材料家族之一：工業(yè)材料的“脊梁”—鋼鐵

1、第七章：材料家族之一：工業(yè)材料的第七章：材料家族之一：工業(yè)材料的“脊梁脊梁” 鋼鐵鋼鐵 第一節(jié)第一節(jié) ：鋼鐵的應(yīng)用特征和組成鋼鐵的應(yīng)用特征和組成 第二節(jié)第二節(jié) ： 鋼鐵的生產(chǎn)鋼鐵的生產(chǎn)鋼鐵是怎樣煉成的鋼鐵是怎樣煉成的 第三節(jié)第三節(jié) ： 工程材料的主力工程材料的主力鋼鐵鋼鐵 第四節(jié)第四節(jié) ：強中更有強中手強中更有強中手超高強度鋼超高強度鋼 第五節(jié)第五節(jié) ：不銹鋼及其他特殊鋼不銹鋼及其他特殊鋼 第一節(jié)：鋼鐵的應(yīng)用特征和組成第一節(jié)：鋼鐵的應(yīng)用特征和組成 一、鋼鐵的應(yīng)用特征一、鋼鐵的應(yīng)用特征 人們常把鋼鐵生產(chǎn)及使用的數(shù)量和質(zhì)量作為一個國人們常把鋼鐵生產(chǎn)及使用的數(shù)量和質(zhì)量作為一個國 家經(jīng)濟發(fā)展水平及實力

2、大小的評價標(biāo)志。家經(jīng)濟發(fā)展水平及實力大小的評價標(biāo)志。 u 鋼鐵材料有塑性很好、強度較低的低碳鋼鋼鐵材料有塑性很好、強度較低的低碳鋼; u 有強韌性很高的中碳鋼，有硬而耐磨的高碳鋼有強韌性很高的中碳鋼，有硬而耐磨的高碳鋼; u 也有塑性很差，但消震性、鑄造性卻很好的鑄鐵。也有塑性很差，但消震性、鑄造性卻很好的鑄鐵。 從成分上看從成分上看: : 從形狀及工藝方面看從形狀及工藝方面看: : u 鋼鐵材料可軋制成很薄的板材以便制鋼鐵材料可軋制成很薄的板材以便制 造各種產(chǎn)品殼體，拉成很細(xì)的鋼絲作鋼絲繩，造各種產(chǎn)品殼體，拉成很細(xì)的鋼絲作鋼絲繩， 軋制各種槽鋼、角鋼、鋼管等作各種工程結(jié)構(gòu)；軋制各種槽鋼、角鋼

3、、鋼管等作各種工程結(jié)構(gòu)； u可用鑄造成形生產(chǎn)各種復(fù)雜機器零件，如機可用鑄造成形生產(chǎn)各種復(fù)雜機器零件，如機 床及汽車箱體等；床及汽車箱體等； u可用焊接成形方法拼焊成各種大型工程結(jié)可用焊接成形方法拼焊成各種大型工程結(jié) 構(gòu)及零件制造，并且大多都易于切削加工。構(gòu)及零件制造，并且大多都易于切削加工。 二、鋼鐵中的基本相及組織二、鋼鐵中的基本相及組織 鋼鐵材料的基本組元是鐵和碳，故又稱為鐵碳合鋼鐵材料的基本組元是鐵和碳，故又稱為鐵碳合 金。其中鐵是基本成分，而碳是影響鐵碳合金性能的主要金。其中鐵是基本成分，而碳是影響鐵碳合金性能的主要 成分。鋼鐵材料中常見的相及組織如下成分。鋼鐵材料中常見的相及組織如下

