第5章 不銹鋼

1、第第5章章 不銹鋼不銹鋼 不銹鋼是指在空氣、水、鹽水、酸、堿等腐不銹鋼是指在空氣、水、鹽水、酸、堿等腐蝕介質(zhì)中具有高的化學穩(wěn)定性的鋼。僅能抵抗大蝕介質(zhì)中具有高的化學穩(wěn)定性的鋼。僅能抵抗大氣、水等介質(zhì)腐蝕的鋼叫做不銹鋼，在酸、堿等氣、水等介質(zhì)腐蝕的鋼叫做不銹鋼，在酸、堿等介質(zhì)中具有抗腐蝕能力的鋼稱為耐酸鋼。能抵抗介質(zhì)中具有抗腐蝕能力的鋼稱為耐酸鋼。能抵抗大氣、水等介質(zhì)腐蝕的不銹鋼不一定耐酸，而耐大氣、水等介質(zhì)腐蝕的不銹鋼不一定耐酸，而耐酸鋼肯定是能抵抗大氣、水等介質(zhì)腐蝕的。習慣酸鋼肯定是能抵抗大氣、水等介質(zhì)腐蝕的。習慣上都稱為不銹鋼，其實是有很大區(qū)別的。上都稱為不銹鋼，其實是有很大區(qū)別的。 在第

2、一次世界大戰(zhàn)時，英國科學家亨利在第一次世界大戰(zhàn)時，英國科學家亨利. . 布布里爾利受英國政府軍部兵工廠委托，研究武器的里爾利受英國政府軍部兵工廠委托，研究武器的改進工作。那時，士兵用的步槍槍膛極易磨損。改進工作。那時，士兵用的步槍槍膛極易磨損。布里爾利想發(fā)明一種不易腐損的適于制造槍管的布里爾利想發(fā)明一種不易腐損的適于制造槍管的合金鋼。合金鋼。19131913年，他在實驗中，把鉻加入鋼中，年，他在實驗中，把鉻加入鋼中，但由于一些原因，實驗沒有成功。他只好失望地但由于一些原因，實驗沒有成功。他只好失望地把它拋在實驗室外面的廢鐵堆里。過了很長時間，把它拋在實驗室外面的廢鐵堆里。過了很長時間，奇怪的現(xiàn)

3、象發(fā)生了：原來的廢鐵都銹蝕了，僅有奇怪的現(xiàn)象發(fā)生了：原來的廢鐵都銹蝕了，僅有那幾塊含鉻的鋼仍舊是亮晶晶的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含那幾塊含鉻的鋼仍舊是亮晶晶的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含碳碳0 02424、含鉻、含鉻12128 8的鉻鋼，在任何情況下的鉻鋼，在任何情況下都不生銹，即使酸堿也不怕。都不生銹，即使酸堿也不怕。19161916年布里爾利取年布里爾利取得英國專利，并開始大量生產(chǎn)。得英國專利，并開始大量生產(chǎn)。 5.1 5.1 概述概述 5.1.1 金屬腐蝕類型金屬腐蝕類型 1、均勻腐蝕（、均勻腐蝕（general attack） 腐蝕均勻地在材料的表面產(chǎn)生，損壞大量的腐蝕均勻地在材料的表面產(chǎn)生，損壞大量的材料。容

4、易發(fā)現(xiàn)，危害性不是很大。材料。容易發(fā)現(xiàn)，危害性不是很大。2、點腐蝕（、點腐蝕（point corrosion） 由于應力等原因使腐蝕集中在材料表面不大由于應力等原因使腐蝕集中在材料表面不大的區(qū)域，向深處發(fā)展，最后甚至能穿透金屬。的區(qū)域，向深處發(fā)展，最后甚至能穿透金屬。 3、晶界腐蝕（、晶界腐蝕（intergranular corrosion） 晶界腐蝕是指腐蝕過程是沿著晶界進行的，晶界腐蝕是指腐蝕過程是沿著晶界進行的，其危害性最大。如蟲蛀的蘋果。其危害性最大。如蟲蛀的蘋果。4、應力腐蝕（、應力腐蝕（stress corrosion） 鋼在拉應力狀態(tài)下能發(fā)生應力腐蝕破壞的現(xiàn)象。鋼在拉應力狀態(tài)下能

