【正文】 圍基體產(chǎn)生貧鉻區(qū)，從而形成腐蝕原電池而造成的。此外，在焊接件的熱影響區(qū)也會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕。奧氏體不銹鋼在450～850℃保溫或緩慢冷卻時(shí)，會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕。在不銹鋼的熱加工和使用性能方面可以通過控制鐵素體形成元素或奧氏體形成元素的含量,達(dá)到改善熱加工性能和使用性能的目的。第二章 不銹鋼金相組織及熱處理 奧氏體形成元素和鐵素體形成元素不銹鋼的組成元素按照其對(duì)組織的形成影響,分成鐵素體形成元素和奧氏體形成元素。還有在半導(dǎo)體和各種基板的制造設(shè)備中，具有良好清潔度和耐久性的不銹鋼發(fā)揮了重要作用。隨著IT的迅速發(fā)展，在IT的發(fā)展和普及過程中，功能材料在設(shè)備硬件方面起很大的作用，對(duì)高精密度、高功能材料的要求非常大。還有日本一般住宅建筑的壽命特別短為20～30年，廢材處理成為一大問題。從水質(zhì)環(huán)保的觀點(diǎn)看，在給水、排水處理裝置中，具有優(yōu)異耐蝕性的不銹鋼也將擴(kuò)大需求。、長壽命和IT的普及關(guān)于環(huán)保方面，首先從大氣環(huán)保的觀點(diǎn)看，用于抑制二噁英發(fā)生的高溫垃圾焚燒裝置、LNG發(fā)電裝置和使用煤的高效發(fā)電裝置的耐熱、耐高溫腐蝕不銹鋼的需求將擴(kuò)大。歐美的寒冷地區(qū)，為防止高速公路和橋梁的凍結(jié)需撒鹽，使用不銹鋼鋼筋。再如日本1980年以后，用于建筑業(yè)的不銹鋼增長了約4倍，主要用作屋頂、大樓內(nèi)外裝飾和結(jié)構(gòu)材。近年來隨著城市軌道交通的發(fā)展，從安全、經(jīng)濟(jì)方面的考慮，不銹鋼車輛的使用在不斷增加。在運(yùn)輸領(lǐng)域主要有鐵道車輛和汽車的排氣系統(tǒng)，這是不銹鋼最大的應(yīng)用領(lǐng)域。、家電、運(yùn)輸、建筑、土木各領(lǐng)域在廚房器具方面主要有水洗槽和電氣、煤氣熱水器，家電產(chǎn)品主要有全自動(dòng)洗衣機(jī)的滾筒。有很好的耐蝕性，極好的成形性，而且經(jīng)過冷加工后能增加強(qiáng)度。能夠冷加工硬化，但不能熱處理硬化，無磁性。％，利用Cr、Ni配合獲得單相奧氏體組織。表12 鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分/%鋼種CMnPSSiCr其它409405429430430F430FSe434436442446Ti6*C/ *C/ 奧氏體不銹鋼是克服馬氏體不銹鋼耐蝕性不足和鐵素體不銹鋼脆性過大而發(fā)展起來的（見表13）。 鐵素體不銹鋼的鋼種演變見圖12。430鋼是鐵素體不銹鋼的代表性鋼種。同時(shí)，它還具有良好的熱加工性及一定的冷加工性。金相組織主要是鐵素體，加熱及冷卻過程中沒有α=γ轉(zhuǎn)變，不能用熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，只是經(jīng)冷加工后有一些硬化。表11 馬氏體不銹鋼的化學(xué)成分/%鋼種CrCMnSiPS其 它403410414416416Se420420F422431440A440B440F~13~~12~1412~1412~1412~1411~1315~1716~1816~1817~~~ Se Mo ~,~％～30％，%（見表2）。420冷變形前不要求預(yù)熱，但焊接前需預(yù)熱，4420J1主要用來制作耐蝕結(jié)構(gòu)件如汽輪機(jī)葉片等，而420J2主要用來制作醫(yī)療器械外科手術(shù)刀及耐磨零件；440可做耐蝕軸承及刀具。典型的馬氏體不銹鋼鋼號(hào)有4420（1Cr13～4Cr13）和440（9Cr18）等410鋼加工工藝性能良好。%的鉻，在高溫下具有奧氏體組織，在合適的冷卻速度下，冷卻到室溫可以轉(zhuǎn)變成馬氏體。具有相當(dāng)好的彈性。經(jīng)熱處理后可以硬化，有磁性。（6）加入Mn、N等元素，代替部分Ni獲得單相奧氏體組織，同時(shí)能大大提高鉻不銹鋼在有機(jī)酸中的耐蝕性。