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文檔簡介

1、不銹鋼熱處理知識敏化處理:18-8鋼系列的奧氏體不銹鋼在450C850C(此區(qū)間常稱為敏化溫度)短時間加熱,使其具有晶間腐蝕傾向。這是因為碳在奧氏體不銹鋼中的溶解度與溫度有很大影響。奧氏體不銹鋼在經(jīng)400C850C的溫度范圍內(nèi)(敏化溫度區(qū)域)時,會有高銘碳化物(Cr23C6)析出,當銘含量降至耐腐蝕性界限之下,此時存在晶界貧銘,會產(chǎn)生晶間腐蝕,嚴重時材料能變成粉末。該方法一般只在不銹鋼晶間腐蝕試驗時采用。(2)固溶熱處理:將奧氏體不銹鋼加熱到1100C左右,使碳化物相全部或基本溶解,碳固溶于奧氏體中,然后快速冷卻至室溫,使碳達到過飽和狀態(tài)(碳已經(jīng)穩(wěn)定了,沒有能力和機會與銘形成高銘碳化物)。不同

2、的不銹鋼固溶化的溫度燒有不同,304,316等奧氏體不銹鋼一般是1050C,奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼要高一點,可到1150C.固溶熱處理:將奧氏體不銹鋼加熱到1100C左右,使碳化物相全部或基本溶解,碳固溶于奧氏體中,然后快速冷卻至室溫,使碳達到過飽和狀態(tài)(碳已經(jīng)穩(wěn)定了,沒有能力和機會與銘形成高銘碳化物)。這種熱處理方法為固溶熱處理。固溶熱處理中的快速冷卻似乎象普通鋼的淬火,但此時的淬火與普通鋼的淬火是不同的,前者是軟化處理,后者是淬硬(形成馬氏體)。后者為獲得不同的硬度所采取的加熱溫度也不一樣,但沒到1100C。我是搞火電的,回答可能不太全面,誰知道的可以繼續(xù)補充。在電廠中,奧氏體不銹鋼管進

3、行冷彎加工,容易產(chǎn)生形變誘發(fā)馬氏體相變(很拗口,其實就是產(chǎn)生了馬氏體),容易引起耐蝕性的下降。ASME標準規(guī)定,當加工量超過一定量時就必須進行固溶處理(3)穩(wěn)定化處理:為避免碳與銘形成高銘碳化物,在奧氏體鋼中加入穩(wěn)定化元素(如Ti和Nb),在加熱到875C以上溫度時,能形成穩(wěn)定的碳化物。這是因為Ti(或Nb)能優(yōu)先與碳結(jié)合,形成TiC(或NbC),從而大大降低了奧氏體中固溶碳的濃度(含量),起到了犧牲Ti(或Nb)保護Cr的目的。含Ti(或Nb)的奧氏體不銹鋼(如:1Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni9Nb)經(jīng)穩(wěn)定化處理后比進行固溶熱處理更具有良好的綜合機械性能。穩(wěn)定化處理:為避免碳與銘形成高

4、銘碳化物,在奧氏體鋼中加入穩(wěn)定化元素(如Ti和Nb),在加熱到875C以上溫度時,能形成穩(wěn)定的碳化物(由于Ti和Nb能優(yōu)先與碳結(jié)合,形成TiC或NbC),大大降低了奧氏體中固溶碳的濃度(含量),從而起到了犧Ti和Nb保Cr的目的。經(jīng)穩(wěn)定化處理比進行固溶熱處理的奧氏體不銹鋼,具有更好的綜合機械性能。(4)所以,有晶間腐蝕傾向的奧氏體不銹鋼應(yīng)進行固溶熱處理或穩(wěn)定化處理不銹鋼材料常識1.什么是不銹鋼?不銹鋼是在普通碳鋼的基礎(chǔ)上,加入一組銘的質(zhì)量分數(shù)(wCr)大丁12%合金元素的鋼材,它在是具有不生銹的特性。這是由丁在這類鋼中含有一定量的銘合金元素,能使鋼材表面形成一層不溶解丁某些膜),使金屆與外界質(zhì)

