五章節(jié)不銹鋼ppt課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 鋼的耐蝕性鋼的耐蝕性第二節(jié)第二節(jié) 不銹耐蝕鋼不銹耐蝕鋼 不銹耐蝕鋼通常是不銹鋼耐大氣、不銹耐蝕鋼通常是不銹鋼耐大氣、蒸汽和水等弱蒸汽和水等弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼和耐酸鋼耐酸、堿、腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼和耐酸鋼耐酸、堿、鹽等強(qiáng)腐蝕介鹽等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼的統(tǒng)稱。質(zhì)腐蝕的鋼的統(tǒng)稱。 廣泛用于化工、廣泛用于化工、石油、衛(wèi)生、食品、石油、衛(wèi)生、食品、建筑、航空、原子建筑、航空、原子能等行業(yè)。能等行業(yè)。用硝酸酒精浸蝕碳鋼顯示用硝酸酒精浸蝕碳鋼顯示珠光體珠光體陽極：陽極：-Fe，低電位，低電位，F(xiàn)e元元素被氧化成素被氧化成Fe3+，組織凹陷；，組織凹陷；陰極：陰極：Fe3C，高電位，硝酸，高電位，硝酸

2、中的中的H+被復(fù)原成被復(fù)原成H2 。q 鋼的鈍化景象鋼的鈍化景象 電化學(xué)腐蝕的實例電化學(xué)腐蝕的實例1、電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)、電化學(xué)腐蝕的本質(zhì) 鋼在電解質(zhì)溶液中，由于本身微觀上的成分、組織鋼在電解質(zhì)溶液中，由于本身微觀上的成分、組織和應(yīng)力的不均勻，導(dǎo)致微區(qū)域間電極電位的差別，構(gòu)成和應(yīng)力的不均勻，導(dǎo)致微區(qū)域間電極電位的差別，構(gòu)成了微陽極區(qū)和微陰極區(qū)，構(gòu)成原電池。了微陽極區(qū)和微陰極區(qū)，構(gòu)成原電池。 電化學(xué)腐蝕機(jī)理電化學(xué)腐蝕機(jī)理2、電極極化曲線、電極極化曲線 實驗研討證明：腐蝕開場后，陰、陽極的電位會發(fā)生實驗研討證明：腐蝕開場后，陰、陽極的電位會發(fā)生變化，即向著電位差減小的方向變化。這種電極電位的變變化，

3、即向著電位差減小的方向變化。這種電極電位的變化稱為極化。陽極變正，陰極變負(fù)，電位差減少化稱為極化。陽極變正，陰極變負(fù)，電位差減少1陰極極化：通路后，陰極電位向負(fù)的方向變化。陰極極化：通路后，陰極電位向負(fù)的方向變化。緣由：耗費電子的陰極過程受阻，使陰極的電子呵斥堆緣由：耗費電子的陰極過程受阻，使陰極的電子呵斥堆積，升高了外表電荷密度，導(dǎo)致陰極電位變負(fù)。積，升高了外表電荷密度，導(dǎo)致陰極電位變負(fù)。右圖：右圖：腐蝕電池在腐蝕電池在電路接通后電路接通后陽極、陰極陽極、陰極的電位變化的電位變化2陽極極化：通路后，陽極電位向正的方向變化。陽極極化：通路后，陽極電位向正的方向變化。緣由：由于腐蝕過程中構(gòu)成有維

4、護(hù)作用的鈍化膜，妨礙緣由：由于腐蝕過程中構(gòu)成有維護(hù)作用的鈍化膜，妨礙了陽極金屬和溶液的接觸，使金屬構(gòu)成離子的速度減慢，了陽極金屬和溶液的接觸，使金屬構(gòu)成離子的速度減慢，因此降低了陽極外表的電荷密度，升高了陽極的電位。因此降低了陽極外表的電荷密度，升高了陽極的電位。3陽極極化曲線：陽極極化曲線： 常用的常用的FeFe、CrCr、NiNi、TiTi等金屬的陽極極化過程等金屬的陽極極化過程具有獨特的極化方式。具有獨特的極化方式。 隨著陽極極化電流的隨著陽極極化電流的升高，腐蝕電流不是均勻升高，腐蝕電流不是均勻的降低，而是先添加，然的降低，而是先添加，然后減少到最小，并堅持這后減少到最小，并堅持這個電

