不銹鋼基本知識(shí)第1頁(yè)/共83頁(yè)第一部分金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)第二部分不銹鋼基本知識(shí)第三部分重點(diǎn)（新）品種介紹主要內(nèi)容第2頁(yè)/共83頁(yè)第一部分金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)第3頁(yè)/共83頁(yè)金屬：具有不透明、金屬光澤、良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性，并且其導(dǎo)電能力隨溫度的增高而減小，富有延性和展性等特性的物質(zhì)。金屬內(nèi)部原子具有規(guī)律性排列(即晶體)。合金：由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成，具有金屬特性的物質(zhì)。相：合金中成份、結(jié)構(gòu)、性能相同的組成部分。固溶體：是一個(gè)（或幾個(gè)）組元的原子（化合物）溶入另一個(gè)組元的晶格中，而仍保持另一組元的晶格類型的固態(tài)金屬晶體，固溶體分間隙固溶體和代位固溶體兩種。金屬化合物：合金組元間按一定的原子數(shù)量之比，相互化合而成的一種具有金屬特性的新相，稱為金屬化合物。如Fe3C（滲碳體）機(jī)械混合物：由兩種或兩種以上的相機(jī)械地混合在一起而組成的一種多相組織。如珠光體是滲碳物與鐵素體的混合物。概念第4頁(yè)/共83頁(yè)材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性等)、化學(xué)性能(耐用腐蝕性、抗氧化性)、力學(xué)性能(機(jī)械性能)和工藝性能。材料的工藝性能指材料適應(yīng)冷、熱加工方法的能力。機(jī)械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來(lái)的特性。

概念第5頁(yè)/共83頁(yè)應(yīng)力：材料單位面積所受載荷。強(qiáng)度：材料在外力（載荷）作用下，抵抗變形和斷裂的能力。屈服點(diǎn)（Rp）：又稱屈服強(qiáng)度，指材料在拉抻過(guò)程中，材料所受應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時(shí)，載荷不再增加，變形卻繼續(xù)增加，或產(chǎn)生0.2%L時(shí)應(yīng)力值，單位用兆帕（MPa）表示?？估瓘?qiáng)度（Rm）：也叫強(qiáng)度極限，指材料在拉斷前承受的最大應(yīng)力值。單位用兆帕（MPa）表示。延伸率（A）：材料在拉伸斷裂后，總伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比。斷面收縮率（Ψ）：材料在拉伸斷裂后、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。硬度：指材料抵抗其它更硬物壓入其表面的能力，常用硬度按其范圍測(cè)定分布氏硬度（HBS、HBW）和洛氏硬度（HKA、HKB、HRC）。沖擊韌性（Ak）：材料抵抗沖擊載荷的能力，單位為焦耳/厘米2（J/cm2）。指標(biāo)第6頁(yè)/共83頁(yè)晶體結(jié)構(gòu)面心立方體心立方密集六方第7頁(yè)/共83頁(yè)第二部分不銹鋼基本知識(shí)第8頁(yè)/共83頁(yè)什么是不銹鋼？Cr含量大于10.5%wtC含量小于1.2%wt鐵含量超過(guò)其它任何元素不銹鋼系不銹鋼和耐酸鋼的總稱。不銹鋼系指耐大氣、蒸汽和水等弱介質(zhì)腐蝕的鋼；耐酸鋼指耐酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼。不銹鋼和耐酸鋼在合金化程度上有較大差異，因此性能差別較大。概念第9頁(yè)/共83頁(yè)

不銹鋼耐腐蝕是由于Cr的作用，鋼材表面生成一層致密的的不溶解于某些介質(zhì)的堅(jiān)固的富Cr鈍化膜（成分為4M3O4·SiO2·nH2O）.其特點(diǎn)：

1、厚度薄、透明：通常為2-5nm。

2、密度大。

3、鉻含量高,比基體高3倍以上.4、自我修復(fù)功能，一旦遭破壞，又會(huì)形成新的鈍化層，隨著鋼中鉻含量的提高，鋼的自鈍化能力和耐銹性提高。耐蝕機(jī)理第10頁(yè)/共83頁(yè)

在鋼中添加各種合金元素，由于改變了鈍化膜的組織和分布，而提高了更苛刻介質(zhì)中的耐蝕性。如，鉬，腐蝕產(chǎn)物MoO-2靠近基體而強(qiáng)烈促進(jìn)基體鈍化；銅，鈍化膜中含有CuCl,與腐蝕介質(zhì)不發(fā)生作用提高耐蝕性；氮，鈍化膜中富集Cr2N，使鈍化膜中鉻濃度提高而提高了耐蝕性。但暴露在大氣中簡(jiǎn)單的鈍化并不能形成提高耐蝕性所必需的表面化合物，通過(guò)電解拋光或化學(xué)處理可提高不銹鋼的耐腐蝕性，電解拋光提高了近表面層鉻與鐵的比率，化學(xué)鈍化處理進(jìn)一步擴(kuò)大了這個(gè)比率。如機(jī)械拋光表面有2nm的氧化物層，經(jīng)30min鈍化處理可獲得約19nm厚的氧化物層，經(jīng)60min鈍化處理可獲得50nm厚的氧化物層。耐蝕機(jī)理第11頁(yè)/共83頁(yè)不銹鋼的發(fā)明是世界冶金史上的一重大成就。

