢板启，用于液充化石油气华大型储罐四，可明显姻降低钢板萝厚度、加竹工费用，轨保证加工铅质量。低合金钢强度钢2615M嫂nVR、18M移nMo弦NbR屈服强薯度分别档为390M替Pa、440M棍Pa，强度较泰高，但塑示性、韧性姑都较C-Mn钢低，炕且有较纤高的缺狠口敏感撇性和时享效敏感新性。15M束nVR主要用亡于制造逆承受较择高压力极的大型除储罐、拔高压容势器内筒内及层板没、锅炉炉汽包等姐。18Mn纳MoNb样R用于制伙造高压骗容器承花压壳体扯，如氨近合成塔孔和尿素习合成塔调等。这两种村钢板大谨量使用王后，发咽现焊接醉接头有蒙裂纹，报目前已座较少使均用制造盏新设备前。低合金钢强度钢2713Mn庭NiMo暮NbR目前国显内单层酱卷焊厚幻玉壁压力子容器的农一个综寸合力学严性能较桑理想的厕钢号。利用固额溶强化架提高钢惊材的热疏强性，400℃屈服强度门仍可达300疤MPa；加入Nb元素并乱控制轧承制，呈毫现微合易金化组积织；S、P含量尽蔬量降低诊，≤0.0束25%。钢板的拦韧性、倚塑性高军，低温隔下也有竹高的冲东击吸收看功。低合金钢强度钢2807M脏nCr落MoV赞R用于高参誉数球形容婚器的一个纲力学性能膨和焊接性顷能均相当免理想的钢酿号，高强僚度、高韧花性、优良絮焊接性能唐。推荐使用丝式温度-20挪~35招0℃。低的焊接香裂纹敏感傲性，控制价碳当量≤0.4梳2%，焊接晕冷裂纹瘦敏感性值组成≤0.2努%，厚度≤50m巡寿m厚板可海以不预菜热或稍锄加预热秩。已建造公称容碎积50~色200脸0m3的氧气、结氮气、氢债气、液化饱石油气、旱乙烯、丙走烯等常温剩及低温球掏罐40余台。箭成为我袄国建造者大型球具罐的主烧要钢种榴。低合金钢强度钢2907M有nCr姑MoV字R含碳量著低（≤0.0揪9%），高强眯度（σs≥490痛MPa，σb为610萝~74态0MP裙a）。采用最迈佳的微删合金化轮处理，村添加Ni、Cr、Mo、V、B等；合理的调藏质热处理栗工艺，形乡丰成高密度质位错的强刷韧化组织值结构；先进的脱偏硫设备和撇真空处理团手段，降师低S、P含量、提另高洁净度而。低合金钢强度钢30压力容器用钢31高温用钢“高温”常指宝高于450℃的工弊作温度浓；“耐热”指材料宗在高温下方有热稳定冰性和热强佳性。碳钢使太用温度公一般在450℃以下霞，高于450℃推荐使惭用耐热钢凭，高于800℃常用其丙他高温材尿料。在高温工另作条件下中用钢的特蹦点：产生蠕变逃现象力学性能滩随温度及贼载荷持续刊时间而变幕化组织结坐构常会越发生转却变高温及低温构件用钢32蠕变曲蛇线高温用钢理想的双材料，干蠕变曲鹊线具有僻很小的捧起始蠕射变和低次的蠕变仙速率，漏明显的铅加速阶盲段。33蠕变机制高温用钢温度较高拿时原子的萄活动能力啊提高，使辅得位错滑悟移更为容筹易，低于冲屈服极限腔的应力造少成材料塑膊性变形，惭加工硬化睡亦随之产努生，材料森开始强化休，变形抗荒力加大。变形速傅率随时刺间而下磁降；加工硬析化和回律复、再韵结晶同猫时进行稿，变形竞速率基孔本保持眠恒定。大的塑酷性变形惯在晶界鸽形成微屋孔和裂鉴纹，试客件开始忍产生缩底颈，塑秘性变形姓速率加辅快，最馋后导致很试件断派裂。34蠕变导致灿的失效高温用钢过量变筑形失效梁的弯震曲，杆肾件、容爪器壳体起的失稳搞，汽缸裙蠕胀而懒泄露等施，可用蠕变抗力旬指标作为判跪据。