5、發(fā)生應力腐蝕破壞的現(xiàn)象。 沒有什么預兆，所以其危害性也是比較大的。沒有什么預兆，所以其危害性也是比較大的。5、磨損腐蝕（、磨損腐蝕（corrosion wear） 在腐蝕介質(zhì)中同時有磨損，腐蝕和磨損相互促進、在腐蝕介質(zhì)中同時有磨損，腐蝕和磨損相互促進、相互加速的現(xiàn)象稱為磨損腐蝕。相互加速的現(xiàn)象稱為磨損腐蝕。 圖圖 各種腐蝕類型各種腐蝕類型 金屬電化學腐蝕現(xiàn)象：金屬電化學腐蝕現(xiàn)象： 不同金屬的直接接觸，如銅與鋼；不同金屬的直接接觸，如銅與鋼； 同一金屬在有濃差的介質(zhì)中，同一金屬在有濃差的介質(zhì)中， 濃差電池，濃差電池，如存水的鐵桶、鹽爐中的電極；如存水的鐵桶、鹽爐中的電極； 不同電位的顯微組織，不

6、同電位的顯微組織， 微電池，如生銹、微電池，如生銹、金相組織的腐蝕；金相組織的腐蝕； 成分不均勻成分不均勻, 微電池，如晶界與晶粒內(nèi)部；微電池，如晶界與晶粒內(nèi)部； 應力不均勻，如鐵絲彎曲處易蝕，鉚釘頭易應力不均勻，如鐵絲彎曲處易蝕，鉚釘頭易蝕。蝕。鐵與酸反應，鐵被腐鐵與酸反應，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。蝕。腐蝕速率較慢。鐵作負極（陽極）被腐鐵作負極（陽極）被腐蝕腐蝕速率較快。蝕腐蝕速率較快。5.1.2 5.1.2 性能要求與提高鋼耐腐蝕性能的途徑性能要求與提高鋼耐腐蝕性能的途徑 性性能能要要求求（1 1）不銹鋼具有較高的耐蝕性）不銹鋼具有較高的耐蝕性（2 2）不銹鋼應具有一定的力學性能。很多）不

7、銹鋼應具有一定的力學性能。很多構件是在腐蝕介質(zhì)下承受一定的載荷構件是在腐蝕介質(zhì)下承受一定的載荷（3 3）不銹鋼應有良好的）不銹鋼應有良好的工藝性能工藝性能。管材、。管材、板材、型材等要經(jīng)過加工變形制成構件，如板材、型材等要經(jīng)過加工變形制成構件，如容器、管道、鍋爐等。因此不銹鋼的工藝性容器、管道、鍋爐等。因此不銹鋼的工藝性也很重要，主要有焊接性、冷變形性等。也很重要，主要有焊接性、冷變形性等。 提高鋼耐腐蝕性能的途徑主要有：提高鋼耐腐蝕性能的途徑主要有： （1）形成穩(wěn)定保護膜形成穩(wěn)定保護膜，Cr、Al、Si有效。有效。 （2）固溶體電極電位或形成穩(wěn)定鈍化區(qū)固溶體電極電位或形成穩(wěn)定鈍化區(qū)Cr、Ni