20世紀(jì)初，法國(guó)（1904-1906）發(fā)現(xiàn)了Fe-Cr合金英國(guó)（1909-1911）發(fā)現(xiàn)了Fe-Cr-Ni合金同期德國(guó)提出了不銹性和鈍化理論。發(fā)展歷史第12頁(yè)/共83頁(yè)工業(yè)用不銹鋼：英國(guó)1912-1913開(kāi)發(fā)了Cr（12-13）馬氏體不銹鋼美國(guó)開(kāi)發(fā)Cr（14-16），C（0.07-0.15）的鐵素體不銹鋼德國(guó)開(kāi)發(fā)奧氏體不銹鋼，1929年取得18-8的專利，1931提出18-8Ti不銹鋼；同時(shí)，法國(guó)發(fā)現(xiàn)奧氏體中含有鐵素體時(shí)會(huì)改善耐晶界腐蝕，開(kāi)發(fā)雙相不銹鋼；

1946年美國(guó)研制M沉淀硬化17-4PH，隨后既具有高強(qiáng)度又可進(jìn)行冷加工成型的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼17-7PH等；至此，一系列不銹鋼基本齊全，并一直延續(xù)至今。發(fā)展歷史第13頁(yè)/共83頁(yè)40-50年代，節(jié)Ni的Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-N不銹鋼、超低碳奧氏體不銹鋼；

60年代，1：1的雙相不銹鋼和高純鐵素體以及馬氏體時(shí)效不銹鋼取得進(jìn)展；隨后，通過(guò)化學(xué)成分（C、Cr、Ni）的調(diào)整和合金元素（Mo、Cu、Si、N、Mn、Nb）的填加，降低夾雜物，改善其使用性能，適應(yīng)不同環(huán)境的要求。

發(fā)展歷史第14頁(yè)/共83頁(yè)按鋼的組織結(jié)構(gòu)分類可分為：奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。奧氏體不銹鋼鐵素體不銹鋼雙相不銹鋼幾種不銹鋼的顯微組織分類第15頁(yè)/共83頁(yè)按鋼的化學(xué)成分分類可分為：Cr不銹鋼（400系）、Cr-Ni不銹鋼（300系）、Cr-Mn-N-Ni不銹鋼（200系）、超低碳不銹鋼、高純不銹鋼等。按鋼的功能分類可分為：低溫不銹鋼、耐熱不銹鋼、耐磨不銹鋼、無(wú)磁不銹鋼、易切削不銹鋼和超塑性不銹鋼等。分類第16頁(yè)/共83頁(yè)0Cr131-3Cr13增C0Cr18Ni9增Cr、Ni00Cr22Ni5Mo3N增Cr、減NiCr17Ni7減Cr、NiF型M型A型A-F型A-M型17-7PH加Mo、Al、Ti沉淀相強(qiáng)化鋼種演變第17頁(yè)/共83頁(yè)鉻形成鉻氧化物鈍化膜耐氧化性介質(zhì)提高淬透性鎳奧氏體穩(wěn)定元素，降低加工硬化減少高溫鐵素體,提高熱加工性成型性、焊接性、韌性好耐還原性酸高溫氧化性鉬耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕耐還原性酸合金元素作用第18頁(yè)/共83頁(yè)氮穩(wěn)定奧氏體元素耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕提高強(qiáng)度碳增加強(qiáng)度敏化—晶腐錳穩(wěn)定奧氏體元素增加強(qiáng)度硫化錳，耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕熱塑性合金元素作用第19頁(yè)/共83頁(yè)銅提高冷塑性抗還原性酸穩(wěn)定抗菌硅小于1%時(shí)，非敏晶腐大于1%氯化物應(yīng)力腐蝕、濃硝酸、高溫濃硫酸合金元素作用第20頁(yè)/共83頁(yè)磷非敏晶腐硫點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕熱塑性下降鈦、鈮降低晶腐稀土消除S影響，提高熱塑性合金元素作用第21頁(yè)/共83頁(yè)Schaeffler相圖鎳當(dāng)量==%Ni+%Co+30(%C)+30(%N)+0.5(%Mn)+0.3(%Cu)鉻當(dāng)量=%Cr+1.5(%Mo)+1.5(%Si)+1.5(%Ti)+1.75(%Nb)+5.5(%Al)+0.75(%W)分類第22頁(yè)/共83頁(yè)