蠕变断塔裂构件发生概断裂或容举器发生破迎裂，用蠕变断裂根指标作为判据济。应力松弛总变形界不变，欧应力随寸时间逐进渐降低壁的现象功。紧固聋件，如青压紧螺冰栓、铆敏钉等。漆在金属橡构件总赴形变恒喊定的条灿件下，窄由于弹赏性形变丙不断转临变为塑铸性形变祖，从而废使应力母不断减浆小。35高温组屯织结构泳变化高温用钢石墨化钢材在狂高温作蚂用下渗粒碳体自勿行分解剥的一种民现象，部也称析大墨现象榴。石墨滑使材料院脆化、钱强度与捕塑性降效低，颗什粒聚集漂成链状备，会导闸致材料搞断裂。球化低合金珠抬光体耐热捷钢在高温企长期作用汁下，珠光依体组织中图片状渗碳推体铸件转蹈变为球状扫渗碳体，疯并逐渐聚罚集长大。驻降低钢材炊强度尤其回是高温强查度；中等奶球化使低总碳钢和低狠碳钼钢常姑温强度降艘低10~扯15%，严重框球化降乏低20~3正0%，而高凡温强度拼会下降袜到50%。36高温组织渔结构变化高温用钢合金元坝素的再测分配高温下糠长时间井工作，孤合金元盯素在固倍溶体和尤碳化物婆之间重挎新分配锁，铬、物钼、钒尝等强化康元素的萝原子由刊固溶体酿向碳化份物转移桌。固溶恳强化作旋用显著数降低，昨导致耐君热钢的秋高温强辛度下降彩。新相的形王成碳化物姜结构类全型、数粮量和分元布的变邪化，趋柿向形成找稳定状迷态的碳委化物。37高温腐不蚀高温用钢高温环幼境往往滚是含氧它、硫、恋氢、氮巧等的高仇温气体均，发生蹦化学反浊应，损恋耗金属位，大多颈会在其欣表面上电生成氧压化物、庙硫化物器、氮化再物等固示体表面辰膜。钢铁表面采形成的固绪态氧化膜隔结构与性葛能各不相爬同，保护头性能的好义坏取决于催氧化物的扮高温稳定衬性，氧化烘膜的完整变性、致密脾性、组织杀结构和厚购度、膜与岔金属材料翻的相对热塔膨胀系数特以及氧化尝膜的生长害应力等因康素；其中步氧化膜的微完整性和负致密性是末至关重要理的。38高温用钢表的性能要补求高温用钢（1）高温用课钢力学性穷能的考虑39高温用抵钢的性戒能要求高温用钢40高温用钢移的性能要帐求高温用钢松弛稳定缸性指标有贡多种，礼最常用主的是以抬金属在慰一定温角度和一歉定初应众力作用马下，经毅规定时炸间后剩花余应力山的大小宵来表示赛。41高温用钢迅的性能要蜘求高温用钢（2）抗氧姥化性硫化、氮妨化、碳化异、卤化等拐类型的高漆温腐蚀也贡是广义的鱼氧化。金属材们料的抗思氧化性这的评价疑与其他过腐蚀一淡样，采扁用失重闯法、增引重法测杠定，采晚用腐蚀罗速度或芦腐蚀速执率表示搅。钢铁葡材料的飘抗氧化爹性可分角为五级拔。提高高叠温强度浊的途径:①固溶强化芦；②析出刊强化；③晶幕界强化(加入B、Zr等降低猫晶界能岔量)高温合金中的‘析出相高温合金中的弯曲晶界裂纹中止于晶界颗粒状析出物高温用钢43高温用钢高温用钢珠光体胞耐热钢涡轮机机壳钢制法兰常用钢爆号为15Cr糊Mo、12C涂r1M坊oV，是低舞合金钢孙。合金元素悄作用：Cr提高抗垄氧化性膛；Mo提高热强万性(T再);V弥散强丸化。热处理：正火处计理组织:F+P用途：600℃以下的锅炉及峡管道,压力容器，热交换蹲器，汽居轮机转吓子等。烟管式锅炉锅炉管珠光体耐热钢马氏体耐罪热钢常用钢号杏为1Cr晒13、1Cr1斗1MoV、1Cr镜12W刃MoV；4Cr不9Si蔑2、4Cr1宋0Si2揭Mo合金元蹄素作用范：Cr、Si提高抗氧桥化性;Mo提高热壁强性(T再);V弥散强宅化。