5、流經(jīng)一定的電位升高個電流經(jīng)一定的電位升高階段，然后電流再添加。階段，然后電流再添加。4極化曲線的運用極化曲線的運用 鋼在一個詳細(xì)介質(zhì)中如能鋼在一個詳細(xì)介質(zhì)中如能獲得有穩(wěn)定鈍化區(qū)的陽極極化獲得有穩(wěn)定鈍化區(qū)的陽極極化曲線，那么當(dāng)陰極極化曲線交曲線，那么當(dāng)陰極極化曲線交于鈍化區(qū)時，如圖中線的交于鈍化區(qū)時，如圖中線的交點點E E，這時的腐蝕電流為，這時的腐蝕電流為I I最小，最小，鋼將很耐蝕。鋼將很耐蝕。 同理，同理，A A點的腐蝕電流點的腐蝕電流I I較較大，鋼易腐蝕。大，鋼易腐蝕。 極化作用對提高金屬的耐蝕性意義很大。一切加強(qiáng)陽極化作用對提高金屬的耐蝕性意義很大。一切加強(qiáng)陽極極化或陰極極化的要素，

6、都提高金屬的耐蝕性。在不極極化或陰極極化的要素，都提高金屬的耐蝕性。在不銹鋼的研討開展中，使鋼的陽極相具有好的鈍化性能，銹鋼的研討開展中，使鋼的陽極相具有好的鈍化性能，并調(diào)理陰極相，使之極化曲線交于鈍化區(qū)，這是鋼即獲并調(diào)理陰極相，使之極化曲線交于鈍化區(qū)，這是鋼即獲得很高的耐蝕性。得很高的耐蝕性。3、電化學(xué)腐蝕的類型、電化學(xué)腐蝕的類型P79 1普通腐蝕：又稱均勻腐蝕或延續(xù)腐蝕。這種腐蝕易辨普通腐蝕：又稱均勻腐蝕或延續(xù)腐蝕。這種腐蝕易辨別，普通不易帶來危險的失效事故。別，普通不易帶來危險的失效事故。2晶界腐蝕：普通，晶界較晶內(nèi)具有較大的活性。當(dāng)晶晶界腐蝕：普通，晶界較晶內(nèi)具有較大的活性。當(dāng)晶界分布

7、有夾雜物和偏聚有溶質(zhì)原子時，晶界的電位進(jìn)一界分布有夾雜物和偏聚有溶質(zhì)原子時，晶界的電位進(jìn)一步降低，晶界與晶內(nèi)的電位差加大，這時那么會引起晶步降低，晶界與晶內(nèi)的電位差加大，這時那么會引起晶界的深腐蝕。界的深腐蝕。3點腐蝕：又稱孔蝕，是不銹鋼的鈍化膜部分破壞引起。點腐蝕：又稱孔蝕，是不銹鋼的鈍化膜部分破壞引起。4應(yīng)力腐蝕：應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用的結(jié)果，即鋼內(nèi)裂應(yīng)力腐蝕：應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用的結(jié)果，即鋼內(nèi)裂紋尖端處陽極溶解時促進(jìn)了裂紋的構(gòu)成和擴(kuò)展。紋尖端處陽極溶解時促進(jìn)了裂紋的構(gòu)成和擴(kuò)展。5氫脆：鋼處于張應(yīng)力形狀時，由于腐蝕吸收陰極的析氫氫脆：鋼處于張應(yīng)力形狀時，由于腐蝕吸收陰極的析氫而產(chǎn)生的破裂