4、: : 1.1.鐵素體（鐵素體（F F）: : 是碳溶于是碳溶于-Fe-Fe中形成的間隙固溶體，最大中形成的間隙固溶體，最大 溶解溶解 度度 為為0.0218%0.0218%。強度、硬度低，塑性好。強度、硬度低，塑性好. . 2.2.奧氏體（奧氏體（A A）: : 是碳溶于是碳溶于-Fe-Fe中形成的間隙固溶體，中形成的間隙固溶體， 最大溶解度最大溶解度2.11%2.11%，強度低，塑性特好，強度低，塑性特好. . 3.3.滲碳體（滲碳體（Fe3CFe3C）: : 滲碳體滲碳體Fe3CFe3C為鐵與碳形成的金屬化合物，為鐵與碳形成的金屬化合物， 晶格復(fù)雜，硬而脆晶格復(fù)雜，硬而脆 n奧氏體（Au

5、stenite，符號A表示） 碳溶解在-Fe中的間隙固溶體 仍保持 -Fe的面心立方晶格，晶界比較直，呈規(guī) 則多邊形 727時溶碳為c 0.77，1148時可溶碳 2.11 具有較高塑性 5 n馬氏體（Martensite，符號M表示） 碳在-Fe中的過飽和固溶體 馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)為體心四方結(jié)構(gòu)（BCT），中高 碳鋼中加速冷卻通常能夠獲得這種組織 普遍具有較高強度和硬度 6 高碳馬氏體高碳馬氏體 低碳馬氏體低碳馬氏體 n鐵素體（Ferrite，符號F表示） 碳溶解于-Fe的體心立方晶格中形成的間隙 固溶體 碳原子含量很少(僅0.02%) 強度和硬度低，塑性和韌性好。 7 n滲碳體（cement

6、ite，符號C表示） 碳與鐵形成的一種化合物Fe3C，一般含碳6.67 復(fù)雜的正交晶格 熔點1227。 極高硬度的脆性化合物，塑性、韌性幾乎為零。 8 n珠光體（pearlite，符號P表示） 奧氏體冷卻時，在727發(fā)生共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為Wc=0.77% 顯微組織為由鐵素體片與滲碳體片交替排列的 片狀組織 9 10 4.4.珠光體（珠光體（P P）: : 由層片狀滲碳體分布在鐵素體基體上組成由層片狀滲碳體分布在鐵素體基體上組成 的機械混合物的機械混合物. . 5.5.萊氏體（萊氏體（LdLd）: : 滲碳體基體上分布一定形態(tài)、數(shù)量的奧滲碳體基體上分布一定形態(tài)、數(shù)量的奧 氏體或珠光

7、體而組成的機械混合物，其性能硬而脆氏體或珠光體而組成的機械混合物，其性能硬而脆. . 6.6.馬氏體（馬氏體（M M）: : 馬氏體馬氏體M M為碳在為碳在-Fe-Fe中的中的“超過飽和超過飽和” 固溶體固溶體 . . 7.7.貝氏體（貝氏體（B B）: : 稍過飽和的極細(xì)鐵素體上分布彌散的碳稍過飽和的極細(xì)鐵素體上分布彌散的碳 化物而組成的機械混合物化物而組成的機械混合物. . 第二節(jié)第二節(jié) : : 鋼鋼 鐵鐵 的的 生生 產(chǎn)產(chǎn) 鋼鐵是怎樣煉成的鋼鐵是怎樣煉成的 鋼鐵生產(chǎn)的基本流程如右圖所示鋼鐵生產(chǎn)的基本流程如右圖所示 : : 鋼鐵是這樣煉鋼鐵是這樣煉 成的！成的！ 一、鋼鐵生產(chǎn)的歷程：一、鋼