热处理：调质。组织：S回。汽轮机叶片高温用钢用途：1Cr艺13、1Cr1槐1MoV用于550凝℃以下汽皱轮机叶支片，又社称叶片钢；4Cr恨9Si结2主要用于嫁制造使用卡温度低于750℃的发但动机排首气阀，湖又称气阀钢。汽车阀门锅炉安全泄压阀(2Cr13)马氏体耐热钢过热器铁素体危耐热钢含13%或17%铬的简单乔铁素体钢暴及在其基狗础上加入Si、Al等合金浴元素以湖提高抗枕氧化性尸的铁素张体耐热舒钢。抗氧化性港强，但高粘温强度低绩，焊接性教能差，脆软性大，多用用于受力厚不大的加裕热锅炉构纺件。高温用钢常用钢落号有1Cr苏13S唤i3、1Cr租13S缺iAl、1Cr1叠8Si2等。过热器管排过热器右集箱奥氏体逝耐热钢铬镍含量18-8及25-肯20的简单稼奥氏体素钢及在刮其基础举上加入W、Mo、V、Ti、Nb、Al等元素纵，强化置奥氏体抵。Cr的作用吧是提高轿抗氧化既性；Ni的作用黎是获得碗单相奥义氏体;Ti的作用是怕弥散强化扔。热处理宜采用固溶处理组织为单相A。高温用钢常用钢快号有0Cr灾19N追i9、0Cr联18N斩i9T脊i、0Cr浸17N暑i12唱Mo2、2Cr2后5Ni2箭0等。主要用攀于制造欢工作温卫度在600叔~85兴0℃的高腿压锅炉滚过热器锁、承压第反应管袄、汽轮济机叶片草、叶轮相、发动特机气阀罗等。奥氏体耐热钢涡轮机机壳钢制法兰50高温用钢缴选材高温用钢制氢装置咱废热锅炉混合预万热二段挣介质夕和烟气紧温度高绿，选用18-8型奥氏体岁耐热钢；原料预热旧二段和混扮合预热一堪段婆温度条根件不及混酬合二段苛汤刻，选用家含Cr、Mo、V等合金妈元素的残低合金氧耐热钢斑，如Cr5M宵o、12C部r1M叶oV、15C腐rMo；原料预热削一段、省瓣煤段、混秘合预热一刚段、水保享护段和蒸忧发段眯炉管夺的实际温调度不太高啊，用一般卧碳钢或低Cr、Mo含量的推珠光体普低合金付耐热钢敲，如20R，12C清rMo、15Cr嗽Mo等。51低温用娇钢一般用冤于0℃以下哄温度的勒材料称监为低温材料，金属材它料使用低朝合金钢、只镍钢和铬滑镍奥氏体镇钢，及钛顿合金、铝饿合金等有茎色金属。生产、储夕存、运输浪和使用液亡化天然气侨、液化石览油气、液延氧、液氢鄙、液氮、饥液氦、液阁体二氧化致碳等液化元气体的过幻玉程装备及败构件，寒掉冷地区的雁过程装备滤及构件。低温下使岁用的压力隔容器、管腔道、设备绵及其构件挺脆性断裂殿时有发生凶。高温及低温构件用钢52低温用怒钢的工竟况和特姑点低温用钢低温脆断同的特点名义应波力较低比，低于歇屈服强朵度或设堆计应力右，也称创低应力妖脆断；构件低融温脆断烟之前没弦有明显兔的塑性后变形或埋只有局塌部的少马量塑性惜变形，挪有脆性痰断口特土征；裂纹扩赏展速度像快；原有韧塞性较低园，低温控缺口敏脾感性和筋韧性更治差。53低温用钢竞的力学性振能要求低温用钢屈强比恋比值愈垦接近1，变脆健的可能买性愈大低温冲击货韧性及韧怎脆转变温饲度影响低多温韧性店的因素晶体结背构化学成分妄形成铁素嚼体的元素扔会降低韧姨性，影响烘明显的元艘素有碳、湖锰、镍、酷硅、铝和壁微量有害琴元素。晶粒尺寸热处理与刘显微组织缺口效窑应和应短力集中其他影响干因素澡钢板棋厚度、加区工硬化、誓焊接缺陷怎及残余应忆力、加载拆速度、温甲度变化、解介质化学躬作用。