奧氏體不銹鋼特性：鉻-鎳不銹鋼300系列鋼種熱處理不能使其硬化冷加工可使其顯著硬化無(wú)磁性（冷加工有時(shí)會(huì)使其具磁性）優(yōu)異的成型性和焊接性品種介紹第23頁(yè)/共83頁(yè)成份性能圖（γ）第24頁(yè)/共83頁(yè)奧氏體不銹鋼0Cr18NI9（304）中板、冷板作為不銹鋼、耐熱鋼廣泛應(yīng)用，食品、一般化工、原子能工業(yè)等。00Cr19Ni10（304L）超低碳，耐晶間腐蝕性能優(yōu)良，00Cr17Ni7（301L）冷加工后具有高強(qiáng)度，車輛廂體、彈簧等用。品種介紹第25頁(yè)/共83頁(yè)00Cr17Ni14Mo2（316L）在海水等各種介質(zhì)中，優(yōu)于304，耐點(diǎn)蝕材料。0Cr19Ni9N（304N）添加N，提高強(qiáng)度，耐腐蝕性不降低，結(jié)構(gòu)用材料。0Cr18Ni9Cu

添加Cu，改善冷加工性，加工硬化率低，深沖用鋼。1Cr18NI9Ti（321）增加Ti，提高耐晶間腐蝕性能，不適用于裝飾。品種介紹第26頁(yè)/共83頁(yè)

錳系不銹鋼的耐蝕性仍取決于鋼中的鉻量，鎳也是非常有益的元素。錳和氮主要是在形成和穩(wěn)定奧氏體方面代鎳，在耐蝕性方面則不能代鎳，錳還對(duì)鋼的耐蝕性有害。在鉻量相同條件下，錳系鋼的耐蝕性一般要低于鎳系鋼。在弱腐蝕環(huán)境中，錳系鋼可以代替相對(duì)應(yīng)的鎳系鋼，但隨介質(zhì)腐蝕性的增強(qiáng)，錳系與鎳不銹鋼間耐蝕性的差距要拉大，錳系鋼不能代替鎳系鋼。

品種介紹第27頁(yè)/共83頁(yè)

鐵素體不銹鋼特性：鉻不銹鋼（不含鎳）400系列鋼種有磁性成型性和焊接性不如A低成本不銹鋼根據(jù)鋼中Cr含量，可分為Cr11%-15%、Cr16%-20%、Cr21%-30%

品種介紹第28頁(yè)/共83頁(yè)鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)（與鉻鎳A相比）不含或個(gè)別牌號(hào)僅含少量鎳，成本和價(jià)格均較低；屈服強(qiáng)度高，加工硬化傾向小，易于冷加工；耐氯化物應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕優(yōu)良。在許多腐蝕環(huán)境中，耐蝕性還與相同鉻量的鉻鎳奧氏體不銹鋼相當(dāng)；有磁性，可作為耐蝕軟磁材料，如電磁閥等；導(dǎo)熱系數(shù)高，適于熱交換的用途；熱脹系數(shù)小，適于熱脹、冷縮，熱循環(huán)的使用條件。品種介紹第29頁(yè)/共83頁(yè)鐵素體不銹鋼的缺點(diǎn)與成因缺點(diǎn)現(xiàn)象成因475℃脆性在400－500℃長(zhǎng)期加熱或停留后出現(xiàn)的脆性α’相的沉淀中溫脆性在500－800℃長(zhǎng)期加熱或停留后出現(xiàn)的脆性σ（χ）相的沉淀高溫脆性950℃加熱后出現(xiàn)的脆性碳氮化物析出，晶粒長(zhǎng)大脆性轉(zhuǎn)化溫度在室溫以上正常熱處理后出現(xiàn)脆性（還受截面尺寸、冷卻速度、有無(wú)缺口和缺口形狀的影響碳氮化物析出，晶粒尺寸晶間腐蝕敏感性大高于900－950℃加熱或焊后，即使急冷仍會(huì)產(chǎn)生在鐵素體中，碳和氮的固溶度很低，碳氮化物形成、析出速度快，導(dǎo)致晶界迅速形成鉻貧化品種介紹第30頁(yè)/共83頁(yè)傳統(tǒng)鐵素體不銹鋼的缺點(diǎn)及防止措施缺點(diǎn)成因防止措施475℃脆性α′相的沉淀不在α′相形成溫度長(zhǎng)期加熱或使用中溫脆性σ（χ）相的沉淀不在σ（χ）相形成溫度長(zhǎng)期加熱或使用高溫脆性碳、氮化物析出，晶粒粗大降低鋼中碳、氮含量，細(xì)化晶粒室溫韌性低，脆性轉(zhuǎn)變溫度高，對(duì)缺口敏感碳、氮、氧等的化合物析出，晶粒粗大降低鋼中間隙元素碳、氮、氧的含量，細(xì)化晶粒較高的晶間腐蝕傾向富鉻的碳化物形成降低鋼中碳量，加入鈦、鈮等穩(wěn)定化元素品種介紹第31頁(yè)/共83頁(yè)傳統(tǒng)（普通）鐵素體不銹鋼－由于傳統(tǒng)冶金技術(shù)生產(chǎn)，常規(guī)的碳、氮含量?；瘜W(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，性能上的某些不足長(zhǎng)期影響著生產(chǎn)和應(yīng)用?，F(xiàn)代鐵素體不銹鋼－近代冶金技術(shù)生產(chǎn)，低碳、氮，超低碳、氮和高純化。由于化學(xué)成分所引起的性能上的某些不足已得到極大程度的克服和相當(dāng)圓滿的解決，是節(jié)鎳不銹鋼的主要方向。品種介紹第32頁(yè)/共83頁(yè)00Cr12Ti（409L）熱板、冷板耐高溫，抗氧化性能優(yōu)良，主要用于汽車排氣管用途。0Cr13Al（405）中板、復(fù)合板在高溫下冷卻不產(chǎn)生顯著硬化。汽輪機(jī)材料，淬火用部件以及做復(fù)合材料等。1Cr17（430系）冷板耐蝕性優(yōu)良的通用鋼種，建筑內(nèi)裝飾用，家庭用器具，家電用部件。品種介紹第33頁(yè)/共83頁(yè)高純430Ti（Nb）比普通Cr17（430）不銹鋼具有更佳焊接性、耐晶間腐蝕性，更好的深沖性、抗皺性和優(yōu)良的沖擊韌性和低的脆性轉(zhuǎn)變溫度的用途，如化工廠的吸收塔、熱交換器、輸送管道、容器，建筑的內(nèi)裝飾、廚房設(shè)備和家用電器中要求焊接的深沖設(shè)備和構(gòu)件。高純00Cr17Mo(436)、00Cr18Mo2（444）