8、鐵生產(chǎn)的歷程： 早在早在26002600年前的春秋戰(zhàn)國時代后期，我們的祖先年前的春秋戰(zhàn)國時代后期，我們的祖先 就發(fā)明了生鐵冶煉技術(shù)，成為最早使用鐵器的民族之一。就發(fā)明了生鐵冶煉技術(shù)，成為最早使用鐵器的民族之一。 近代煉鋼技術(shù)可追溯到近代煉鋼技術(shù)可追溯到17401740年霍茨曼的坩堝煉鋼年霍茨曼的坩堝煉鋼 法，即法，即“炒鋼炒鋼”法法 13 Iron Age Iron Age 1856 1856年英國人貝塞曼的年英國人貝塞曼的酸性（爐襯）轉(zhuǎn)爐法酸性（爐襯）轉(zhuǎn)爐法及及 18641864年法國人馬丁發(fā)明的年法國人馬丁發(fā)明的平爐煉鋼法平爐煉鋼法是作為有價值的工業(yè)是作為有價值的工業(yè) 技術(shù)技術(shù) 20 20

9、世紀(jì)初，法國冶金專家埃魯針對平爐和轉(zhuǎn)爐難世紀(jì)初，法國冶金專家埃魯針對平爐和轉(zhuǎn)爐難 以煉出高級合金鋼的缺點，發(fā)明了以煉出高級合金鋼的缺點，發(fā)明了電弧爐煉鋼法電弧爐煉鋼法，他避免，他避免 了空氣燒毀合金元素的缺點，被專門用來冶煉高級合金鋼。了空氣燒毀合金元素的缺點，被專門用來冶煉高級合金鋼。 二、煉鐵二、煉鐵 1 1煉鐵的爐料和高爐：煉鐵的爐料和高爐： 煉鐵的主要爐料是煉鐵的主要爐料是鐵礦石、焦炭鐵礦石、焦炭和和石灰石石灰石。煉鐵所。煉鐵所 用的主要設(shè)備是高爐。用的主要設(shè)備是高爐。 Equations 煉鐵過程的化學(xué)煉鐵過程的化學(xué) 9COC2Fe11CO3Fe332 3CO2Fe3COFe32 C

10、O4FeFeOCFe3 15 鑄鐵鑄鐵 鍛鐵鍛鐵 鋼鐵鋼鐵 依含碳量依含碳量 和雜質(zhì)多少和雜質(zhì)多少 鐵和碳的合金鐵和碳的合金 Alloys of iron n 為淬火作組織準(zhǔn)備。為淬火作組織準(zhǔn)備。 n 使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(tài)下的組織： M回 回+顆粒狀碳化物 顆粒狀碳化物+A(少量少量) 球狀珠光體球狀珠光體 T12鋼正常淬火組織鋼正常淬火組織 n3、用途、用途 n由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工 具和低速刃具。具和低速刃具。 nT7T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖

11、子、鑿子、 錘子等。錘子等。 木工鑿木工鑿 木工鉆木工鉆 nT10T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、 車刀等。車刀等。 nT12T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。 絲錐絲錐 銼刀銼刀 手鋸條手鋸條 鉆頭鉆頭 n1、成分特點：、成分特點： n 高碳：高碳：0.751.5%C n 合金元素作用合金元素作用 n 提高淬透性提高淬透性: Cr、Mn、Si n 提高耐回火性：提高耐回火性：Si n 提高耐磨性、細(xì)化晶粒提高耐磨性、細(xì)化晶粒: W、V l 低合金工具鋼低合金工具鋼 l由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素由碳素工具鋼基礎(chǔ)

12、上加入少量合金元素(35)形成。形成。 低合金工具鋼制品低合金工具鋼制品 n2、熱處理及組織、熱處理及組織 n同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)為同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)為 油油(碳素工具鋼為水碳素工具鋼為水)。 n使用狀態(tài)下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為： M回 回+顆粒狀碳化物 顆粒狀碳化物+A(少量少量) n3、常用鋼號及用途、常用鋼號及用途 n應(yīng)用最多的是應(yīng)用最多的是9SiCr。用于制造形用于制造形 狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具， 如絲錐、板牙等如絲錐、板牙等. 絲錐絲錐 板牙板牙 低合金工具鋼扳手低合金工具鋼扳手 n1、性能特點、性能特點: 高熱硬性高熱硬性 (