54低合金描低温用腊钢低温用钢以Mn作为主加振元素，改拉善钢的低即温韧性16M凤n常用普留通低合丙金钢，-40℃使用的盲钢板16M遭nDR硫、磷递等杂质毙含量比16M取nR低09M伯n2V正火组钱织是细瞒小的铁竹素体和摘少量珠软光体，古塑性良构好，结污构工艺杂性与低芹碳钢相扑近。-70℃低温灯下使用铸的钢板09Mn沾2VDR，钢管及谦锻钢09Mn判2VD有良好的奥低温韧性柳。55镍钢低温用钢低温用镍术钢中镍的急含量常有2.2甘5%、3.5%和9.0%。2.25数%Ni-60℃时使幅用的最顺经济的锡镍钢，慎正火组炎织是珠搅光体+铁素体作组织，骗珠光体薯数量有亦所增加卸，晶粒伙较细。3.5%必Ni-10愚0℃时使用兄的标准钢奥种，常作桐低温热交许换器的钢建管，正火水后进行高弟温回火，文消除内应叠力。9.0期%Ni-20踩0℃低温罚下使用很，正火迷组织是拴马氏体+贝氏体秋，回火突过程中剪有奥氏驳体出现晒。奥氏锡体碳含妈量高，月低温下宣稳定而吊不易发绘生相变抢。56高锰奥氏翅体钢低温用钢降低高锰狱钢中的碳定含量；增帅加锰的含耍量和加入亩其他奥氏切体形成元顽素（如铝现、氮、铜筹等），保仿证获得奥往氏体并使趋奥氏体在悲低温下稳孤定；加入屡强化元素墙使奥氏体据固溶强化挡，并使晶踪蝶粒细化。用得较陪多的是20Mn匠23Al和15M致n26阵Al4，分别在-19谅6℃和-253℃下使用量，加工工住艺性与18-猛8型奥氏森体不锈功钢相似发。57铬镍奥纠氏体不抛锈钢低温用钢在-200℃以下导使用的洲低温用描钢，常偶用的有0Cr影18N樱i9、1Cr1语8Ni9。奥氏体乏不锈钢那在低温沿下长期卡使用，辰会发生圈奥氏体钻向马氏至体的转告变，使矮塑性和鸦韧性有破所降低恩。但有敲资料表婆明，即薪使出现仇大量的哥相变，齐钢的塑副性和韧违性仍能槽保持较土高的水责平。奥氏体牧不锈钢距还具有炼在液氢关温度（-253℃）下阻动止应力应曾力集中部伞位破裂的吓特性，在锡深冷条件仓下被广泛嘴采用。腐蚀的起工况特访点过程装帅备往往鸭在腐蚀良性介质幕中工作产，因为汤腐蚀或亲者腐蚀千和其他冲力学性吵能、结点构等因世素共同床作用引窝起失效脆。化工生产真中的腐蚀礼危害居行裂业之首腐蚀的认经济损洽失最大最易发活生突发银的恶性密事故造成的牧环境污给染最严丝式重阻碍新迈工艺新谅技术实抛现的概啊率最大消耗人未类的资本源最多耐腐蚀构件用钢合金元吨素对金吉属耐蚀帝性的影么响Cr：是提盆高耐蚀她性的主成要元素躬，是热刻力学上裕不稳定躬，但易哀钝化的丢金属。巧钝化环恢境（氧兼化性适梁中）有箭效。①形申成稳定熊致密的Cr2O3氧化膜.②C普r含量大于13%时，形成证单相铁素喝体组织。③提高表基体电极电护位(n/巡寿8规律)Ni：电极电播位较铁正肆、钝化。和Cr同时加入著，扩大奥呀氏体相区司，加工性术和焊接性撞能好。耐腐蚀构件用钢Mo：钝化、终增加合金胞抗还原性危介质、氯篮离子腐蚀贪及耐点蚀锯能力。Fe-C篮r-Ni合金，册足够的Cr含量及同财时加入Mo，改善耐白点蚀性能度。Si：添加到裙不锈钢、愿低合金钢舟、铸钢等所合金中，绕提高耐蚀餐性，耐氯才化物应力睁腐蚀破裂挂、耐点蚀陡、耐热浓醉硝酸腐蚀雨、抗氧化败、耐海水减腐蚀等。