8、、Si：Ni貴而緊缺，貴而緊缺，Si易使鋼脆化，易使鋼脆化，Cr是理想的。是理想的。 （3）獲得單相組織獲得單相組織 Ni、Mn 單相奧氏單相奧氏體組織。體組織。 （4）機械保護措施或復蓋層，如電鍍、發(fā)）機械保護措施或復蓋層，如電鍍、發(fā)蘭、涂漆等方法。蘭、涂漆等方法。 5.1.3 5.1.3 不銹鋼的組織與分類不銹鋼的組織與分類 鐵素體形成元素：鐵素體形成元素：Cr、Mo、Si、Ti、Nb等；等； 奧氏體形成元素：奧氏體形成元素：C、N、Ni、Mn、Cu等。等。 鉻當量鉻當量Cr = Cr + 1.5Mo + 2.0Si + 1.5Ti +1.75Nb + 5.5Al + 5V+ 0.75W

9、鎳當量鎳當量Ni = Ni +Co+ 0.5Mn + 30C+25N+0.3Cu 鉻當量和鎳當量的綜合作用結(jié)果決定不銹鋼的組鉻當量和鎳當量的綜合作用結(jié)果決定不銹鋼的組織織 組織狀態(tài)圖。組織狀態(tài)圖。 圖圖 不銹鋼組織狀態(tài)圖（焊后冷卻）不銹鋼組織狀態(tài)圖（焊后冷卻）不不銹銹鋼鋼分分類類 M不銹鋼：不銹鋼： 1Crl3(SUS410)4Crl3等等Crl3型，型，Crl7Ni2、9Cr18等等 F不銹鋼：如不銹鋼：如0Cr17Ti ，1Cr25Ti， 00Cr27Mo等等 A不銹鋼：具有單相不銹鋼：具有單相A組織，如組織，如0Cr18Ni9(SUS304)、1Crl8Mn8Ni5N(SUS202)等等

10、 A-F復相不銹鋼：如復相不銹鋼：如0Cr21Ni5Ti 沉淀硬化不銹鋼沉淀硬化不銹鋼5.2 影響不銹鋼組織和性能的因素影響不銹鋼組織和性能的因素 5.2.1 合金元素對鋼組織和性能的影響合金元素對鋼組織和性能的影響 一、一、 鉻元素的作用鉻元素的作用 Cr是決定鋼是決定鋼耐蝕性的主耐蝕性的主要元素要元素 固溶體電極電位固溶體電極電位表面形成致密氧化膜表面形成致密氧化膜Cr 耐蝕性的作用符合耐蝕性的作用符合n / 8定律定律 Cr對對Fe-Cr電極電位的影響電極電位的影響 Tammann定律定律 將較穩(wěn)定的將較穩(wěn)定的A組元組元加入到較活潑的加入到較活潑的B組組元固溶體中，當元固溶體中，當A組組

11、元含量達元含量達n/8原子比原子比時，固溶體電極電位時，固溶體電極電位突然升高，耐蝕性也突然升高，耐蝕性也有一急劇變化。也稱有一急劇變化。也稱為二元合金固溶體電為二元合金固溶體電位的位的n / 8定律定律二、碳和氮的作用二、碳和氮的作用C：C，強度，強度，冷變形性、焊接性冷變形性、焊接性、耐耐 蝕性蝕性；綜合因素；綜合因素 碳量應盡可能地低碳量應盡可能地低N：穩(wěn)定：穩(wěn)定A組織，組織，強度，又能保持好的塑韌強度，又能保持好的塑韌 性，性，耐腐蝕性能耐腐蝕性能，特別是耐局部腐蝕，特別是耐局部腐蝕 三類：控氮型（三類：控氮型（0.050.10%） 中氮型（中氮型（0.100.40%） 高氮型（高氮型