8、。而產(chǎn)生的破裂。 1 1獲得穩(wěn)定鈍化區(qū)的陽極極化曲線；獲得穩(wěn)定鈍化區(qū)的陽極極化曲線； 2 2提高不銹鋼基體的電極電位；提高不銹鋼基體的電極電位； 3 3使鋼具有單相組織，減少微電池的數(shù)量；使鋼具有單相組織，減少微電池的數(shù)量； 4 4使鋼外表獲得穩(wěn)定的外表維護(hù)膜。使鋼外表獲得穩(wěn)定的外表維護(hù)膜。q 合金元素對鋼鈍化的影響合金元素對鋼鈍化的影響 提高鋼的耐蝕性的途徑提高鋼的耐蝕性的途徑 合金元素的作用合金元素的作用 1 1CrCr：構(gòu)成：構(gòu)成FeFe、CrCr復(fù)合氧化膜，降低腐蝕電流。復(fù)合氧化膜，降低腐蝕電流。2 2NiNi：能促進(jìn)單相奧氏體的構(gòu)成，顯著提高鋼在非氧化：能促進(jìn)單相奧氏體的構(gòu)成，顯著提

9、高鋼在非氧化性硫酸中性硫酸中的耐蝕性。的耐蝕性。3Mn：能顯著提高鋼在有機(jī)酸中的耐蝕性。：能顯著提高鋼在有機(jī)酸中的耐蝕性。4Mo：構(gòu)成含：構(gòu)成含Mo鈍化膜，在許多強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中具有很高鈍化膜，在許多強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中具有很高的穩(wěn)定性，還能防止氯離子對膜的點腐蝕。的穩(wěn)定性，還能防止氯離子對膜的點腐蝕。5Pt：提高不銹鋼在硫酸中的耐蝕性；：提高不銹鋼在硫酸中的耐蝕性；6Mo、Cu、Ni的混合添加的混合添加 為了闡明不銹鋼的實踐成分和所得到組織的關(guān)系，人為了闡明不銹鋼的實踐成分和所得到組織的關(guān)系，人們制成了鉻當(dāng)量【們制成了鉻當(dāng)量【CrCr】- -鎳當(dāng)量【鎳當(dāng)量【NiNi】圖?！繄D。 鋼中鐵素體構(gòu)成元素鋼中鐵

10、素體構(gòu)成元素CrCr、MoMo、SiSi、TiTi、NbNb等折合成等折合成CrCr的作用，奧氏體構(gòu)成元素的作用，奧氏體構(gòu)成元素NiNi、MnMn、CuCu等折合成等折合成NiNi的作用。的作用。根據(jù)當(dāng)量計算式算出當(dāng)量數(shù)，在圖中求得其交點，根據(jù)交根據(jù)當(dāng)量計算式算出當(dāng)量數(shù)，在圖中求得其交點，根據(jù)交點所在相區(qū)，確定鋼的相組成。點所在相區(qū)，確定鋼的相組成。q 不銹鋼組織圖不銹鋼組織圖不銹鋼按其正火組織不同分為五類：不銹鋼按其正火組織不同分為五類： 馬氏體型；馬氏體型； 鐵素體型；鐵素體型； 奧氏體型；奧氏體型； 雙相型；雙相型； 沉淀硬化型；沉淀硬化型；( (奧氏體型不銹鋼約占不銹鋼總產(chǎn)量的奧氏體型