（4）加入Mo、Cu等元素，提高鋼抗非氧化性酸腐蝕的能力。（3）加入合金元素使鋼在常溫時(shí)能以單相狀態(tài)存在，減少微電池?cái)?shù)目從而提高鋼的耐蝕性。從而提高鋼的耐化學(xué)腐蝕能力。由于Ni資源較缺，Si的大量加入會(huì)使鋼變脆，因此，只有Cr才是顯著提高鋼基體電極電位常用的元素。但是利用合金化方法 ，提高材料本身的耐蝕性是最有效防止腐蝕破壞的措施之一，其方法如下；（1）加入合金元素，提高鋼基體的電極電位，從而提高鋼的抗電化學(xué)腐蝕能力。從上述腐蝕機(jī)理可見，防止腐蝕的著眼點(diǎn)應(yīng)放在：盡可能減少原電池?cái)?shù)量，使鋼的表面形成一層穩(wěn)定的、完整的、與鋼的基體結(jié)合牢固的鈍化膜；在形成原電池的情況下，盡可能減少兩極間的電極電位差。腐蝕疲勞不同于機(jī)械疲勞，它沒有一定的疲勞極限，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，疲勞強(qiáng)度一直是下降的。腐蝕疲勞：金屬在腐蝕介質(zhì)及交變應(yīng)力作用下發(fā)生的破壞，其特點(diǎn)是產(chǎn)生腐蝕坑和大量裂紋。點(diǎn)腐蝕危害性很大，尤其是對(duì)各種容器是極為不利的。斷裂方式主要是沿晶的、也有穿晶的，這是一種危險(xiǎn)的低應(yīng)力脆性斷裂，在氯化和堿性氧化物或其它水溶性介質(zhì)中常發(fā)生應(yīng)力腐蝕，在許多設(shè)備的事故中占相當(dāng)大的比例。晶間腐蝕為奧氏體不銹鋼的主要腐蝕形式。晶間腐蝕：指沿晶界進(jìn)行的腐蝕，使晶粒的連接遭到破壞。金屬材料在工業(yè)生產(chǎn)中的腐蝕失效形式是多種多樣的。可見，氧化膜的產(chǎn)生及氧化膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是化學(xué)腐蝕的重要特征。如果這層化學(xué)生成物是穩(wěn)定、致密、完整并同金屬表層牢固結(jié)合的，則將大大減輕甚至可以防止腐蝕的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)金屬起保護(hù)作用。化學(xué)腐蝕在腐蝕過程中形成某種腐蝕產(chǎn)物。在外界介質(zhì)的作用下使金屬逐漸受到破壞的現(xiàn)象稱為腐蝕。目前全世界年產(chǎn)不銹鋼在2400萬t左右。到目前為止，不銹鋼已發(fā)展到了近200個(gè)鋼種，性能不同，生產(chǎn)工藝各異。因此掌握各類不銹鋼的特點(diǎn)，對(duì)于正確選擇和使用不銹鋼是很重要的。%以上的鋼稱為不銹鋼。不銹鋼不一定耐酸，但耐酸鋼同時(shí)又是不銹鋼。第一章 不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)不銹鋼是建筑、家電、石油、化工、化肥、合成纖維和石油提煉等工業(yè)部門中廣泛使用的金屬材料。通常所說的不銹鋼是不銹鋼與耐酸鋼的總稱。%以上時(shí)，鋼的表面在大氣中會(huì)形成一層致密的氧化鉻，使鋼具有了防銹性，能防止鋼的基體進(jìn)一步氧化，起到了對(duì)鋼基體的保護(hù)作用。在同一介質(zhì)中,不同種類的不銹鋼腐蝕速度大不相同，而同一種不銹鋼在不同的介質(zhì)中腐蝕行為也大不一樣。不銹鋼不僅要耐蝕，還要具有較好的力學(xué)性能、良好的切削加工性能和焊接性能。不銹鋼良好的耐蝕性，較低的維護(hù)成本，優(yōu)良的外觀，使其在化工、食品、石油、建筑、電器工程、裝飾、核工業(yè)等領(lǐng)域廣泛得到應(yīng)用。每年不銹鋼的需求量還以6%的比率增長，而中國需求量在以每年8%以上的速度增長，高于世界平均增長率。腐蝕基本上有兩種形式：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。這種腐蝕產(chǎn)物一般都覆蓋在金屬表面上形成一層膜，使金屬與介質(zhì)隔離開來。形成保護(hù)膜的過程稱為鈍化。因此，提高金屬耐化學(xué)腐蝕的能力，主要是通過合金化或其它方法，在金屬表面形成一層穩(wěn)定的、完整致密的并與基體結(jié)合牢固的氧化膜。