13、600)、高淬透性、高淬透性 n2、成分特點、成分特點 n 高碳高碳: 0.701.5%C n 合金元素作用合金元素作用 n 提高淬透性：提高淬透性：Cr n 提高熱硬性、耐磨性提高熱硬性、耐磨性: W、 Mo、V l 高速鋼高速鋼（俗稱風(fēng)鋼）（俗稱風(fēng)鋼） l制造高速切削刃具用鋼。制造高速切削刃具用鋼。 高速鋼冷軋鋼帶高速鋼冷軋鋼帶 高速鋼形材高速鋼形材 n5、常用鋼號及用途、常用鋼號及用途 n常用鋼號為常用鋼號為W18Cr4V(18-4- 1)和和W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)。 n用于高速切削刃具，如車刀、用于高速切削刃具，如車刀、 刨刀、銑刀、鉆頭等。刨刀、銑刀、鉆頭等。 車刀車

14、刀銑刀銑刀 高速鋼銑刀高速鋼銑刀 鉆頭銑刀鉆頭銑刀 三、 鑄鐵鑄鐵 n鑄鐵是含碳量大于鑄鐵是含碳量大于2.11%并并 含有較多硅、錳、硫、磷等含有較多硅、錳、硫、磷等 元素的多元鐵基合金。元素的多元鐵基合金。 n鑄鐵具有許多優(yōu)良的性能及鑄鐵具有許多優(yōu)良的性能及 生產(chǎn)簡便、成本低廉等優(yōu)點，生產(chǎn)簡便、成本低廉等優(yōu)點， 因而是應(yīng)用最廣泛的材料之因而是應(yīng)用最廣泛的材料之 一。一。 n例如，機床床例如，機床床 身、內(nèi)燃機的身、內(nèi)燃機的 汽缸體、缸套、汽缸體、缸套、 活塞環(huán)及軸瓦、活塞環(huán)及軸瓦、 曲軸等都可用曲軸等都可用 鑄鐵制造鑄鐵制造. 鑄鐵曲軸鑄鐵曲軸 內(nèi)燃機汽缸內(nèi)燃機汽缸 三、鑄鐵：三、鑄鐵： 鑄

15、鐵鑄鐵是是含碳量大于含碳量大于2.11%2.11%（一般為（一般為2.5%2.5%4.3%4.3%） 的鐵碳合金，受原料及冶煉工藝的限制，其中還含少量硅、的鐵碳合金，受原料及冶煉工藝的限制，其中還含少量硅、 錳、硫、磷等雜質(zhì)。錳、硫、磷等雜質(zhì)。 白口鑄鐵：白口鑄鐵：以滲碳體形式存在，斷口呈銀白色；以滲碳體形式存在，斷口呈銀白色； 灰灰 鑄鑄 鐵：以片狀石墨形式存在，斷口呈灰黑色；鐵：以片狀石墨形式存在，斷口呈灰黑色； 蠕墨鑄鐵：以蠕蟲狀石墨形式存在蠕墨鑄鐵：以蠕蟲狀石墨形式存在 球墨鑄鐵球墨鑄鐵：以球墨狀石墨形式存在：以球墨狀石墨形式存在 可鍛鑄鐵：以絮狀石墨形式存在可鍛鑄鐵：以絮狀石墨形式存

16、在 合金鑄鐵：加入各種合金元素合金鑄鐵：加入各種合金元素 n 耐磨性能好。耐磨性能好。由于石墨本身有潤滑作用。由于石墨本身有潤滑作用。 n 消振性能好消振性能好。由于石墨可以吸收振動能量。由于石墨可以吸收振動能量。 n 鑄造性能好。鑄造性能好。由于鑄鐵硅含量高由于鑄鐵硅含量高, 成分接近于共晶成分接近于共晶. n 切削性能好。切削性能好。由于石墨使車屑容易脆斷，不粘刀。由于石墨使車屑容易脆斷，不粘刀。 l2、鑄鐵的性能特點、鑄鐵的性能特點 l 力學(xué)性能低。力學(xué)性能低。由于石墨由于石墨 相當(dāng)于鋼基體中的裂紋或空相當(dāng)于鋼基體中的裂紋或空 洞，破壞了基體的連續(xù)性，洞，破壞了基體的連續(xù)性， 且易導(dǎo)致應(yīng)