加工成型性，焊接性等優(yōu)良，脆性轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)一步降低，在大氣和淡水等環(huán)境中，耐蝕性優(yōu)于304不銹鋼并與316不銹鋼相近。主要用途有建筑面板，廚房設(shè)備，市政公共設(shè)施，輕工和紡織工業(yè)的清潔設(shè)備，太陽(yáng)能熱水器，耐應(yīng)力腐蝕的換熱設(shè)備。等。。品種介紹第34頁(yè)/共83頁(yè)低鉻鐵素體不銹鋼（經(jīng)濟(jì)型不銹鋼）現(xiàn)代低鉻鐵素體不銹鋼指含11%～14%Cr的低碳、氮和超低碳、氮的一些牌號(hào)；主要牌號(hào)00Cr12(410L)和00Cr11NbTi(466)以及0Cr12NiTi(3CR12)等；由于它們有綜合性能好，且壽命周期成本低的優(yōu)勢(shì)，主要以代替碳鋼為目標(biāo)。它們的成本約為18-8(304)Cr-Ni奧氏體不銹鋼的1/2，因此，又被稱為經(jīng)濟(jì)（實(shí)用）不銹鋼。應(yīng)用在集裝箱、貨車廂體、汽車排氣管礦山運(yùn)輸、城市公共設(shè)施等領(lǐng)域。品種介紹第35頁(yè)/共83頁(yè)馬氏體不銹鋼特性：高碳鐵素體不銹鋼熱處理可使其硬化并具有高強(qiáng)度、低塑性400系列鋼種有磁性焊接性能較差

Cr含量在11.5-18.0%，隨碳含量的提高，提高了鋼的硬度和強(qiáng)度，主要用于刀具、汽輪機(jī)葉片、醫(yī)療器械等。

品種介紹第36頁(yè)/共83頁(yè)1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr131Cr13主要用于韌性要求較高且具有不銹性的部件，如葉片、閥門(mén)等，也可用作常溫下的一些設(shè)備；2Cr13除了做葉片外，還可用于葉輪、緊固件等承受應(yīng)力較高的部件；3Cr13用于強(qiáng)度、硬度要求更高的結(jié)構(gòu)件、耐磨件、如軸、螺栓、彈簧、活塞桿、耐蝕刀具等。此類鋼隨碳含量的增加，強(qiáng)度、硬度提高，而冷塑性和韌性下降，同時(shí)耐蝕性能降低。9Cr18

是馬氏體不銹鋼中C、Cr含量最高的鋼種，具有高強(qiáng)度，不銹、耐蝕性能。一般用于外科刀具、優(yōu)質(zhì)刀剪、滾珠等。品種介紹第37頁(yè)/共83頁(yè)

雙相不銹鋼特點(diǎn)：奧氏體+鐵素體混合組織含鉻、鎳、鉬、氮有磁性高強(qiáng)度，成型需大功率設(shè)備冷加工可使其硬化焊接性能好于A抗氯化物應(yīng)力腐蝕優(yōu)是工藝難度較大的不銹鋼鋼種之一。品種介紹第38頁(yè)/共83頁(yè)第一代雙相鋼18-5（00Cr18Ni5Mo3Si2）是耐氯化物應(yīng)力腐蝕的專用鋼種，在各種冷卻水（除海水外）條件下的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于18-8型奧氏體不銹鋼。第二代雙相鋼2205（00Cr22Ni5Mo3N）