不同材料在不同負(fù)荷及不同介質(zhì)環(huán)境的作用下，其腐蝕形式主要有以下幾類：一般腐蝕：金屬裸露表面發(fā)生大面積的較為均勻的腐蝕，雖降低構(gòu)件受力有效面積及其使用壽命，但比局部腐蝕的危害性小。這種腐蝕的危害性最大，它可以使合金變脆或喪失強(qiáng)度，敲擊時(shí)失去金屬聲響，易造成突然事故。應(yīng)力腐蝕：金屬在腐蝕介質(zhì)及拉應(yīng)力（外加應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力）的共同作用下產(chǎn)生破裂現(xiàn)象。點(diǎn)腐蝕：點(diǎn)腐蝕是發(fā)生在金屬表面局部區(qū)域的一種腐蝕破壞形式，點(diǎn)腐蝕形成后能迅速地向深處發(fā)展，最后穿透金屬。出現(xiàn)點(diǎn)腐蝕后應(yīng)及時(shí)磨光或涂漆，以避免腐蝕加深。顯著降低鋼的疲勞強(qiáng)度，導(dǎo)致過早斷裂。除了上述各種腐蝕形式以外，還有由于宏觀電池作用而產(chǎn)生的腐蝕。提高鋼耐蝕性的方法很多，如表面鍍一層耐蝕金屬、涂敷非金屬層、電化學(xué)保護(hù)和改變腐蝕環(huán)境介質(zhì)等。一般往鋼中加入Cr、Ni、Si等元素均能提高其電極電位。（2）加入合金元素使鋼的表面形成一層穩(wěn)定的、完整的與鋼的基體結(jié)合牢固的鈍化膜。如在鋼中加入 Cr、Si、Al等合金元素 ，使鋼的表層形成致密的Cr2OSiOAl2O3等氧化膜 ，就可提高鋼的耐蝕性。如加入足夠數(shù)量的Cr或Cr－Ni，使鋼在室溫下獲得單相鐵素體或單相奧氏體。（5）加入Ti、Nb等元素，消除Cr的晶間偏析，從而減輕了晶間腐蝕傾向。 不銹鋼的種類和特點(diǎn)不銹鋼有兩種分類法：一種是按合金元素的特點(diǎn)，劃分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼；另一種是按在正火狀態(tài)下鋼的組織狀態(tài)，劃分為馬氏體（M）不銹鋼、鐵素體（F）不銹鋼、奧氏體（A）不銹鋼和雙相（奧氏體A 鐵素體F）不銹鋼。在溫和的環(huán)境下抗腐蝕。410鋼是馬氏體不銹鋼的常用鋼種。馬氏體不銹鋼鋼種演變見圖1?？刹唤?jīng)預(yù)熱進(jìn)行深沖、彎曲、卷邊及焊接。馬氏體不銹鋼化學(xué)成分見表11。有時(shí)還加入其它合金元素?？寡趸詮?qiáng)，加入合金元素可在有機(jī)酸及 含Cl的介質(zhì)中有較強(qiáng)的抗蝕。鐵素體不銹鋼主要用來制作要求有較高的耐蝕性而強(qiáng)度要求較低的構(gòu)件，廣泛用于制造生產(chǎn)硝酸、氮肥等設(shè)備和化工使用的管道等。典型的鐵素體不銹鋼有Crl7型、Cr25型和Cr28型。鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分見表12?；境煞譃閘8％Cr、8％Ni簡稱18－8鋼。奧氏體不銹鋼有很多共性。雖然有些經(jīng)冷加工后有輕微的磁性，但是經(jīng)退火后磁性消失。表13 奧氏體不銹鋼的化學(xué)成分/%鋼種CrNiCMnSiPS其 它301304304L309S310S316L321161818201820222424261618171968812121519221014912Ti 5*C 奧氏體不銹鋼一般用于制造生產(chǎn)硝酸、硫酸等化工設(shè)備構(gòu)件、冷凍工業(yè)低溫設(shè)備構(gòu)件及經(jīng)形變強(qiáng)化后可用作不銹鋼彈簧和鐘表發(fā)條等。從節(jié)能和再循環(huán)等環(huán)保的觀點(diǎn)看，不銹鋼的需求有望進(jìn)一步擴(kuò)大。從上世紀(jì)80年代以后，鐵路運(yùn)輸車輛和客車車輛開始批量使用不銹鋼制造，提升了運(yùn)輸車輛和客車車輛的壽命周期，降低了使用成本，提高了運(yùn)輸效率。在建筑領(lǐng)域，最近的需求急劇增長，如：新加坡地鐵車站的防護(hù)裝置，使用了不銹鋼外裝飾材。在土木領(lǐng)域，日本的水壩吸水塔使用不銹鋼。今后不銹鋼在該領(lǐng)域的市場將有所作為。還有估計(jì)在21世紀(jì)初將投入實(shí)際應(yīng)用的燃料電池汽車的電池殼也將使用不銹鋼。