工程合金與特種金屬材料合金知識(shí)-文庫(kù)吧
2024-12-19 17:40 本頁(yè)面
【正文】 與碳素鋼相比 ， 合金鋼的強(qiáng)度大大提高 ， 同時(shí)耐蝕性 、 抗氧化性和耐磨性均顯著提高；但價(jià)格較高 。 ? 不銹鋼 化學(xué)腐蝕： 金屬與化學(xué)介質(zhì)直接產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而造成的腐蝕 。 提高金屬抗化學(xué)腐蝕的主要措施之一是加入 Si、 Cr、Al等能形成致密保護(hù)膜的合金元素進(jìn)行合金化 。 ? 金屬腐蝕的基本概念 電化學(xué)腐蝕： 是指金屬在腐 介質(zhì)中由于形成原電池，陽(yáng) 極失去電子。 提高抗電化學(xué)腐蝕能力的措施： ① 減少原電池形成的可能性，使金屬具有均勻的單相組織； ② 形成原電池時(shí)，減少兩極的電極電位差，提高陽(yáng)極的電極電位； ③ 減少甚至阻斷腐蝕電流，使金屬 “ 鈍化 ” ，在表面形成致密的、穩(wěn)定的保護(hù)膜。 ? 不銹鋼的性質(zhì) 1） 良好的耐蝕性； 2） 良好的力學(xué)性能； 3） 良好的工藝性能 ； 4） 價(jià)格低廉。 ? 合金元素對(duì)性能的影響 鉻 是不銹鋼中最重要的合金元素 。 它能顯著提高基體的電極電位 ， 鉻在氧化性介質(zhì)中極易鈍化 ， 生成致密的氧化膜 ， 使鋼的耐蝕性大大提高 。 鎳 為擴(kuò)大奧氏體區(qū)元素 ， 配合鉻調(diào)整組織形式 ， 當(dāng)Wcr≤ 18%， WNi＞ 8%時(shí) ， 獲得單相奧氏體不銹鋼 。 鈦 、 鈮 優(yōu)先與碳形成碳化物 ， 避免晶界貧鉻 ， 從而減輕鋼的晶間腐蝕傾向 。 鉬 、 銅 加入 ， 可提高鋼在非氧化性酸中的耐蝕性 。 錳 、 氮 的加入 ， 是為了部分取代鎳 ， 以降低成本 。 ? 碳含量對(duì)性能的影響 不銹鋼的 wc為 %～ %， 主加元素為 Cr、 Cr— Ni，輔加元素為 Ti、 Nb、 Mo、 Cu、 Mn、 N。 碳的變化范圍很大， 一方面從耐蝕性的角度來(lái)看 ，碳含量越低越好。因?yàn)樘紩?huì)與鉻形成碳化物 Cr23C6，沿晶界析出，使晶界周?chē)w嚴(yán)重貧鉻，造成沿晶界發(fā)展的晶間腐蝕。大多數(shù)的不銹鋼的 wc為 %～ %。 另一方面從力學(xué)性能的角度來(lái)看 ，碳含量越高，鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性會(huì)相應(yīng)地提高。同時(shí)要相應(yīng)提高鉻含量，以保證形成碳化物后基體含鉻量仍 Wcr＞ 12%。 ? 鑄 鐵 鑄鐵是含碳量大于 ％ （ 一般為 ～ ％ ） 的鐵碳合金 ， 同時(shí)還含較多數(shù)量的 Si、 Mn、 S、P等元素 。 ? 鑄鐵的石墨化過(guò)程 ① 鑄鐵在冷卻過(guò)程中即可以從液態(tài)中或奧氏體中直接析出 Fe3C； Fe3C在一定條件下也可以分解出石墨 ， 即Fe3C → 3Fe + G（ 石墨 ） 。 ② 可以直接析出石墨 。 鑄鐵組織中石墨的形成過(guò)程稱為 石墨化過(guò)程 。 可分為兩個(gè)階段： 第一階段 ， 從過(guò)共晶的鐵液中直接析出的初生（ 一次 ） 石墨 、 在共晶轉(zhuǎn)變過(guò)程中形成的共晶石墨及奧氏體冷卻析出的二次石墨； 第二階段 ， 共析轉(zhuǎn)變過(guò)程中形成的共析石墨 。 石墨化過(guò)程是一個(gè)原子擴(kuò)散過(guò)程 。 第一階段的石墨化溫度較高 ， 原子容易擴(kuò)散 ， 進(jìn)行得完全；第二階段石墨化溫度較低 ， 擴(kuò)散困難 ， 進(jìn)行不充分 ， 只能部分進(jìn)行 。冷卻速度增大 ， 第二階段的石墨化便完全不能進(jìn)行 。 ① 第二階段石墨化進(jìn)行充分時(shí)： 鐵素體 +石墨 ； ② 第二階段石墨化部分進(jìn)行時(shí) ： （ 鐵素體 +珠光體 ） 基體 +石墨 ； ③ 第二階段石墨化不能進(jìn)行時(shí)： 珠光體 +石墨 。 當(dāng)冷速過(guò)快 ， 兩個(gè)階段的石墨化均被抑制 ， 會(huì)得到 白 口鑄鐵 。 若第一階段石墨化部分進(jìn)行 ， 得到 麻口鑄鐵 。 ? 影響鑄鐵石墨化的因素 冷卻速度的影響： 在
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