是在18-5的基礎(chǔ)上，降低Si，提高Cr含量，并用N合金化，使相比例更加合理，焊后不易產(chǎn)生α單相，耐蝕性能更為優(yōu)良。第三代雙相鋼2507（00Cr25Ni7Mo4N）屬超級(jí)雙相不銹鋼，特別適用于含氯的環(huán)境，如海水等，鋼中高N、高Cr、高M(jìn)o的平衡成分設(shè)計(jì)，使鋼具有很高的耐應(yīng)力腐蝕、耐孔蝕和縫隙腐蝕性能。品種介紹第39頁(yè)/共83頁(yè)經(jīng)濟(jì)型雙相鋼00Cr21Ni1N（LDX2101）進(jìn)一步降低Ni，適用于建筑領(lǐng)域。鋼種CSiMnCrNiMoN18-5(GB)≤0.031.3-2.01.0-2.018-19.54.5-5.52.5-3.0≤0.102304(典型）≤0.03≤1.02.0234.5---0.102205(典型）≤0.03≤1.02.02253.20.162507(典型）≤0.03≤0.81.225740.302101(典型）≤0.030.75.021.01.50.30.22品種介紹第40頁(yè)/共83頁(yè)

耐熱不銹鋼0Cr25Ni20（310S）在抗氧1150℃以下的溫度中做耐熱部件化性鋼。耐熱不銹鋼0Cr25Ni20Si2（314）耐熱不銹鋼1Cr20Ni14Si2耐熱不銹鋼0Cr23Ni13（309S）品種介紹第41頁(yè)/共83頁(yè)合金耐蝕性的十級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：完全耐蝕：＜0.001mm/a1

很耐蝕：0.001-0.00520.005-0.0103

耐蝕：0.010-0.05040.050-0.1005

尚耐蝕：0.100-0.50060.500-1.0007

欠耐蝕：1.000-5.00085.000-10.009

不耐蝕：＞10.0010耐腐蝕性能降低腐蝕第42頁(yè)/共83頁(yè)1、腐蝕的定義和劃分定義：金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞；分類：按性質(zhì)分：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕；按形態(tài)分：一般腐蝕（全面、均勻）局部腐蝕（點(diǎn)蝕、應(yīng)力、縫隙、疲勞、晶界、沖刷、刀狀等）腐蝕第43頁(yè)/共83頁(yè)◆均勻腐蝕---接觸腐蝕介質(zhì)的表面厚度基本均勻減薄的腐蝕現(xiàn)象，主要與鉻鎳含量有關(guān)，提高不銹鋼中的鉻含量可明顯提高均勻腐蝕性能?！艨p隙腐蝕—在金屬構(gòu)件縫隙處發(fā)生斑點(diǎn)狀或潰瘍形的宏觀腐蝕，是局部腐蝕的一種。加Mo、Cu等。腐蝕第44頁(yè)/共83頁(yè)點(diǎn)腐蝕：在特定的介質(zhì)中，材料表面產(chǎn)生無(wú)規(guī)律分布的小坑狀腐蝕。點(diǎn)蝕產(chǎn)生于介質(zhì)中含有鹵族元素的離子，同時(shí)還存在鐵、銅等金屬離子或含有H202、02等的堿金屬及堿土金屬離子的介質(zhì)條件。一般在食鹽水、海水、漂白液等介質(zhì)中常見(jiàn)這種腐蝕。機(jī)理：金屬表面夾雜物、析出相等由于鈍化膜脆弱，在特定介質(zhì)中修復(fù)能力差而被破壞。腐蝕第45頁(yè)/共83頁(yè)點(diǎn)腐蝕指數(shù)：含Cl-離子介質(zhì)、夾雜物

PREN=Cr+3.3Mo+16N

抑制措施：降低Cl-及氧化劑（O2、Fe3+）加入緩蝕劑（OH-、NO3-）；降低溫度；降低非金屬夾雜（MnS）；合理選材CrMoNPREN30418---0.0318.48316L1720.0324.0818-51830.0729.0222052230.1534.30腐蝕第46頁(yè)/共83頁(yè)隨著PREN值提高,抗點(diǎn)蝕能力提高(ASTMG48A,24h,80°C)316L904L230422052507腐蝕第47頁(yè)/共83頁(yè)◆晶間腐蝕—一種有選擇性的腐蝕破壞，發(fā)生在顯微組織晶界并向金屬材料內(nèi)部深入。敏化態(tài)形成原因：Cr23C6在晶界沉淀析出、C擴(kuò)散大于Cr，Cr來(lái)不及從晶內(nèi)補(bǔ)充，造成晶界貧Cr，形成晶間腐蝕。非敏化態(tài)堪原因：熱處理溫度下硅、磷元素向晶界擴(kuò)散，造成晶界富集硅、磷，在濃硝酸、NH4作用下產(chǎn)生的。但當(dāng)硅達(dá)到3-4%晶粒和晶界硅濃度差縮小。18-8鋼的晶間腐蝕腐蝕第48頁(yè)/共83頁(yè)