關(guān)于長壽命，在歐洲已有的橋梁、高速公路、隧道等設(shè)施中，不銹鋼的應(yīng)用在增加，預(yù)計(jì)這種潮流將遍及全世界。最近以壽命達(dá)到100年為目標(biāo)的建筑物開始出現(xiàn)，這樣具有優(yōu)異耐久性的材料需求將增長。如：在手機(jī)和微機(jī)部件中，靈活應(yīng)用了不銹鋼的高強(qiáng)度、彈性和非磁性等特性，使得不銹鋼的應(yīng)用擴(kuò)大。不銹鋼具有多種其它金屬?zèng)]有的優(yōu)異性能，是一種具有優(yōu)異耐久性和再循環(huán)性的材料，今后對(duì)應(yīng)時(shí)代的變化，不銹鋼將廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。鐵素體形成元素在相圖中有擴(kuò)大鐵素體區(qū)的作用，如鉻、鉬、硅、鈦、鈮等；奧氏體形成元素有擴(kuò)大奧氏體區(qū)的作用,如碳、鎳、錳、鈷、氮、銅等。含碳量越高，晶間蝕傾向性越大。這是由于在晶界上析出富Cr的Cr23C6。這種晶間腐蝕現(xiàn)象在前面提到的鐵素體不銹鋼中也是存在的。％以下即可滿足抗晶間腐蝕性能的要求。（3）通過調(diào)整鋼中奧氏體形成元素與鐵素體形成元素的比例，使其具有奧氏體+鐵素體雙相組織，其中鐵素體占5％～12％。（4）采用適當(dāng)熱處理工藝，可以防止晶間腐蝕，獲得最佳的耐蝕性。奧氏體不銹鋼容易在含氯離子的腐蝕介質(zhì)中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。防止奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕的最主要途徑是加入2％～4％ ％以下。另外可選用AF雙相鋼，它在Cl和OH介質(zhì)中對(duì)應(yīng)力腐蝕不敏感。經(jīng)過大量變形后，鋼的強(qiáng)度大大提高，尤其是在零下溫度區(qū)間軋制時(shí)效果更為顯著。奧氏體不銹鋼經(jīng)形變強(qiáng)化后可用來制造不銹彈簧、鐘表發(fā)條、航空結(jié)構(gòu)中的鋼絲繩等。（1）固溶處理。（2）穩(wěn)定化處理。（3）去應(yīng)力處理。對(duì)于不含穩(wěn)定化元素Ti、Nb的鋼，加熱溫度不超過450℃，以免析出鉻的碳化物而引起晶間腐蝕。在奧氏體不銹鋼的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加Cr含量并減少Ni含量，并與固溶化處理相配合，可獲得具有奧氏體和鐵素體的雙相組織（含40%～60％δ鐵素體）的不銹鋼，典型鋼號(hào)有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、0Cr21Ni6Mo2Ti等。但由于含Cr量高，易形成σ相，使用時(shí)應(yīng)加以注意。不銹鋼生產(chǎn)設(shè)備主要有100噸交流電弧爐2座、120噸AOD氬氧脫碳爐2座，120噸VOD真空脫碳精煉裝置1座, 120噸LF爐1座，一機(jī)一流不銹鋼板坯連鑄機(jī)兩臺(tái)。與大多數(shù)主要采用不銹鋼廢鋼為爐料的生產(chǎn)工藝相比，不銹鋼分公司采用脫磷鐵水作為不銹鋼冶煉爐料，可降低鋼中的有害元素及雜質(zhì)，提高不銹鋼鋼水的質(zhì)量；鐵水熱裝電爐能較大地節(jié)約能源，縮短冶煉周期。除高爐鐵水外，不銹鋼生產(chǎn)爐料還有不銹鋼廢鋼、固態(tài)鉻鐵、鎳鐵、金屬鎳等，為了適應(yīng)不銹鋼原料的多樣性，采用兩座公稱容量為100t的交流電弧爐作為不銹鋼初煉爐。采用120t雙工位強(qiáng)攪拌VOD（SS－VOD）一套，二步法工藝時(shí)，VOD裝置作為鋼水罐精煉站（LTS），用于調(diào)整鋼水成分和溫度。生產(chǎn)的不銹鋼鋼水全部經(jīng)不銹鋼板坯連鑄機(jī)澆鑄，連鑄比為100％。脫磷鐵水＋液態(tài)鉻鐵→電爐→氬氧脫碳爐→VOD→連鑄高爐鐵水由260t魚雷罐車運(yùn)至鐵水倒罐站，倒入鐵水罐中，鐵水罐車開至氬氧脫碳爐加料跨，由280/80t起重機(jī)吊至鐵水脫磷站的受罐工位，該站的鐵水罐車開至位于電爐跨的