17、力集中。且易導(dǎo)致應(yīng)力集中。 鑄鐵與鑄鋼的強度比較鑄鐵與鑄鋼的強度比較 灰灰 鑄鐵鑄鐵 的顯的顯 微微 組組 織織 鐵素體灰鑄鐵鐵素體灰鑄鐵 珠光體灰鑄鐵珠光體灰鑄鐵 鐵素體加珠光體灰鑄鐵鐵素體加珠光體灰鑄鐵 石墨片的三維形貌石墨片的三維形貌 n3、用途、用途 n制造承受壓力和震動的零制造承受壓力和震動的零 件件,如機床床身、各種箱體、如機床床身、各種箱體、 殼體、泵體、缸體。殼體、泵體、缸體。 大型船用柴油機汽缸體大型船用柴油機汽缸體(HT-300)重型機床床身重型機床床身(HT-250) 變速箱體變速箱體 可鍛鑄鐵的顯微可鍛鑄鐵的顯微 組織組織 黑心可鍛鑄鐵黑心可鍛鑄鐵 珠光體可鍛鑄鐵珠光體

18、可鍛鑄鐵 可鍛鑄鐵的石墨化退火可鍛鑄鐵的石墨化退火 n可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵用途用途 n用于制造形狀復(fù)雜且承受用于制造形狀復(fù)雜且承受 振動載荷的薄壁小型件，振動載荷的薄壁小型件， 如如汽車、拖拉機的前后輪汽車、拖拉機的前后輪 殼、管接頭、低壓閥門殼、管接頭、低壓閥門等。等。 可鍛鑄鐵管件可鍛鑄鐵管件 球墨鑄鐵的顯微組織球墨鑄鐵的顯微組織 鐵素體加珠光體球墨鑄鐵素體加珠光體球墨鑄 鐵鐵 鐵素體球墨鑄鐵鐵素體球墨鑄鐵 珠光體球墨鑄鐵珠光體球墨鑄鐵 球墨鑄鐵中的石墨球墨鑄鐵中的石墨 球球 n球墨鑄鐵球墨鑄鐵用途用途 n承受震動、載承受震動、載 荷大的零件，荷大的零件， 如如曲軸、傳動曲軸、傳動 齒輪齒輪等

19、。等。 核燃料貯存運輸核燃料貯存運輸 容器容器(QT350-22) 鑄鐵曲軸鑄鐵曲軸 蠕墨鑄鐵的蠕墨鑄鐵的 顯微組織顯微組織 蠕墨鑄鐵中的蠕墨鑄鐵中的 石墨石墨 珠光體基體珠光體基體 鐵素體基體鐵素體基體 n蠕墨鑄鐵的強度、塑性和抗疲勞性能優(yōu)于灰鑄鐵，其力學(xué)性能介于灰鑄蠕墨鑄鐵的強度、塑性和抗疲勞性能優(yōu)于灰鑄鐵，其力學(xué)性能介于灰鑄 鐵與球墨鑄鐵之間。鐵與球墨鑄鐵之間。 灰鑄鐵灰鑄鐵 灰鑄鐵灰鑄鐵 蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵 蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵 球墨鑄鐵球墨鑄鐵 球墨鑄鐵球墨鑄鐵 灰鑄鐵灰鑄鐵 蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵 球墨鑄鐵球墨鑄鐵 n蠕墨鑄鐵常用于制造承受熱循環(huán)載荷的零件和蠕墨鑄鐵常用于制造承受熱循環(huán)載荷的零