敏化制度：650℃1h（2h）、空冷（C在600℃的溶解度為0.02%）實(shí)驗(yàn)方法：敏化態(tài)：H2SO4-CuSO4-Cu、24h、彎曲180（≤1mm，D=a；＞1mm，D=5mm）后10倍放大觀察（可疑的或不能彎曲的試樣用金相法150-500倍）；非敏化態(tài)：HNO365%煮沸，48h，失重法（由于σ在HNO3的選擇性腐蝕、雜質(zhì)元素的偏聚）預(yù)防措施：降C，發(fā)展超低碳、雙相不銹鋼；加Nb:10（C-0.02)%≤Nb≤1.0%

加Ti:5（C-0.02)%≤Nb≤0.8%等穩(wěn)定化元素；腐蝕第49頁(yè)/共83頁(yè)應(yīng)力腐蝕（scc）：

定義：在一定的腐蝕介質(zhì)中，在張應(yīng)力的作用下發(fā)生的以裂紋擴(kuò)展方式與腐蝕有關(guān)的斷裂。局部腐蝕中最常見(jiàn)、危害最大的一種。（奧氏體不銹鋼）裂紋特征：起源于表面，分布具有明顯的局部性斷口形貌：脆性斷口常見(jiàn)的介質(zhì)：含Cl-、O的大氣和海水等。腐蝕第50頁(yè)/共83頁(yè)

影響不銹鋼應(yīng)力腐蝕的因素：腐蝕介質(zhì)（Cl-、高濃度OH-堿脆）；應(yīng)力（與屈服強(qiáng)度有關(guān)）：敏感度取決于實(shí)際應(yīng)力/屈服強(qiáng)度；溫度（破斷時(shí)間）；組織和成分（高Cr鐵素體不銹鋼不敏感；低Ni敏感，高Ni不敏感）防止不銹鋼應(yīng)力腐蝕的措施：改變成分（加Si、Cu、Ni35-40）；提高鋼的純度（降N、有害元素、夾雜物）；采用高純鐵素體不銹鋼；雙相不銹鋼腐蝕第51頁(yè)/共83頁(yè)目的：運(yùn)輸和加工要保護(hù)純化膜不被破壞防止鐵顆嵌入(焊接、修磨、噴丸等)去降焊接熱回火色—用化學(xué)或機(jī)械方法運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程防止污染，保持表面光滑、清潔防止機(jī)械劃傷遠(yuǎn)離清洗劑HCl高濃度氯離子（濕鹽）占90%合理選擇鋼種表面維護(hù)第52頁(yè)/共83頁(yè)

磁性一般用材料的導(dǎo)磁率表示。儀表儀器用材料的無(wú)磁標(biāo)準(zhǔn)：μ≤1.275μH/m；一般電器產(chǎn)品用材料的無(wú)磁標(biāo)準(zhǔn)μ≤1.5μH/m；廣義的無(wú)磁標(biāo)準(zhǔn)≤1.875μH/m。

300系列不銹鋼在常溫下獲得全奧氏體組織的最低鎳含量為：

a：含氮鋼

Ni=1.3Cr-30C-26N-11.1b:含氮、含銅鋼

Ni理論=(Cr+1.5Mo-20)2/12-Mn/2-35C-Cu-27N+15

ΔNi=Ni實(shí)際-

Ni理論

ΔNi≥0，全奧氏體組織無(wú)磁性。

ΔNi〈0，鋼中有δ鐵素體組織，呈弱磁性，負(fù)值越大，磁性越強(qiáng)。成份與磁性第53頁(yè)/共83頁(yè)

奧氏體穩(wěn)定性差的不銹鋼，Md30（冷變形30%后，生成50%α‘馬氏體的溫度）點(diǎn)比較高，冷加工時(shí)容易產(chǎn)生形變馬氏體，鋼的磁性增強(qiáng)。冷加工對(duì)磁性的影響見(jiàn)下圖冷加工與磁性第54頁(yè)/共83頁(yè)

304M：ΔNi=-2.9～2.45,冷加工率5-8%時(shí)產(chǎn)生較強(qiáng)的磁性；305：ΔNi=-0.8,冷加工率20-25%時(shí)產(chǎn)生磁性轉(zhuǎn)變；

316ΔNi=1，冷加工不產(chǎn)生磁性轉(zhuǎn)變。冷加工與磁性第55頁(yè)/共83頁(yè)