11、不銹鋼約占不銹鋼總產(chǎn)量的7070) )q 不銹鋼組織圖不銹鋼組織圖 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 碳碳0.1%1.0%，鉻，鉻12%18%。此類鋼只在氧化。此類鋼只在氧化性性介質(zhì)中介質(zhì)中(如大氣、海水、氧化性酸如大氣、海水、氧化性酸)耐蝕，而在非氧化性耐蝕，而在非氧化性介質(zhì)中介質(zhì)中(如鹽酸、堿溶液等如鹽酸、堿溶液等)耐蝕性很低；鋼的耐蝕性隨耐蝕性很低；鋼的耐蝕性隨鉻含量的降低和碳含量的添加而降低，鋼的強(qiáng)度、硬度鉻含量的降低和碳含量的添加而降低，鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性那么隨碳的添加而改善。和耐磨性那么隨碳的添加而改善。 常見的有：低、中碳的常見的有：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%、鉻含量、鉻含量12123030，耐蝕性優(yōu)于馬氏，耐蝕性優(yōu)于馬氏體不銹鋼。體不銹鋼。CrCr是鐵素體構(gòu)成元素，致使此類鋼從室溫到高是鐵素體構(gòu)成元素，致使此類鋼從室溫到高溫溫10001000左右均為單相鐵素體；塑性加工、切削加工左右均為單相鐵素體；塑性加工、切削加工和焊接性較優(yōu)。主要用于對耐蝕性和抗氧化性有較高要求和焊接性較優(yōu)。主要用于對耐蝕性和抗氧化性有較高要求的零件，如耐硝酸、磷酸構(gòu)造和抗氧化構(gòu)造。的零件，如耐硝酸、磷酸構(gòu)造

13、和抗氧化構(gòu)造。 常見的鐵素體不銹鋼有常見的鐵素體不銹鋼有0Cr130Cr13、1Cr171Cr17、1Cr281Cr28等。等。 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 在在Cr18Ni8(18-8)根底上開展起來的，低碳根底上開展起來的，低碳(0.12)、高鉻高鉻(1725)和較高鎳和較高鎳(829) ；此類鋼具有最；此類鋼具有最佳的耐蝕性，但相應(yīng)地價錢也較高；優(yōu)良的低溫韌性、高佳的耐蝕性，但相應(yīng)地價錢也較高；優(yōu)良的低溫韌性、高的加工硬化才干、耐熱性和無磁性，其冷塑性加工性和焊的加工硬化才干、耐熱性和無磁性，其冷塑性加工性和焊接性能較好。接性能較好。 以以Cr18Ni8普通型奧氏體不銹鋼用量最大，牌號有普

14、通型奧氏體不銹鋼用量最大，牌號有1Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti及及0Cr18Ni9等。等。 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 研討闡明當(dāng)不銹鋼是由奧氏體和鐵素體兩相構(gòu)成的研討闡明當(dāng)不銹鋼是由奧氏體和鐵素體兩相構(gòu)成的復(fù)相資料時其中鐵素體占復(fù)相資料時其中鐵素體占(520)%，不僅抑制了奧氏，不僅抑制了奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕抗力差的缺陷，而且還具有提高抗晶間體不銹鋼應(yīng)力腐蝕抗力差的缺陷，而且還具有提高抗晶間腐蝕性能及焊縫熱裂性的作用。腐蝕性能及焊縫熱裂性的作用。 0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5Mo3Si2等等都屬于雙相不銹鋼。都屬于雙相不銹鋼。 雙相不銹鋼雙相不銹鋼 這類鋼含這類鋼含NiNi較低，經(jīng)熱處置可構(gòu)成不穩(wěn)定的奧氏體甚較低，經(jīng)熱處置可構(gòu)成不穩(wěn)定的奧氏體甚至馬氏體，經(jīng)時效可沉淀析出金屬間化物例如至馬氏體，經(jīng)時效可沉淀析出金屬間化物例如Ni3AlNi3Al、Ni3NbNi3Nb等使資料強(qiáng)化而不失其耐蝕性，其強(qiáng)度可到達(dá)等使資料強(qiáng)化而不失其耐蝕性，其強(qiáng)度可到達(dá) (12501600)MPa(12501600)MPa。因此這類鋼主要用作要求高強(qiáng)