20、件和 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強度要求高的鑄件。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強度要求高的鑄件。如鋼錠模、玻如鋼錠模、玻 璃模具、柴油機汽缸、汽缸蓋、排氣閥、液壓璃模具、柴油機汽缸、汽缸蓋、排氣閥、液壓 閥的閥體、耐壓泵的泵體等。閥的閥體、耐壓泵的泵體等。 玻璃模具玻璃模具 制動鼓制動鼓 第四節(jié)第四節(jié) ：強中更有強中手：強中更有強中手 超高強度鋼超高強度鋼 、超高強度鋼的分類、超高強度鋼的分類 超高強度鋼的高強度是由馬氏體相變強化、細(xì)晶強化、超高強度鋼的高強度是由馬氏體相變強化、細(xì)晶強化、 化合物彌散強化與溶質(zhì)固溶強化等多種機制的復(fù)合強化作化合物彌散強化與溶質(zhì)固溶強化等多種機制的復(fù)合強化作 用而獲得。用而獲得。 常用超高強度鋼

21、有以下四類：常用超高強度鋼有以下四類： 1 1：低合金超高強度鋼：低合金超高強度鋼 典型牌號有典型牌號有30CrMnSiNi2A30CrMnSiNi2A、45CrNiMo1VA45CrNiMo1VA等。等。 2 2：二次硬化型超高強度鋼：二次硬化型超高強度鋼 ： 典型鋼種如典型鋼種如4Cr5MoVSi,4Cr5MoV1Si4Cr5MoVSi,4Cr5MoV1Si （H13H13）、）、 30Ni9Co4CrMoA30Ni9Co4CrMoA、16Ni10Co14Cr2Mo116Ni10Co14Cr2Mo1等等 3 3：馬氏體時效鋼：馬氏體時效鋼： 典型鋼種如典型鋼種如0Ni18Co9Mo5TiA

22、l 0Ni18Co9Mo5TiAl 4 4：超高強度不銹鋼：超高強度不銹鋼： 典型鋼號如馬氏體時效不銹鋼典型鋼號如馬氏體時效不銹鋼 0Cr17Ni4Cu4Nb0Cr17Ni4Cu4Nb等。等。 二、超高強度鋼的應(yīng)用：二、超高強度鋼的應(yīng)用： 超高強度鋼主要用于航空、航天、兵器、艦船、機械、超高強度鋼主要用于航空、航天、兵器、艦船、機械、 電子、核工業(yè)和石油化工等領(lǐng)域。電子、核工業(yè)和石油化工等領(lǐng)域。 化工化工 管道管道 的腐的腐 蝕蝕 裂解裂解 管內(nèi)管內(nèi) 壁的壁的 高溫高溫 腐蝕腐蝕 減薄減薄 n化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。 n電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕是指金

23、屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電流參與是指金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電流參與 作用的腐蝕。作用的腐蝕。 第五節(jié)第五節(jié) ：不銹鋼不銹鋼 l在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕 性能的鋼。性能的鋼。 l 金屬的腐蝕金屬的腐蝕 l金屬的腐蝕分金屬的腐蝕分化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 和電化學(xué)腐蝕。和電化學(xué)腐蝕。 n防止電化學(xué)腐蝕的措施：防止電化學(xué)腐蝕的措施： n 獲得均勻的單相組織。獲得均勻的單相組織。 n 提高合金的電極電位。提高合金的電極電位。 n 使表面形成致密的鈍化膜使表面形成致密的鈍化膜。 l工業(yè)發(fā)達(dá)國家每年金屬腐蝕工業(yè)發(fā)達(dá)國家每年金屬腐蝕 造成的直接經(jīng)濟損失占造成的直接經(jīng)濟損失占GNP 的的4