熱處理在一定程度上可以降低奧氏體不銹鋼的磁性，其機(jī)理是：

1.消除δ相鋼錠凝固過(guò)程中或鋼坯軋制時(shí)加熱溫度太高（1250℃以上）形成的高鉻低鎳的δ相，呈體型立方，屬?gòu)?qiáng)磁性，在固溶時(shí)緩慢地分解為奧氏體相。

2.消除α‘

冷加工形成的形變馬氏體通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砜苫謴?fù)無(wú)磁或弱磁狀態(tài)：如304，經(jīng)10%-20%冷加工后，在700℃加熱可恢復(fù)到原來(lái)的μ值；經(jīng)30%-40%冷加工則需加熱到1000℃才可恢復(fù)到原來(lái)的μ值，一般奧氏體鋼的固溶溫度應(yīng)達(dá)到1050-1100℃?？傊?，通過(guò)調(diào)整化學(xué)成份和適當(dāng)?shù)臒崽幚砜筛纳拼判?，但?duì)磁性要求嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)件，應(yīng)選用奧氏體穩(wěn)定性好的鋼種，如：310、384（0Cr16Ni18）等。熱處理與磁性第56頁(yè)/共83頁(yè)◆耐蝕性—?jiǎng)?wù)必考慮使用場(chǎng)合的耐蝕環(huán)境（濃度、溫度、通風(fēng)情況等于）和耐蝕類型。成本效果最好的不銹鋼具有足夠的耐蝕性，可保證所要求的使用壽命，沒(méi)有功能過(guò)剩造成的浪費(fèi)。

20Cb-3強(qiáng)腐蝕介質(zhì)

316型化學(xué)物質(zhì)

304型食品加工和輕度腐蝕介質(zhì)

430型工業(yè)氣氛

405型一般氣氛增強(qiáng)選材的考慮因素第57頁(yè)/共83頁(yè)

◆力學(xué)性能——強(qiáng)度是選擇不銹鋼時(shí)最重要的力學(xué)性能指標(biāo)，另外還有硬度、塑性、抗沖擊性、疲勞強(qiáng)度或抗應(yīng)力斷裂性等

20Cb-3316型

304型CUSTOM450430型431型CUSTOM455405型410型420型440-C型（9Cr18）≤345≤1207≤1724》1724耐蝕性強(qiáng)度選材的考慮因素第58頁(yè)/共83頁(yè)◆加工性能——應(yīng)從兩個(gè)方面考慮所需要的加工性能：①加工部件的難易程度；②加工對(duì)材料性能的影響程度。如要求切削加工性能，應(yīng)選用高硫不銹鋼；要求冷鐓性能，應(yīng)選用含銅不銹鋼，要求加工后對(duì)材料性能影響小應(yīng)選用性能穩(wěn)定的不銹鋼等。

選材的考慮因素第59頁(yè)/共83頁(yè)

◆物理性能——磁性、導(dǎo)熱性和密度等。如22Cr-13Ni-5Mn不銹鋼在任何情況下都沒(méi)有磁性，但304型在冷加工時(shí)表現(xiàn)出鐵磁性?！舨考罱K成本——進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)估分析，包括材料供應(yīng)情況、價(jià)格、加工費(fèi)用和產(chǎn)品的預(yù)期在效壽命等。選材的考慮因素第60頁(yè)/共83頁(yè)

大氣環(huán)境介質(zhì)中的選用

一般選用Cr13、Cr17、或18-8型，較少選用18-14-2。水介質(zhì)中的選用一般以18-8型、控N型18-8、316型等可耐氯離子腐蝕，做刀具也可選用Cr13型。在海水中應(yīng)選用高Cr、Ni的含Mo的鋼種，或者雙相鋼。硝酸介質(zhì)中的選用在稀硝酸（≤65%）中，一般18-8就具有良好的耐硝酸腐蝕性能；隨濃度的增加，達(dá)到68.4%以上時(shí)，可選用Cr25Ni20鋼，再高濃度（≥85%）時(shí)，需要使用含Si的高Cr奧氏體不銹鋼。含Mo不銹鋼一般不用于耐硝酸腐蝕。合理選材第61頁(yè)/共83頁(yè)硫酸介質(zhì)中的應(yīng)用

不含Mo的不銹鋼，是不能用于耐硫酸腐蝕，而含Mo2-3%的316系列，是耐硫酸腐蝕的最低牌號(hào)，含Mo雙相鋼也相當(dāng)或優(yōu)于316系列；隨硫酸濃度的提高，需要選用高Cr、Ni、含Cu、Si的奧氏體不銹鋼。鹽酸介質(zhì)中的選用

鹽酸介質(zhì)還原性強(qiáng)，不銹鋼很難鈍化，稀鹽酸中需要選用高Cr、Ni、含Cu、Si的奧氏體不銹鋼。18-8不能選用。燒堿介質(zhì)中的選用

選用含Cr≥26%的純鐵素體不銹鋼或含Ni≥20%的Cr-Ni奧氏體不銹鋼。有機(jī)酸介質(zhì)中的選用一般可選Cr17型，或含Mo的奧氏體不銹鋼等。合理選材第62頁(yè)/共83頁(yè)2023年3月30日63