5、隔離而不發(fā)生化學(xué)作用。在這類鋼中,有些除含較多的銘(Cr)夕卜,還匹配加入較(Ni),使之在空氣中、水中、蒸汽中、都具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性,而且在許多種酸、堿、鹽的水溶液中低溫環(huán)境中,仍能保持其耐腐蝕的優(yōu)點。2.不銹鋼分類方法有幾種?按主要化學(xué)組成分銘不銹鋼、銘鐐不銹鋼和銘鎰氮不銹鋼等;也可以以性能特點分成耐酸不銹鋼和耐熱不銹金相組織分為:鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼、奧氏體一鐵素體(AF)型雙相不銹鋼、奧氏體一馬氏(PH)型不銹鋼。鐵素體型不銹鋼F鐵素體具有磁性,它的內(nèi)部顯微組織為鐵素體,其銘的質(zhì)量分數(shù)在11.5%32.0%范圍口火。隨著銘含量的提高,其耐酸性也提高,加入鉗(M。

6、后,則可提高耐酸腐蝕性和抗應(yīng)力腐蝕的能力。馬氏體型不銹鋼M其顯微組織為馬氏體,馬氏體不銹鋼同樣也具有磁性,這類鋼中銘的質(zhì)量分數(shù)為11.5%-0.6%。碳含量增高,提高了鋼的強度和硬度。在這類鋼中加入的少量鐐可以促使生成馬氏體,同時又能提高其耐蝕性熱穩(wěn)定性以及熱強性,可以作為溫度低于700C以下長期工作的耐熱鋼使用。它廣泛用來制造對韌性和沖擊韌度要求機排氣閥和醫(yī)療器械。奧氏體型不銹鋼F其顯微組織為奧氏體,它是在高銘不銹鋼中(17-26%添加適當?shù)溺?鐐的質(zhì)量分數(shù)為銹鋼不能利用熱處理使晶粒細化,也不能經(jīng)過淬火來提高其硬度。這類鋼的冷加工硬化程度高,通常沒有磁性,經(jīng)過體的組織,會出現(xiàn)少量磁性。奧氏體

7、型的鋼板的綜合性能最好,既有足夠的強度,又有極好的塑性同時硬度也不高,奧氏體型不銹鋼同絕大多數(shù)的其它金屬材料相似,其抗拉強度、屈服強度和硬度,隨著溫度的降低而提高;塑性則隨度15800范圍內(nèi)增大較快,溫度進一步降低時則變化緩慢,而屈服強度有增長是較為均勻的。更重要的是:隨著溫不存在脆性轉(zhuǎn)變溫度。(4)其他特殊材料的應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)出特殊材料。例如:所說的奧氏體一鐵素體型雙鋼其顯微組織為奧氏體加鐵素體。它含有18-25%的銘,類。此類特殊材料具有特殊的特性,有固定的材料名稱,如材料號及其化學(xué)成份。4-7%的鐐以及4%的鉗。策鐐-銅、鐐-銘以及其他以ronifer,Nikrofer,AIIoy,fer

8、rotherm,HasteIIoy,IncoIo3.中國與世界各地區(qū)不銹鋼鋼號近似對照No.中國GB中國臺灣GNS日本JIS韓國KS印度IS美國加拿)ASTMUNS奧氏體型不銹鋼11Cr17Mn6Ni5N201SUS201STS20110Cr17Mn6N4N2)201S201002021Cr18Mn8Ni5N202SUS202STS202202S2020020:31Cr17Ni7301SUS301STS30110Cr17Ni7301S3010030-41Cr18Ni9302SUS302STS302302S3020030:5Y1Cr18Ni9303SUS303STS303303S3030030:

9、6Y1Cr18Ni9Se303SeSUS303SeSTS303Se303SeS3032330370Cr19Ni9(0Cr18Ni9)304SUS304STS30407Cr18Ni9304304IIS3040030:800Cr19Ni10(00Cr18Ni10)304LSUS304LSTS304L02Cr18Ni11304LS3040330490Cr19Ni19N304N1SUS304N1STS304N1-304NS30451-100Cr19Ni10NbN304N2SUS304N2STS304N2-XM21S30452-1100Cr18Ni10N304LNSUS304LNSTS304LN-304

10、LNS30453-121Cr18Ni12(1Cr18Ni12Ti)305SUS305STS305-305S3050030(130Cr23Ni13309SSUS309SSTS309S-309SS30908309140Cr25Ni20(1Cr25Ni20Si2)310SSUS310SSTS310S-310SS31008310150Cr17Ni12Mo2316SUS316STS31604Cr17Ni12Mo2316S3160031160Cr18Ni12MoTi-04Cr17Ni12Mo2Ti20316TiS31635-1700Cr17Ni14Mo2316LSUS316LSTS316L02Cr17Ni