Si和Mo同时加谦入到Cr-钱Ni不锈钢中竞，提高抗掌应力腐蚀谜及点蚀性收能。大气及在泳海水飞溅匀带的耐蚀莲性。合金元素对金属耐蚀性的影响Cu：含0.1~凡0.2%钢Cu的碳钢赴产生良行好的耐吗大气腐晨蚀的性释能。添加Cu的不锈钢逆具有良好阁的耐硫酸认腐蚀性能音。提高不能锈钢在统海水中步的缝隙累腐蚀。Ti和Nb：提高不裹锈钢抗晶株间腐蚀。N：提高奥义氏体不锈热钢在氯化它物环境中冈耐点蚀和旅缝隙腐蚀切性能。以钢中存麦在Cr、Mo为前提德。双相不锈植钢中有利蹲于两相控霜制。在酸中一体般耐蚀性观提高。合金元素对金属耐蚀性的影响杂质对钢杂铁耐蚀性基的影响C：碳高，燃则降低耐项蚀性。马氏体哨不锈钢去中＜0.2绒%，沉淀硬品化不锈钢炒中＜0.1%，马氏体哄时效钢中苍＜0.03施%，才能保占持耐蚀性帖。增加奥铸氏体不舒锈钢的哄点蚀倾盟向，铁绘素体不魔锈钢的驾晶间腐端蚀和晶遵间应力龄腐蚀敏吉感性。低碳、劫超低碳袋以及超厅纯不锈烛钢，碳警质量降悄至＜0.03军%或0.02珠%，C+N的质量分赛数降至＜0.0湾15%。耐腐蚀构件用钢N使铁素论体不锈嗽钢对晶净间腐蚀徒敏感。对点蚀、双缝隙腐蚀宿、应力腐费蚀也有害P降低奥氏游体不锈钢物在硝酸中许的耐蚀性.对低碳、举超低碳不棍锈钢晶间沾腐蚀有害亭。Si0.8艺~1.在0%范围内唯，降低彩钢耐硝宽酸腐蚀坟性，增洽加晶间误腐蚀敏浓感性。高Si不锈钢中淘含量4%~饱6%。杂质对钢铁耐蚀性的影响S硫化物易能溶于酸性续氯化物溶炭液，使钢醋对点腐蚀扶、缝隙腐率蚀敏感。Mn、S比值低时号，耐点蚀Mn硫化锰降磨低耐蚀性.降低S含量，言耐点蚀拾性能提杰高。作为合金迁元素，加3%Mn，对钢加的耐蚀急性影响夺不大。杂质对钢铁耐蚀性的影响碳钢的耐真蚀性碳钢在强峰腐蚀介质因、大气、谋海水、土刚壤中都不煤耐腐蚀，农需采取保央护。在室温久的碱或约碱性溶鞋液中耐误蚀。盐酸、硫财酸、硝酸轿中与浓度姓有关。温度升反高、腐磨蚀加快翼。化学成分把的影响碳、磷婆、硫；位锰、硅察。组织的柴影响珠光体筹、索氏诉体、屈疾氏体、垦马氏体耐腐蚀构件用钢耐蚀低合幅金钢耐大气暮腐蚀的焰低合金狗钢合金元伙素的作英用主要爷是改变幕锈层的站晶体结瞒构及降糕低缺陷喘，提高婆锈层的蚂致密度历和对钢楼的附着竿力。Cu、P、Cr、Ni，在钢膨表面富亮集并形志成非晶杠态层。Cu是最有辞效的元锹素，阳极钝化醒学说及表评面富集学奸说。P、Cr一般与粱其他元业素配合迅，Ni含量较多棚时有效。稀土元素绒可以提高坝低合金钢坡的耐大气纽奉腐蚀性能叠。碳钢的耐蚀性抗氢、氮跟、氨腐蚀敬用低合金走钢氢腐蚀若与氮脆低合金驳钢耐氢抢、氮、咬氨腐蚀陆的机理抗氢腐决蚀：降低钢树的含碳量跑；加入碳金化物形成注元素抗氮化：加入傻氮化物例形成元踩素用钢使用温蚊度在220℃以下，售可以不考按虑氢腐蚀桐与氮化问君题，用碳揉素钢或一属般的高强波度低合金辽钢。在350℃以下杂，考虑泰氢腐蚀攻，用低羽铬、钼凡抗氢钢包。350℃以上旋，同时侄考虑，弄用钛、课钒、铌赴及较高缎铬、钼月。耐蚀低合金钢耐湿H2S开裂用低盛合金钢硫化氢应附力腐蚀，贯氢脆断裂氢鼓泡才、氢致工开裂、倍硫化物唇应力腐洽蚀开裂腹、应力鬼导向氢吴致开裂组织耐敌开裂性控能递减卖：铁素腿体+均匀分吼布细微姥球状碳筑化物组矩织→完翠全淬火+回火组虫织→正遍火+回火组织极→正火组惑织→网状单未回火的扶马氏体组虹织化学成日分中影狡响最重盖要的是等钢材的三纯净度添加铌、鼓钛、钒、坟铝、硼和撑稀土元素阶较为有效瓶，铬、钼碎同时加入鸽效果较好充。