防止局部腐蝕的選材

防止晶間腐蝕：可選擇321、304L、316Ti、347等點(diǎn)腐蝕：可選擇316（L）、高純鐵素體00Cr18Mo2、雙相不銹鋼18-5、2205等?？p隙腐蝕：一般耐點(diǎn)腐蝕鋼種都可以選用。應(yīng)力腐蝕：316系列，雙相鋼等。合理選材第63頁(yè)/共83頁(yè)不銹鋼復(fù)合板是由不銹鋼和碳鋼按照一定的比例，采用特定的方式結(jié)合而成。常用的方法：“直接爆炸法”、“爆炸軋制法”、“直接軋制法”、“擴(kuò)散壓接法”、“包澆澆鑄法”等。其中以“直接爆炸法”最為普遍。爆炸復(fù)合不銹復(fù)合板第64頁(yè)/共83頁(yè)主要特點(diǎn)—性能價(jià)格比優(yōu)：生產(chǎn)成本低：由于不銹鋼所占比例較小，因此降低了材料成本，節(jié)約貴重金屬。使用性能好：具有不銹鋼的耐蝕性及其碳鋼的雙重優(yōu)點(diǎn)。涉及的鋼種多：可以根據(jù)用戶的使用要求選擇不同的組合。界面結(jié)合強(qiáng)度高：兩種金屬屬原子間結(jié)合，不同于焊接的鑄態(tài)組織，不存在成分偏析，確保性能。不銹復(fù)合板第65頁(yè)/共83頁(yè)基板(坯)打磨配板爆炸復(fù)合初矯初探復(fù)板(坯)打磨中板軋制熱處理酸洗檢驗(yàn)交貨“爆炸焊接＋軋制”

爐卷軋制冷軋固溶酸洗檢驗(yàn)交貨“爆炸焊接＋軋制”熱處理

檢驗(yàn)

矯直

探傷酸洗

拋光包裝

“直接爆炸法”

生產(chǎn)工藝流程復(fù)合板生產(chǎn)工藝流程不銹復(fù)合板第66頁(yè)/共83頁(yè)“直接爆炸法”生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合板：（2-4+6-30）×(1100-2500)×(4000-9300)mm“爆炸焊接坯＋軋制法”生產(chǎn)雙面對(duì)稱(不對(duì)稱)不銹鋼復(fù)合卷：（0.1-1.0）+（0.8-4.0）+（0.1-1.0）×(≤1000)mm×L“爆炸焊接坯＋軋制法”生產(chǎn)雙面對(duì)稱(不對(duì)稱)不銹鋼復(fù)合中板厚度：

(0.2-0.3）+（7.0-10.0）+（0.8-1.0）mm不銹鋼復(fù)合板規(guī)格不銹復(fù)合板第67頁(yè)/共83頁(yè)不銹鋼主要包括鐵素體、奧氏體、雙相鋼等其品種，

0Cr13(410s)、Cr13Al(405)、0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr18Ni10Ti(321)、0Cr17Ni12Mo2(316)、00Cr17Ni12Mo2(316L)、00Cr18Ni5Mo3Si2(18－5)、00Cr22Ni5Mo3N(2205)等基板主要包括有碳素鋼板、合金鋼板、容器板，主要有：

Q235系列、Q345系列、20R、16MnR、15CrMoR等

上述牌號(hào)不銹鋼復(fù)合板全部獲得《壓力容器用爆炸復(fù)合板產(chǎn)品安全注冊(cè)證書(shū)》不銹復(fù)合板第68頁(yè)/共83頁(yè)不銹無(wú)縫鋼管設(shè)計(jì)年產(chǎn)能：5萬(wàn)噸主要產(chǎn)品規(guī)格：φ（6-630）×(0.8-40)mm；主要生產(chǎn)鋼種：奧氏體、馬氏體、鐵素體、雙相鋼、合金鋼及鎳基合金產(chǎn)品定位：面向中高端市場(chǎng)，替代進(jìn)口第69頁(yè)/共83頁(yè)不銹無(wú)縫管擠壓線工藝流程第70頁(yè)/共83頁(yè)不銹無(wú)縫管穿孔線工藝流程第71頁(yè)/共83頁(yè)序號(hào)行業(yè)鋼種

規(guī)格(mm)直徑壁厚1電站鍋爐304H、347H、SUPER304HSUPER310S、T91、P91、T92、P92Φ38-2193.5-282石油石化熱交換器用管304L、321、316L、雙相鋼、347、310S、P91Φ19-892-4.5裂化管、爐管Φ159-3256-283化肥行業(yè)用管304、321、316L、304LΦ6-6301-134油氣開(kāi)采用管13Cr、Supe