【正文】 不銹鋼基本知識 第一部分 金屬材料基礎(chǔ)知識 第二部分 不銹鋼基本知識 第三部分 重點（新）品種介紹 主要內(nèi)容 第一部分 金屬材料基礎(chǔ)知識 ? 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（或幾個）組元的原子（化合物）溶入另一個組元的晶格中，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） ? 機械混合物：由兩種或兩種以上的相機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 ? 材料的使用性能包括物理性能 (如比重、熔點、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。 ? 機械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性。 概念 ? 應(yīng)力：材料單位面積所受載荷。 ? 強度：材料在外力（載荷）作用下，抵抗變形和斷裂的能力。 ? 屈服點（ Rp）：又稱屈服強度，指材料在拉抻過程中，材料所受應(yīng)力達到某一臨界值時，載荷不再增加，變形卻繼續(xù)增加，或產(chǎn)生 %L時應(yīng)力值，單位用兆帕（ MPa）表示。 ? 抗拉強度（ Rm）：也叫強度極限，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，總伸長與原始標距長度的百分比。 ? 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 晶體結(jié)構(gòu) ? 面心立方 ? 體心立方 ? 密集六方 第二部分 不銹鋼基本知識 ?什么是不銹鋼？ ? Cr含量大于 %wt ? C含量小于 %wt ? 鐵含量超過其它任何元素 ?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 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)的堅固的富 Cr鈍化膜 （成分為4M3O4178。SiO 2178。nH 2O ） .其特點： 厚度薄、透明：通常為 25nm。 密度大。 鉻含量高 ,比基體高 3倍以上 . 自我修復(fù)功能，一旦遭破壞，又會形成新的鈍化層，隨著鋼中鉻含量的提高，鋼的自鈍化能力和耐銹性提高。 耐蝕機理 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 MoO2靠近基體而強烈促進基體鈍化；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)鈍化處理進一步擴大了這個比率。如機械拋光表面有 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。 耐蝕機理 ?不銹鋼的發(fā)明是世界冶金史上的一重大成就 。 ? 20世紀初 ， 法國 （ 19041906） 發(fā)現(xiàn)了 FeCr合金 ? 英國 （ 19091911） 發(fā)現(xiàn)了 FeCrNi合金 ? 同期德國提出了不銹性和鈍化理論 。 發(fā)展歷史 工業(yè)用不銹鋼： ? 英國 19121913開發(fā)了 Cr（ 1213） 馬氏體不銹鋼 ? 美國開發(fā) Cr（ 1416） ， C（ ） 的鐵素體不銹鋼 ? 德國開發(fā)奧氏體不銹鋼 ， 1929年取得 188的專利 ， 1931提出 188Ti不銹鋼； ? 同時 ， 法國發(fā)現(xiàn)奧氏體中含有鐵素體時會改善耐晶界腐蝕 ， 開發(fā)雙相不銹鋼； ? 1946年美國研制 M沉淀硬化 174PH， 隨后既具有高強度又可進行冷加工成型的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼 177PH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 ? 4050年代 ， 節(jié) Ni的 CrMnN和 CrMnNiN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效不銹鋼取得進展； ? 隨后 ， 通過化學(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 ?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 ?按鋼的化學(xué)成分分類可分為： Cr不銹鋼（ 400系）、CrNi不銹鋼（ 300系）、 CrMnNNi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、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼和超塑性不銹鋼等 。 分類 0Cr13 13Cr13 增 C 0Cr18Ni9 增 Cr、 Ni 00Cr22Ni5Mo3N 增 Cr、減 Ni Cr17Ni7 減 Cr、 Ni F型 M型 A型 AF型 AM型 177PH 加 Mo、 Al、 Ti 沉淀相強化 鋼種演變 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 ? 耐點蝕和縫隙腐蝕 ? 耐還原性酸 合金元素作用 氮 ? 穩(wěn)定奧氏體元素 ? 耐點蝕和縫隙腐蝕 ? 提高強度 碳 ? 增加強度 ? 敏化 — 晶腐 錳 ? 穩(wěn)定奧氏體元素 ? 增加強度 ? 硫化錳，耐點蝕和縫隙腐蝕 ? 熱塑性 合金元素作用 銅