12、（0.40%）三、其它元素的影響三、其它元素的影響 Ni是奧氏體形成元素，能適當提高固溶體電是奧氏體形成元素，能適當提高固溶體電極電位；能形成單相奧氏體極電位；能形成單相奧氏體 ； 錳可部分代錳可部分代Ni，但不單獨加入，但不單獨加入 ； 鈦和鈮能形成穩(wěn)定鈦和鈮能形成穩(wěn)定K，固定，固定C，使，使Cr固溶于基固溶于基體，從而防止晶界腐蝕體，從而防止晶界腐蝕 ; 鉬能鉬能不銹鋼不銹鋼鈍化鈍化能力，擴大鈍化介質(zhì)范圍能力，擴大鈍化介質(zhì)范圍ABEFCD活化區(qū)鈍化區(qū)過鈍化區(qū)lg jEjBj金屬的鈍化5.2.2 腐蝕介質(zhì)對鋼耐蝕性的影響腐蝕介質(zhì)對鋼耐蝕性的影響金屬的金屬的耐蝕性耐蝕性 與介質(zhì)的種類、濃度、與

13、介質(zhì)的種類、濃度、溫度和壓力等環(huán)境條件有溫度和壓力等環(huán)境條件有密切的關系密切的關系 必須根據(jù)工作介質(zhì)的特點來正確必須根據(jù)工作介質(zhì)的特點來正確選擇使用不銹耐蝕鋼鋼種。選擇使用不銹耐蝕鋼鋼種。1、在大氣、水、水蒸氣等弱腐蝕介質(zhì)。、在大氣、水、水蒸氣等弱腐蝕介質(zhì)。 13Cr 2、氧化性介質(zhì)，如硝酸。易形成鈍化的氧化、氧化性介質(zhì)，如硝酸。易形成鈍化的氧化 膜，膜，17Cr， Cr越高越好；越高越好；3、非氧化性酸，如稀硫酸。在、非氧化性酸，如稀硫酸。在17Cr基礎基礎 + Mo、Cu；4、強有機酸，在、強有機酸，在Cr-Mn型不銹鋼基礎上，加型不銹鋼基礎上，加 入入Mo、Cu；5、含有、含有Cl- -

14、離子的介質(zhì)，如海水離子的介質(zhì)，如海水,Cl- -很小，有很小，有很大腐蝕性。很大腐蝕性。5.3 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 一、常用鐵素體不銹鋼及特點一、常用鐵素體不銹鋼及特點 鐵素體不銹鋼主要有三種類型：鐵素體不銹鋼主要有三種類型： （1）Cr13型型 如如0Cr13(410S)、0Cr13Al、0Cr11Ti等；等；（2）Cr17型型 如如1Cr17(SUS430)、0Cr17Ti、1Cr17Mo等等；（3）Cr25-30型型 如如1Cr28、1Cr25Ti、 00Cr30Mo2等。等。由由Fe-Cr相圖可知，由于鉻穩(wěn)定相圖可知，由于鉻穩(wěn)定相的作用，在鉻相的作用，在鉻含量到達含量到達13時，

15、鐵鉻合金將無時，鐵鉻合金將無相變，從高溫相變，從高溫到低溫一直保持到低溫一直保持鐵素體。又由于鉻量到達鐵素體。又由于鉻量到達12能耐蝕，故這類鐵素體鋼就成為鐵素體不銹鋼能耐蝕，故這類鐵素體鋼就成為鐵素體不銹鋼封閉相區(qū)并與-Fe無限互溶的Fe-Me相圖及Fe-Cr相圖基基本本特特點點含碳量含碳量15Cr時，隨時，隨Cr其脆化傾向也其脆化傾向也。在。在400525長時間加熱或緩慢冷卻時，鋼就變得很脆長時間加熱或緩慢冷卻時，鋼就變得很脆, 以以475加熱為最甚加熱為最甚.v475475加熱時，鐵素體內(nèi)的鉻原子趨于有序化，加熱時，鐵素體內(nèi)的鉻原子趨于有序化，形成許多富鉻的鐵素體形成許多富鉻的鐵素體(8