24、%左右。中國每年腐蝕左右。中國每年腐蝕 的損失至少到的損失至少到400億元以上億元以上. Zn Zn Zn-Cu原電池示意圖原電池示意圖 珠光體腐蝕示意圖珠光體腐蝕示意圖 電解液電解液 特殊性能鋼主要包括不銹鋼、耐熱鋼、低特殊性能鋼主要包括不銹鋼、耐熱鋼、低 溫鋼、耐磨鋼和磁鋼等溫鋼、耐磨鋼和磁鋼等 。 一、不銹鋼：一、不銹鋼： 1 1不銹鋼為何耐腐蝕：不銹鋼為何耐腐蝕： 在碳鋼中加入在碳鋼中加入鉻元素達(dá)到鉻元素達(dá)到12%12%時，鋼基體的電極時，鋼基體的電極 電位會明顯突升，電位會明顯突升，化學(xué)穩(wěn)定性明顯升高化學(xué)穩(wěn)定性明顯升高，不易腐蝕；同時，不易腐蝕；同時， 鋼中鉻含量達(dá)到鋼中鉻含量達(dá)到1

25、2%12%時，鋼基體就象金屬鋁、鉻那樣，與氧時，鋼基體就象金屬鋁、鉻那樣，與氧 接觸的瞬間就能形成覆蓋整個表面的牢固、致密、穩(wěn)定的接觸的瞬間就能形成覆蓋整個表面的牢固、致密、穩(wěn)定的 三氧化二鉻三氧化二鉻（Cr2O3Cr2O3）保護膜）保護膜，而使其更耐腐蝕，而使其更耐腐蝕 。 常用不銹鋼常用不銹鋼 1、馬氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼 主要是主要是Cr13型不銹鋼型不銹鋼 鋼號為鋼號為1Cr134Cr13 隨含碳量提高，強度、隨含碳量提高，強度、 硬度提高，耐蝕性下降硬度提高，耐蝕性下降. 1Cr13、2Cr13 熱處理熱處理: 淬火淬火+高溫回火高溫回火 使用狀態(tài)下的組織使用狀態(tài)下的組織: S回

26、回 不銹鋼棒不銹鋼棒 1Cr13、2Cr13具有具有 耐大氣耐大氣、蒸汽腐蝕蒸汽腐蝕 能力及良好的綜合能力及良好的綜合 力學(xué)性能。力學(xué)性能。 用于要求塑韌性用于要求塑韌性 較高的耐蝕件，較高的耐蝕件， 如汽輪機葉片等如汽輪機葉片等. 汽輪機葉片汽輪機葉片 透平轉(zhuǎn)輪透平轉(zhuǎn)輪 3Cr13、4Cr13 熱處理：淬火熱處理：淬火+低溫回火。低溫回火。 使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(tài)下的組織：M回 回。 。 具有較高強度、硬度。具有較高強度、硬度。 用于要求耐蝕、耐磨件，用于要求耐蝕、耐磨件， 醫(yī)療器械、量具等。醫(yī)療器械、量具等。 醫(yī)療器械醫(yī)療器械 不銹不銹 鋼刀鋼刀 1Cr17削片刀削片刀 2、鐵素體不銹

27、鋼、鐵素體不銹鋼 典型鋼號如典型鋼號如0Cr13、 1Cr17等。等。 成分：成分：高鉻低碳高鉻低碳 l 無無相變相變，不能，不能 進(jìn)行熱處理強化。進(jìn)行熱處理強化。 l 組織組織：單相鐵素體單相鐵素體 用途用途 廣泛用于硝酸和氮肥工廣泛用于硝酸和氮肥工 業(yè)的耐蝕件。業(yè)的耐蝕件。 硝酸生產(chǎn)裝置硝酸生產(chǎn)裝置 鐵素鐵素 體不體不 銹鋼銹鋼 制品制品 3、奧氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼 主要是主要是18-8（18Cr-8Ni）型不銹鋼。）型不銹鋼。 性能特點：性能特點：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及 l可焊性。高的塑韌性可焊性。高的塑韌性, 無磁性。無磁性。 l 熱處理：熱處

