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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,材料及耐腐蝕性能,(,二,),趙志農,zhao.zhinong,thkjzzn,4,不銹鋼,(SS),austenitic stainless steel,奧氏體不銹鋼,18-8,、,18-8Ti,：,304,、,304L; 316,、,316L,，,316Ti (Mo2Ti),，,Ferrite and,martensite,stainless ste

2、el,鐵素體和馬氏體不銹鋼,0Cr13,、,Cr17-7,super poor Ferrite stainless steel,超純鐵素體不銹鋼,double phase stainless steel,雙相不銹鋼,18-5,，,2205,，,25-7,deposition sedimentation,induration,stainless steel,沉淀硬化不銹鋼,鐵素體不銹鋼的組成和種類,鐵素體不銹鋼是指鉻含量含鉻量一般在,12 %,30 %,之間,含碳量大多數(shù)低于,0. 12 %,和鐵素體的形成元素如,Al,、,Mo,等,鋼的組織主要是鐵素體。,它具有強烈的磁性。鐵素體不銹鋼可分為普

3、通類和高純類,;,按鉻含量又分為低鉻類和高鉻類。,鐵素體不銹鋼的耐蝕性能,鐵素體不銹鋼在氯化物介質中具有良好的抗應力腐蝕開裂性能,在含氯離子和氧的熱水和高溫水的介質中以及在苛性鈉的溶液中,也表現(xiàn)出優(yōu)異的抗應力腐蝕開裂性能。,鐵素體不銹鋼對硝酸等氧化性介質有良好的耐蝕性能。,但對還原性介質,其耐蝕性則不如鉻鎳奧氏體不銹鋼,對晶間腐蝕的敏感性較高。,普通鐵素體不銹鋼,12 %,14 %Cr,型,:00Cr12,、,0Cr13,等。還有加有少量,Al,的鋼,如,0Cr13Al,等。低鉻鐵素體不銹鋼綜合性能良好。耐蝕性較好,一般在大氣、自來水及天然淡水中是穩(wěn)定的,在稀硝酸中是穩(wěn)定的,當酸濃度超過,70

4、 %,時,腐蝕率突然增加,;,在還原性介質中耐蝕性差。在堿液中和有機酸中較穩(wěn)定。,16 %,18 %Cr,型,:,一般碳不大于,0. 12,如,0Cr17Ti,、,1Cr17Mo,等鋼。,在氧化性環(huán)境中穩(wěn)定,廣泛用于硝酸工業(yè)中,制造吸收塔、熱交換器、輸送管道和貯酸槽等。在高溫硝酸濃度不超過,60 %,時穩(wěn)定。在非氧化性酸中不穩(wěn)定 。,高純高鉻鐵素體不銹鋼,高純高鉻,(16 %,30 %Cr),鐵素體不銹鋼常含有,1 %,4 %,的,Mo ,以改善其耐非氧化性介質點蝕、縫隙腐蝕等性能,對晶間腐蝕還起到一定的延遲作用。,25 %,30 %Cr,型,:,鐵素體不銹鋼耐氯化物應力腐蝕開裂的性能比奧氏體

5、不銹鋼高得多,但并非絕對不產(chǎn)生。裂紋常起源于晶間腐蝕和點蝕。,鐵素體不銹鋼的牌號及化學成分,馬氏體不銹鋼,馬氏體鉻不銹鋼可按碳含量大體分為三類,:,低碳類,:C 0. 15 % ,Cr12 %,14 % ,如,1Cr13 ;,中碳類,: C 0. 2 %,0. 4 % , Cr12 %,14 % ,如,2Cr13 ,3Cr13,等,;,高碳類,: C 0. 6 %,1.0% ,Cr18% ,9Cr19 , 9Cr18MoV,等。,向鋼中加入少量的鎳,于是形成另一類,(,或第四類,),含有少量鎳的馬氏體不銹鋼。用鎳代碳,如,1Cr17Ni2,馬氏體不銹鋼,比一般馬氏體不銹鋼具有更好的耐蝕性、強度

6、與韌性。,馬氏體型不銹鋼的化學成分,奧氏體不銹鋼的分類,奧氏體不銹鋼按其組成可分為,Cr-Ni,系奧氏體不銹鋼和,Cr-,Mn,-N,系,(,含,Cr-,Mn,-Ni-N),奧氏體不銹鋼。,Cr-Ni,系奧氏體不銹鋼按,Cr,、,Ni,含量可分為三組,:,18-8,型,:,如,304,不銹鋼,;,18-12,型,:,如,316,不銹鋼,;,20 - 25,型,:,如,Sandvik,2RK65 ,AL26X ,904L,等。,耐局部腐蝕性能,奧氏體不銹鋼在焊接和熱處理過程中,會在晶界析出鉻的碳化物和偏析,使鋼遭受晶間腐蝕。可用貧鉻理論來解釋。奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感性隨含碳量的增多而增大。,含

7、有足夠量穩(wěn)定化元素,(Ti,或,Nb,),的奧氏體不銹鋼有良好的耐晶間腐蝕性能。,含鉬的超低碳鉻鎳奧氏體不銹鋼在強氧化性介質中,即使非敏化狀態(tài),也可能發(fā)生晶間腐蝕。這可能與某些雜質元素,(,如,P,、,Si,等,),在晶界上的偏析以及超顯微的,相存在有關。,耐點蝕與縫隙腐蝕性能,點蝕又稱小孔腐蝕,經(jīng)常發(fā)生在表面有鈍化膜的金屬上?？p隙腐蝕是發(fā)生在金屬或金屬與非金屬之間構成的狹窄的隙縫內。,提高不銹鋼耐點蝕和縫隙腐蝕性能最有效的元素是,鉻、鉬和氮,;,三種奧氏體不銹鋼,它們的耐點蝕和縫隙腐蝕性能按,0Cr19Ni9(304/304L/304Ti)0Cr17Ni12Mo2 (316/316L/316