16、0%Cr(80%Cr、20%Fe)20%Fe)，它們與，它們與母相保持共格關系，引起晶格畸變和內(nèi)應力，此母相保持共格關系，引起晶格畸變和內(nèi)應力，此時，鋼的強度升高，沖擊韌性降低。時，鋼的強度升高，沖擊韌性降低。（3 3）金屬間化合物金屬間化合物相的形成相的形成按按Fe-CrFe-Cr相圖，相圖，4545CrCr在在820820開始形成開始形成相。但實際生產(chǎn)中，由于鉻鋼中的顯相。但實際生產(chǎn)中，由于鉻鋼中的顯微偏析，微偏析，1717CrCr的不銹鋼就有可能形成的不銹鋼就有可能形成相。相。相具有高的硬度相具有高的硬度(HRC68(HRC68以上以上) )，有大的體積效應，有大的體積效應，常常沿晶界分

17、布，故常常沿晶界分布，故引起很大的脆性，并可能促進晶間腐蝕。引起很大的脆性，并可能促進晶間腐蝕。三、鐵素體不銹鋼的熱處理三、鐵素體不銹鋼的熱處理 鐵素體不銹鋼平衡組織為鐵素體鐵素體不銹鋼平衡組織為鐵素體鉻的碳化物。鉻的碳化物。 碳化物析出時容易產(chǎn)生點腐蝕和晶碳化物析出時容易產(chǎn)生點腐蝕和晶間腐蝕，為了獲得成分均勻的鐵素體組間腐蝕，為了獲得成分均勻的鐵素體組織，減少碳化物析出，消除晶間腐蝕傾織，減少碳化物析出，消除晶間腐蝕傾向，以及消除向，以及消除相析出和相析出和475脆性，鐵脆性，鐵素體不銹鋼在熱軋后常采用淬火、回火素體不銹鋼在熱軋后常采用淬火、回火或退火熱處理工藝?；蛲嘶馃崽幚砉に?。 5.4

18、5.4 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 這類鋼主要含這類鋼主要含1218%Cr，淬火冷卻能產(chǎn)生，淬火冷卻能產(chǎn)生M。 一、馬氏體不銹鋼的成分和組織特點一、馬氏體不銹鋼的成分和組織特點 其成分特點是：其成分特點是： 鉻的上限含量較低；還含有一定量的碳和鎳鉻的上限含量較低；還含有一定量的碳和鎳等等相穩(wěn)定化元素。這類高鉻鋼在加熱時有較多或相穩(wěn)定化元素。這類高鉻鋼在加熱時有較多或完全的完全的相出現(xiàn)；又因相出現(xiàn)；又因穩(wěn)定化元素含量不多，穩(wěn)定化元素含量不多，Ms點在室溫以上，故淬火冷卻能產(chǎn)生馬氏體點在室溫以上，故淬火冷卻能產(chǎn)生馬氏體, 因此稱因此稱為馬氏體類不銹鋼。為馬氏體類不銹鋼。 這類鋼的耐蝕性、塑性、焊接性

19、較奧氏體、這類鋼的耐蝕性、塑性、焊接性較奧氏體、鐵素體不銹鋼要差，但由于它有較好的機械性能鐵素體不銹鋼要差，但由于它有較好的機械性能和耐蝕性的結(jié)合，所以是機械工業(yè)中廣泛使用的和耐蝕性的結(jié)合，所以是機械工業(yè)中廣泛使用的一類鋼。用于制造機械零件、醫(yī)用手術工具、測一類鋼。用于制造機械零件、醫(yī)用手術工具、測量工具、不銹軸承、彈簧等。量工具、不銹軸承、彈簧等。馬氏體不銹鋼可分為三類：馬氏體不銹鋼可分為三類： （1 1）Cr13Cr13型，有型，有1Cr131Cr13、2Cr132Cr13、3Cr133Cr13、4Cr134Cr13等鋼號；等鋼號； （2 2）高碳高鉻鋼，如）高碳高鉻鋼，如9Cr189Cr