28、理：采用采用固固 溶處理溶處理。即加熱到。即加熱到 1100使碳化物溶解使碳化物溶解 后水冷。后水冷。 l組織為組織為單相奧氏體。單相奧氏體。 不銹鋼帶不銹鋼帶 常用鋼種常用鋼種 為為1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti 廣泛用于化工設(shè)備及管道廣泛用于化工設(shè)備及管道. 反應(yīng)釜反應(yīng)釜 (316L) 大型化工儲罐大型化工儲罐(304) 熱交換器熱交換器(316L) 2 2常用不銹鋼：常用不銹鋼： （1 1）馬氏體不銹鋼：）馬氏體不銹鋼： 其強度、硬度較高，典型牌號有其強度、硬度較高，典型牌號有1Cr131Cr13、2Cr132Cr13、3Cr133Cr13、 4Cr134Cr13、9Cr189C

29、r18等；等； （2 2）鐵素體不銹鋼）鐵素體不銹鋼 ： 其耐蝕性優(yōu)于馬氏體不銹鋼，并且易成形易焊接，其耐蝕性優(yōu)于馬氏體不銹鋼，并且易成形易焊接， 典型牌號如典型牌號如0Cr130Cr13、1Cr171Cr17、1Cr281Cr28、1Cr17Mo2Ti1Cr17Mo2Ti等；等； （3 3）奧氏體不銹鋼：耐蝕性最好，并且易成形易）奧氏體不銹鋼：耐蝕性最好，并且易成形易 焊接，無磁性。焊接，無磁性。 典型鋼號有典型鋼號有0Cr18Ni90Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti、 0Cr17Mn13Mo2N0Cr17Mn13Mo2N； 此外，還有更強韌、更抗應(yīng)力腐蝕的此外，還有

30、更強韌、更抗應(yīng)力腐蝕的奧氏體奧氏體- -鐵鐵 素體雙相不銹鋼素體雙相不銹鋼、強硬度更高的、強硬度更高的沉淀硬化型超高強度不銹沉淀硬化型超高強度不銹 鋼鋼等鋼種。等鋼種。 二、其它特殊性能鋼二、其它特殊性能鋼 1 1、 不怕高溫的不怕高溫的耐熱鋼耐熱鋼： 耐熱鋼即在高溫下具有高熱穩(wěn)定性和熱耐熱鋼即在高溫下具有高熱穩(wěn)定性和熱 強性強性 的特殊性能鋼。的特殊性能鋼。 常見耐熱鋼有以下幾種：常見耐熱鋼有以下幾種： 易于成形及焊接，典型鋼號為易于成形及焊接，典型鋼號為15CrMo15CrMo、12Cr1MoV12Cr1MoV。 鋼含合金量多，其耐熱性比珠光體耐熱鋼好，典型鋼號鋼含合金量多，其耐熱性比珠光體耐熱鋼好，典型鋼號 有有1Cr131Cr13、2Cr132Cr13、4Cr9Si24Cr9Si2、1Cr11MoV1Cr11MoV等。等。 馬氏體耐熱鋼：馬氏體耐熱鋼： 珠光體耐熱鋼珠光體耐熱鋼： n 性能要求性能要求 n1、高的抗氧化性：、高的抗氧化性： n指鋼在高溫下對氧化作用的指鋼在高溫下對氧化作用的 抗力?？沽?。 n鋼中加入鋼中加入Cr、Si、Al可形可形 成致密穩(wěn)定的氧化膜，阻礙成致密穩(wěn)定的氧化膜，阻礙 氧進(jìn)一步擴散，提高抗氧化氧進(jìn)一步擴散，提高抗氧化 性。性。 二、耐熱鋼二、耐熱鋼 氣輪機葉片氣輪機葉片