8、Ti)0Cr19Ni13Mo3(317),順序增高。,奧氏體不銹鋼的應力腐蝕,引起應力腐蝕開裂的介質環(huán)境很多,有氯化物、硫化物,/,苛性堿等。一般認為,隨著濃度和溫度的升高,鋼的應力腐蝕斷裂敏感性增大,壽命縮短。,應力腐蝕斷裂的必要條件一是存在拉應力的作用,;,二是合適的介質環(huán)境條件,;,三是奧氏體不銹鋼對介質環(huán)境條件存在應力腐蝕的敏感性。,奧氏體不銹鋼抗應力腐蝕開裂能力,常用奧氏體不銹鋼抗應力腐蝕開裂能力的強弱順序大致如下,:,0Cr18Ni9 00Cr19Ni11 0Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 0Cr25Ni20,。,高鉻鎳奧氏體不銹鋼,0Cr25Ni20-310S

9、,00Cr20Ni18Mo6CuN-S31254-254SMO,00Cr20Ni25Mo4.5Cu-904L-2RK65,改型的耐應力腐蝕開裂的新鋼種,近年來各國已開發(fā)了一些改型的高鉻鎳耐應力腐蝕開裂的新鋼種,:,309 ( 2Cr23Ni13 ) ,310( 2Cr25Ni20 ) ,254SMO(00Cr20Ni18Mo6CuN),Carpenter20(0Cr20Ni29Mo2Cu3),UranusSD(00Cr18Ni14Si4Mo2Cu) ,SCR23 (00Cr25Ni26Si2V2) ,NAS2126 ( 0Cr18Ni13Si3Cu ) ,Uranus2S (00Cr18Ni1

10、4Si4) ,904L-2RK65(00Cr20Ni25Mo4Cu),等,。,常用雙相不銹鋼,Cr18,型,如,00Cr18Ni5Mo3Si2( 3RE60 ),Cr21,型,如,00Cr22Ni5Mo2(2205),Cr25,型如,00Cr25Ni7Mo2(2507 ),。,雙相鋼的特性,雙相不銹鋼由奧氏體相和鐵素體相所組成。奧氏體相的存在,降低了高鉻鐵素體不銹鋼的脆性,防止了晶粒長大傾向,提高了韌性和可焊性,;,鐵素體相的存在,提高了奧氏體不銹鋼的室溫強度,尤其是屈服強度和導熱系數(shù),降低線膨脹系數(shù)和焊接熱裂傾向,同時大大提高鋼的耐應力腐蝕開裂性能,還可改善耐點蝕等性能。,耐晶間腐蝕性能,雙

11、相不銹鋼對晶間腐蝕敏感性小。一般來說,當敏化加熱時,富鉻的碳化物,(Cr23C6),優(yōu)先在, /,相界,相的一側析出,鉻在,相中含量高,擴散速度快,析出碳化鉻所造成的貧鉻區(qū)很快得到鉻的補充而容易消除。,在奧氏體一側的貧,Cr,區(qū)造成窄而深的貧,Cr,區(qū)很窄，故比較容易在奧氏體相內由,Cr,的擴散而得到。由貧鉻區(qū)造成的晶間腐蝕也就減少,以致于不發(fā)生。,但當鐵素體相含量過多,呈連續(xù)網(wǎng)絡狀分布,則其抗晶間腐蝕能力變差。,耐應力腐蝕開裂性能,與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼具有更高的耐應力腐蝕開裂性能。在約含,50 %,鐵素體相時斷裂敏感性最小。,雙相不銹鋼耐氯化物應力腐蝕開裂性能,在高應力下與奧氏體不

12、銹鋼相同,短時間內即產(chǎn)生裂紋,在低應力下壽命較長,顯示出一定的優(yōu)越性。,雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼耐氯化物應力腐蝕開裂性能比較,外加應力對,316,和,3RE60(00Cr18Ni5Mo3Si2),不銹鋼在沸騰的,MgCl245 %,溶液中至斷裂時間的影響,雙相不銹鋼耐應力腐蝕開裂,雙相鋼應力腐蝕開裂的形態(tài),雙相鋼沿晶界擴展應力腐蝕開裂的形態(tài),雙相鋼裂紋在奧氏體中傳播，遇到鐵素體相時,則受到阻滯應力腐蝕開裂的形態(tài),雙相不銹鋼耐應力腐蝕開裂的解釋,雙相不銹鋼的屈服強度比奧氏體不銹鋼更高,因此它在腐蝕環(huán)境中所能承受的斷裂應力也提高,;,第二相的存在對裂紋的擴展有機械阻礙作用。在低應力作用下,鐵素體內難以產(chǎn)生滑移,裂的擴展被阻止,;,而在高應力作用下,裂紋容易貫穿鐵素體相,失去阻礙效果,;,鐵素體相比奧氏體相電位較負,對奧氏體起了電化學犧牲陽極保護作用。,謝謝大家,!,謝謝大家,!,