20、18、9Cr18MoV9Cr18MoV等；等； （3 3）低碳）低碳17% Cr-2%Ni17% Cr-2%Ni鋼，如鋼，如1Cr17Ni21Cr17Ni2。思考題：思考題： 4Cr13為什么是過共析鋼為什么是過共析鋼? 9 Cr18含含Cr已達已達18%，但只是耐大氣腐蝕不，但只是耐大氣腐蝕不銹鋼銹鋼?1Cr13：M+F2Cr13：M3Cr13：M4Cr13：M+K類似于類似于調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼制造不銹制造不銹結(jié)構件結(jié)構件類似于類似于工具鋼工具鋼制造耐蝕制造耐蝕工具（手工具（手術刀等）術刀等）二、馬氏體不銹鋼的熱處理特點二、馬氏體不銹鋼的熱處理特點 常用的熱處理工藝有軟化處理、球化退火、調(diào)質(zhì)常用的

21、熱處理工藝有軟化處理、球化退火、調(diào)質(zhì)處理和淬火處理和淬火+ +低溫回火。低溫回火。軟軟化化處處理理軟化處理軟化處理有兩種方法：有兩種方法： 一是進行高溫回火，一是進行高溫回火，將鍛軋件加熱將鍛軋件加熱至至700800保溫保溫26小時后空冷，使小時后空冷，使馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹚魇象w。馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹚魇象w。 另外也可以采用完全退火。另外也可以采用完全退火。調(diào)調(diào)質(zhì)質(zhì)處處理理 1Cr13、2Cr13常用于結(jié)構件常用于結(jié)構件調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)。因為鉻因為鉻抗回火性和抗回火性和AC1點，所以調(diào)質(zhì)回點，所以調(diào)質(zhì)回火溫度也相應火溫度也相應.通常為通常為640700。 回火后應采用油冷回火后應采用油冷 ?淬淬火火低低回

22、回 3Cr13、4Cr13常做有一定耐蝕性的工常做有一定耐蝕性的工具，所以采用淬火低溫回火。具，所以采用淬火低溫回火。T淬淬在在10001050，為減少變形，可用硝鹽分級冷，為減少變形，可用硝鹽分級冷卻。組織為馬氏體卻。組織為馬氏體+碳化物碳化物+少量少量AR5.5 5.5 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼是應用最廣泛的耐酸鋼，約占不銹奧氏體不銹鋼是應用最廣泛的耐酸鋼，約占不銹鋼總產(chǎn)量的鋼總產(chǎn)量的2/32/3。奧氏體不銹鋼優(yōu)點如下：。奧氏體不銹鋼優(yōu)點如下： 具有很高的耐腐蝕性；具有很高的耐腐蝕性； 塑性好，容易加工變形成各種形狀鋼材；塑性好，容易加工變形成各種形狀鋼材； 加熱時沒有同素異

23、構轉(zhuǎn)變，焊接性好；加熱時沒有同素異構轉(zhuǎn)變，焊接性好； 韌度和低溫韌度好，一般情況下沒有冷脆韌度和低溫韌度好，一般情況下沒有冷脆傾向，有一定的熱強性；傾向，有一定的熱強性； 不具有磁性不具有磁性； 價格較貴，切削加工較困難，導熱性差。價格較貴，切削加工較困難，導熱性差。5.5.1 5.5.1 奧氏體不銹鋼的成分特點奧氏體不銹鋼的成分特點 奧氏體不銹鋼是含有鉻和較多的穩(wěn)定奧氏體元素奧氏體不銹鋼是含有鉻和較多的穩(wěn)定奧氏體元素鎳、錳、氮，使用狀態(tài)為奧氏體的一種不銹鋼。鎳、錳、氮，使用狀態(tài)為奧氏體的一種不銹鋼。奧氏體不銹鋼的主要成分是奧氏體不銹鋼的主要成分是CrCr和和NiNi，18Cr18Cr和和8N