耐蚀低合金钢耐蚀高撑合金钢耐腐蚀构件用钢马氏体不哪锈钢主要是Cr1凑3型不锈钢培，碳量升超过0.1%，钢号为1Cr1补3~4C消r13随含碳量提难高，强度、芦硬度提高竭，耐蚀性沙下降.⑴1C锹r13、2Cr错13热处理:淬火+高温回火使用状替态下的组织:S回不锈钢棒1Cr1挖3、2Cr指13具有耐大气、蒸汽腐蚀能劳力及良跃好的综赶合力学器性能。用于要求塑韧性贺较高的纳耐蚀件，如汽轮症机叶片等.汽轮机叶片透平转轮马氏体不锈钢⑵3怜Cr1召3、4Cr届13热处理：淬火+低温回火阶。使用状态郑下的组织：M回。具有较检高强度命、硬度刮。用于要求谣耐蚀、耐随磨件，医伟疗器械、读量具等。医疗器械不锈钢刀马氏体不锈钢1Cr17削片刀铁素体不锈钢水加热器铁素体码不锈钢典型钢号议如0Cr1真3、1Cr1功7及含铬户为25~3疼0%的钢等酷。⑴成分：高铬某低碳，000C仍r18M根o2、000忠Cr2累5Mo恩1⑵无α↔γ相变，不能进以行热处理首强化。⑶组织：单相问铁素体不锈钢钢中σ相⑷性能特点耐酸蚀，梨抗氧化能株力强，塑金性好。但验有脆化倾向：①475℃脆化：加热到450~爸550℃停留，催产生脆糟化.再加热到600贯℃快冷可恋消除。②相脆化：在600殃~8沈00℃长期加嫁热时，彼析出硬沫而脆的相。铁素体不锈钢⑸用途广泛用于图硝酸和氮斑肥工业的顶耐蚀件。合成氨厂硝酸生产装置铁素体不锈钢制品铁素体不锈钢奥氏体遗不锈钢主要是18-8（18C壮r-8搭Ni）型不锈穴钢。⑴性能特薪点：具有六良好的耐蚀性，冷热加垂工性及可焊性。高的塑韧性,无磁性。⑵热处理：采用固溶处朋理。即加法热到110族0℃使碳化芽物溶解呢后水冷戒；稳定化召处理。组织为单相奥氏沫体。不锈钢带不锈钢⑶常用钢吸种为1Cr1积8Ni9、00C沾r19南Ni1品0、0Cr姐17N没i12井Mo2、00Cr猎17Ni滚13Mo观3、0Cr1洲8Ni1虑0Ti、0Cr1蓝8Ni1晌0Nb等广泛用于化工设资备及管道.反应釜(316L)大型化工储罐(304)热交换器(316L)奥氏体不锈钢奥氏体-铁素体双巨相不锈钢主要是Cr2反2Ni督5Mo饲N，Cr2谜5Ni闸7Mo乱N。性能特详点：具有皱良好的耐蚀性，含镍量阅低，强度虾高，耐点辉蚀，抗应络力腐蚀。铁素体含初铬量高；亦加入钼、塔氮等元素辫；铁素体波阻止裂纹裕扩展。不锈钢耐蚀、蹲耐磨、库耐热铸师铁和铸认钢耐蚀铸反铁添加硅粗、铬、滩铝等合都金元素投，形成矿保护膜至。添加硅呢、铬、丹钼、铜辉、镍等掌，提高托电极电岩位。改变组织萍，如获得额奥氏体，于石墨球化抓等。高硅铸铁硅含量为14%君~16减%。在大多数兰腐蚀介质炕中均具有次优良的耐极腐蚀性能皱。加入2.5多%~4往.0%的钼能提抽高在盐酸词、氯气中缎的耐蚀性渡。耐腐蚀构件用钢其他耐蚀允铸铁加入3.5%渡~6.0陷%的铝称急为铝铸铁。加入14~彩36%的铬后，栗称为高铬铸伪铁。耐腐蚀果性好，耐围热性和耐捡磨性也很舌好。加入12~3纺6%的镍称为高镍铸铁。强度、来塑性和韧诸性明显提蝇高，特别诱是在碱液柿中，耐蚀裕性能很好孕。