24、i8Ni的配合是世界各國奧氏體不銹鋼的典型成分。的配合是世界各國奧氏體不銹鋼的典型成分。Cr+Ni=18+8=26耐蝕電位接近耐蝕電位接近n/8定定律中律中n=2的電位值的電位值具有良好鈍化性能具有良好鈍化性能單相奧氏體組織單相奧氏體組織 耐蝕性達到耐蝕性達到較高的水平較高的水平.Cr、Ni再再,更為優(yōu)良更為優(yōu)良 TiTi、NbNb: :穩(wěn)定穩(wěn)定K K，抗晶間腐蝕的能力；抗晶間腐蝕的能力； Mo:Mo: 不銹鋼鈍化作用，不銹鋼鈍化作用，點腐蝕傾向，點腐蝕傾向，鋼在有機酸中的耐蝕性；鋼在有機酸中的耐蝕性； Cu:Cu: 鋼在硫酸中的耐蝕性；鋼在硫酸中的耐蝕性； Si:Si: 鋼抗應力腐蝕斷裂的能

25、力。鋼抗應力腐蝕斷裂的能力。 平衡態(tài)時為奧氏體平衡態(tài)時為奧氏體+ +鐵素體鐵素體+ +碳化物組織，碳化物組織，經(jīng)過固溶處理后獲得了單相奧氏體。經(jīng)過固溶處理后獲得了單相奧氏體。 不銹鋼的抗腐蝕性能主要由于表面覆不銹鋼的抗腐蝕性能主要由于表面覆蓋著一層極薄的（約蓋著一層極薄的（約1nm)1nm)致密的鈍化膜，致密的鈍化膜，這層膜把腐蝕介質(zhì)隔離，是不銹鋼防護的這層膜把腐蝕介質(zhì)隔離，是不銹鋼防護的基本屏障。不銹鋼鈍化具有動態(tài)特征，不基本屏障。不銹鋼鈍化具有動態(tài)特征，不應看作腐蝕完全停止，而是形成擴散的阻應看作腐蝕完全停止，而是形成擴散的阻擋層，擋層，使陽極反應大大降低使陽極反應大大降低。通常在有還。通

26、常在有還原劑（如氯離子）情況下傾向于破壞膜，原劑（如氯離子）情況下傾向于破壞膜，而在氧化劑（如空氣）存在時能保持或修而在氧化劑（如空氣）存在時能保持或修復膜。復膜。 5.5.2 5.5.2 奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕現(xiàn)現(xiàn)象象 奧氏體不銹鋼焊接后，在腐蝕介奧氏體不銹鋼焊接后，在腐蝕介質(zhì)中工作時，在離焊縫不遠處會產(chǎn)質(zhì)中工作時，在離焊縫不遠處會產(chǎn)生嚴重的晶間腐蝕。生嚴重的晶間腐蝕。原原因因 在焊縫及熱影響區(qū)在焊縫及熱影響區(qū)(450800)，沿晶界析出了沿晶界析出了K（Cr,Fe）23C6，晶，晶界附近區(qū)域產(chǎn)生貧界附近區(qū)域產(chǎn)生貧Cr區(qū)（低于區(qū)（低于1/8定律的臨界值）。定律的臨界值）

27、。 圖圖 不銹鋼晶界腐蝕貧不銹鋼晶界腐蝕貧Cr區(qū)示意區(qū)示意敏敏化化處處理理 在在Cr-Ni奧氏體不銹鋼中，在奧氏體不銹鋼中，在450800的溫度范圍內(nèi)時效處理，可考的溫度范圍內(nèi)時效處理，可考察不銹鋼晶間腐蝕的敏感性。敏化處察不銹鋼晶間腐蝕的敏感性。敏化處理和敏感性的關系通常用理和敏感性的關系通常用TTS（Time-Temperature-Sensitivation）曲線來）曲線來表示，如下圖所示表示，如下圖所示. 敏化處理后，在金相組織上可看敏化處理后，在金相組織上可看到碳化物沿著晶界析出到碳化物沿著晶界析出. 曲線曲線1 1表示鋼開始產(chǎn)生晶間腐蝕，曲線表示鋼開始產(chǎn)生晶間腐蝕，曲線2 2是由于

28、時間是由于時間充分，晶間腐蝕傾向已不再出現(xiàn)，也就是產(chǎn)生晶間腐充分，晶間腐蝕傾向已不再出現(xiàn)，也就是產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象結(jié)束線。曲線包圍的區(qū)域是產(chǎn)生晶間腐蝕的溫蝕現(xiàn)象結(jié)束線。曲線包圍的區(qū)域是產(chǎn)生晶間腐蝕的溫度、時間范圍。度、時間范圍。 經(jīng)強經(jīng)強K形成元素形成元素Ti、Nb合金化的不銹鋼稱為穩(wěn)定合金化的不銹鋼稱為穩(wěn)定性鋼。這種鋼析出性鋼。這種鋼析出K的溫度范圍可分成兩個區(qū)域，如的溫度范圍可分成兩個區(qū)域，如上圖右上圖右 。曲線。曲線1表示析出表示析出M23C6型型K的富的富Cr區(qū)域，曲區(qū)域，曲線線3表示析出表示析出MC型型K的區(qū)域，曲線的區(qū)域，曲線2是產(chǎn)生晶間腐蝕是產(chǎn)生晶間腐蝕的區(qū)域。在僅有的區(qū)域。在僅有

29、MC型碳化物析出的區(qū)域，沒有晶間型碳化物析出的區(qū)域，沒有晶間腐蝕傾向。腐蝕傾向。 Ni、Co、Si，促進產(chǎn)生晶間腐蝕，促進產(chǎn)生晶間腐蝕，Mo、Ti、Nb、Mn、V，都能不同程度地阻止晶間腐蝕的傾向。顯，都能不同程度地阻止晶間腐蝕的傾向。顯然，鋼中含碳量的提高，鋼的晶間腐蝕傾向也增大。然，鋼中含碳量的提高，鋼的晶間腐蝕傾向也增大。 為防止為防止A A不銹鋼的晶間腐蝕，可采取以下措施：不銹鋼的晶間腐蝕，可采取以下措施：（1）降低鋼中的含）降低鋼中的含C量；量；（2）加入）加入Ti、Nb，析出特殊，析出特殊K，穩(wěn)定組織；，穩(wěn)定組織；（3）進行）進行10501100的固溶處理，保證的固溶處理，保證Cr

30、含量；含量；（4）對非穩(wěn)定性）對非穩(wěn)定性A不銹鋼進行退火處理，使不銹鋼進行退火處理，使A成成分均勻化分均勻化 ，消除貧，消除貧Cr區(qū)區(qū);（5）對穩(wěn)定性鋼，通過熱處理形成）對穩(wěn)定性鋼，通過熱處理形成Ti、Nb的特殊的特殊K，以穩(wěn)定固溶體中，以穩(wěn)定固溶體中Cr含量，保證含含量，保證含Cr量水平量水平.5.5.3 5.5.3 奧氏體不銹鋼的熱處理奧氏體不銹鋼的熱處理 固溶處理固溶處理：奧氏體不銹鋼的固溶處理溫度一般奧氏體不銹鋼的固溶處理溫度一般為為10501150，比較常用，比較常用10501100。為了保證。為了保證高溫奧氏體不發(fā)生分解，固溶處理后冷速應較快。高溫奧氏體不發(fā)生分解，固溶處理后冷速應較快。一般情況下，多采用一般情況下，多采用水冷水冷。 固溶處理是奧氏體不銹鋼最大程度的軟化處理。固溶處理是奧氏體不銹鋼最大程度的軟化處理。由于這時的奧氏體具有最大的合金度，所以也具有由于這時的奧氏體具有最大的合金度，所以也具有最高的耐蝕性能。最高的耐蝕性能。穩(wěn)穩(wěn)定定化化處處理理