耐蚀、耐磨、耐热铸铁和铸钢耐磨铸污铁白口铸铁站是一种良率好的耐磨原铸铁，但粗脆性大。加入Cr、Mo、Co、V、B等，形鬼成珠光走体合金三白口铸辉铁，既粒有高硬策度和高较耐磨性忌，又具抛有一定波的韧性万。加入Cr、Ni、B等提高竭淬透性知元素，肆可以形绑成马氏挖体合金写白口铸佩铁。铁液注入脱放有冷铁辨的金属模惹成型，灰纲口铸铁+白口层自。减摩铸铁，在软铅基体上聪嵌有坚顺硬的强铅化相。款获得细框片状珠链光体；洞屈氏体峡和马氏迹体基体鼻；加入Cu、Mo、Mn等强化基演体，少量P形成磷丘共晶，V、Ti等形成碳玩化物。耐蚀、耐磨、耐热铸铁和铸钢耐热铸玻铁加热炉搂炉底板戏、换热谊器、废肚气管道誓等。铸铁在高薄温下“氧化”和“生长”。加入Cr、Al、Si等元素向形成氧乏化膜，志得到单业相铁素葱体基体厨。Ni、Mn、Cu，得到偿单相奥艰氏体基胁体。Cr、V、Mo，稳定碳酒化物。石墨细化外和球化。常用中鸡硅球墨崭铸铁（经含硅5~6%），高铝笼球墨铸铁糠（含铝21~惠24%），高铬丙耐热铸铁晋（含铬26~3兴0%）。耐蚀、耐磨、耐热铸铁和铸钢铸钢形状复馋杂而承衫载能力朋与综合它性能要桶求较高钻的构件防，铸铁旺难以满聪足性能堪要求，块锻压及雨其他压转力加工汤方法难息于成形情。与铸铁造相比：过流动性凯差，凝娘固过程酒收缩率迎较大。ZG2似00-棵400、ZG3们10-辛570。加入Mn、Si、Cr、Ni、Mo、Ti、V等，制成孟特殊用途锣的合金铸农钢。耐蚀、耐磨、耐热铸铁和铸钢表几种材料博在不同温篮度和浓度微的酸、碱暖和盐类介借质中的耐教腐蚀性耐耐沸10＜40＜10355沸任钛300气20干燥气(110)(浓)××××50(20)＜75(96)××铅××××(40)(10)3550(55)(＜27)20(20)＜60(80~100)××铜300气1002010××××××(30)60(80~95)＞95铝100溶液与气体100250饱100≤90××＜40(＜40)(80~100)(＜10)沸(沸)40＜50(60~80)9518-8型不锈钢(70)××20080××120260480≤35≥70100××20(70)70~80(80~100)××碳钢(沸)(25)耐耐100潮湿耐耐(100)(34)30(＜35)＜12050~100≤沸＜70≥40＜40高硅铸铁STSi15R××××(480)(任)××20(70)70~80(80~100)××灰铸铁(℃)(%)(℃)(%)(℃)(%)(℃)(%)(℃)(%)(℃)(%)(℃)(%)(℃)(%)氨尿素硫化氢硫酸铵氢氧化钠盐酸硫酸硝酸介质材料耐腐蚀构件用钢零部件用乡丰钢回转件钢用钢轴类工况：承韵受扭转、震弯曲、拉哲伸、压缩桐及复合载屯荷；对称亭交变应力芽下工作；址局部有较导大应力集病中，摩擦蚕磨损。失效形式崖：疲劳断极裂；过度炕磨损，过妙量变形。性能要核求：高蚂的强度懒、足够秃的刚度结及良好孔的韧性泉；高的享疲劳极结限；摩弓擦部位栽，较高厚硬度和为耐磨性杂。选材：粘轻载、劈燕低速、住不重要师的轴，伪普通碳匆钢；中灰等载荷艺，优质活碳素结店构钢；缩慧大载荷惧或高精漏度，合蒸金钢。黑色金属及其选用齿轮类工况：齿宵根部受弯历曲应力；恼齿面有相关互滚动和臣滑动摩擦片的摩擦力卵；窄小接撤触处承受弦很大交变拔接触压应海力；一定铁冲击载荷测。失效形负式：磨句损，齿红面疲劳靠损伤，膊塑性变齿形，断泳裂。性能要求背：高接触宴疲劳强度爬，表面硬痰度和耐磨斗性；高的和抗弯强度撑，适当心悬部强度和溜韧性；良胶好切削性霸能。选材：根仙据传动方只式、载荷么性质与大军小、传动提速度和精价度要求确安定用材及抗热处理方绳式。用材有钢那材、铸铁幕、有色金脉属及工程持塑料等。回转件用钢齿轮类钢材齿恒轮钢材制造扫齿轮的毛油坯有型材拔和锻件，护重要件用蝇锻材。轻载、遵低速或宣中速、塑小冲击和、精度彻一般：猫中碳钢角，正火论或调质诱处理；Q27嫁5、40、50。中载、中油速、一定势冲击载荷撤：中碳钢助或中碳低附合金钢，绝正火或调闭质、高频涉或中频淬哄火及低温蝇回火；40Cr。重载、高贺速或中速攻，较大冲乳击载荷：缸低碳渗碳葡钢或碳氮炒共渗钢，20C江r、20Cr劫MnTi。精密传动饼或加工困廊难：氮化遵钢，38C渐rMo症Al。回转件用钢齿轮类铸钢齿堡轮尺寸较大漠、形状复壳杂，受一闲定冲击载尘荷。ZG2巷70-宇500，ZG40待Cr、ZG36板CrMo、ZG4吴2Mn辩Si。正火或幻玉退火，晓耐磨性扇要求高窃的进行慰表面淬堂火。重载、鸣高速或责中速，茶较大冲岛击载荷书：低碳建渗碳钢很或碳氮鬼共渗钢宏，20C坝r、20Cr泻MnTi。精密传可动或加沙工困难支：氮化延钢，38C去rMo墙Al。回转件用钢齿轮类铸铁齿礼轮开式传动繁齿轮较多俗应用灰口磁铸铁制造伯。石墨起赵润滑作览用，切样削性能广好，成茎本低；胸抗弯强逮度差，惧性脆，痛不耐冲链击。轻载、性低速、汁不受冲击击，精填度低的吓齿轮。HT2骨00、HT25于0、HT3填00。闭式传菠动齿轮蝇，球墨根铸铁代锋替铸钢女。QT60朗0-3、QT15妈0-10、QT1远00-客15。去应力退舍火或正火始、回火处配理，表面姻淬火。回转件用钢转子与叶盏轮螺杆式压险缩机、离支心式压缩峰机、罗茨疫鼓风机、修离心通风比机、齿轮粪泵、离心纲泵等。工况：头高速旋兰转零部床件。转回子的失垮效情况圣与轴相阁图；叶芬轮常见纷疲劳断嚼裂、过讲载断裂析与变形禽。高温蠕新变、应累力腐蚀智开裂、探威振磨奔损、汽钢蚀、发艇生疲劳饶。性能要心求：转抖子要求鼻淬透性独及综合罢力学性歌能；叶纱轮要求工高，强颤韧性、异耐腐蚀毕、耐腐推蚀、减愉振、铸司造及焊压接性能泊，尺寸恳精度。选材：残转子用门轴类材岗料；叶鼓轮用型庭材、锻痰材、铸租材。回转件用钢支撑件稳用钢及誓铸铁紧固件常用的肾紧固件存连接是碗螺栓连槽接。工况：螺痒栓受拉应爬力，螺纹末受切应力险。主要是照断裂失效惨；缝隙腐割蚀，电偶竿腐蚀。性能要填求：强芝度高；丙塑性韧疼性好，运缺口敏份感性小参；抗松垮弛稳定浪性高；宝脆断倾助向小；申良好化降学稳定稳性；合麦理匹配宾螺栓与快螺母材茶料。零部件用钢轴承滑动轴承顾和滚动轴伸承。滑动碎轴承用材纤料有巴氏帮合金、青裁铜、铝基肥合金、锌仆基合金及盲减摩铸铁估。滚动轴休承主要用另轴承钢。轴承钢帐，用于偷制造滚并动轴承诸的滚动拨体，如壮滚珠、三滚柱、逝滚针和校套圈等杰。支撑件用钢及铸铁性能要摆求高而均话匀的硬度和耐磨性。高的b和接触疲劳缓强度。足够的韧性、淬透性和耐蚀性。性能均匀滔、稳定。工况轴承工作乔时,受到周默期性交野变载荷助主要，组承受接触应皮力(达300研0~