11、12Mo2316LS31603316180Cr17Ni12Mo2N316NSUS316NSTS316N-316NS31651-1900C17Ni13Mo2N316LNSUS316LNSTS316LN-316LNS31653-200Cr18Ni12Mo2Cu2316J1SUS316J1STS316J1-2100Cr18Ni14Mo2Cu::316J1LSUS316J1LSTS316J1L-220Cr19Ni13Mo3317SUS317STS317-317S3170031-231Cr18Ni12MoTi-304不銹鋼;CV0.08Cr18.020.0Ni8.0010.50屈服強度(N/mm2)&g

12、t;205抗拉強度>520延伸率(%)>40硬度HB<187HREK90HV<200密度7.93gcm-3比熱c(20C)0.502J(gC)-1熱導(dǎo)率入/W(mC)-1(在下列溫度/C)2010050016.321.4線脹系數(shù)a/(106/C)(在下列溫度問/C)2010020200203002040016.016.817.518.1電阻率0.73Q-mmi2-1熔點13981420C316L不銹鋼CV0.03Ni12.0015.00Mo>175Mn<=2.0Si<=1.0Cr16-18Mo1.8-2.5S<=0.030P<=0.035屈

13、服強度(N/mm2)>480抗拉強度延伸率(%)>40硬度HEK187HREK90HVW200密度7.87gcm-3比熱c(20C)0.502J(gC)-1熱導(dǎo)率入/W(mC)-1(在下列溫度/C)10030050018.420.9線脹系數(shù)a/(106/C)(在下列溫度問/C)201002020020300204002050016.017.017.517.818.0電阻率0.71Q-mm2-1熔點13711398C回答1)現(xiàn)在最常用的兩種不銹鋼304,316(或?qū)?yīng)丁德/歐標的1.4308,1.4408),316與304在化學(xué)成分上的最主要區(qū)別就是316含Mo,而且一般公認,316

14、的耐腐蝕性更好些,比304在高溫環(huán)境下更耐腐蝕。所以在高溫環(huán)境下,工程師一般都會選用316材料的零部件。但所謂事無絕對,在濃硫酸環(huán)境下,再高溫度也千萬別用316!不然這事可就出大了。學(xué)機械的人都學(xué)過螺紋,還記得為了防止在高溫情況下螺紋咬死,需要涂抹的一種黑乎乎的固體潤滑劑吧:二硫化鉗(MoS2),從它就得出了2點結(jié)論不是:1M。確實是一種耐高溫的物質(zhì)(知道黃金用什么給埸熔嗎?鉗土甘埸?。?。2:鉗很容易和高價硫離子反應(yīng)生成硫化物。呵呵,所以沒有任何一種不銹鋼是超級無敵耐腐蝕的。說到底,不銹鋼就是一塊雜質(zhì)(不過這些雜質(zhì)可都比鋼更耐腐蝕AA)較多的鋼,是鋼就可以和別的物質(zhì)反應(yīng)。2)304及316表示

15、的是不銹鋼3)第一個數(shù)字3表示鋼類為銳銘奧氏體鋼4)后兩位數(shù)字表示序號5)具體鋼材成分可見ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范II材料A篇鐵基材料(上冊)P434316和317不銹鋼(317不銹鋼的性能見后)是含鑰不銹鋼種。317不銹鋼中的鑰含量略高明于316不銹鋼.由于鋼中鑰,該鋼種總的性能優(yōu)于310和304不銹鋼,高溫條件下,當硫酸的濃度低于15%和高于85%時,316不銹鋼具有廣泛的用途。316不銹鋼還具有良好的而氯化物侵蝕的性能,所以通常用于海洋環(huán)境。316L不銹鋼的最大碳含量0.03,可用于焊接后不能進行退火和需要最大耐腐蝕性的用途中。耐腐蝕性耐腐蝕性能優(yōu)于304不銹鋼,在漿和造紙的生產(chǎn)過程中

16、具有良好的耐腐蝕的性能。而且316不銹鋼還而寸海洋和侵蝕性工業(yè)大氣的侵蝕。耐熱性在1600度以下的間斷使用和在1700度以下的連續(xù)使用中,316不銹鋼具有好的耐氧化性能。在800-1575度的范圍內(nèi),最好不要連續(xù)作用316不銹鋼,但在該溫度范圍以外連續(xù)使用316不銹鋼時,該不銹鋼具有良好的耐熱性。316L不銹鋼的耐碳化物析出的性能比316不銹鋼更好,可用上述溫度范圍。熱處理在1850-2050度的溫度范圍內(nèi)進行退火,然后迅速退火,然后迅速冷卻。316不銹鋼不能過熱處理進行硬化。焊接316不銹鋼具有良好的焊接性能??刹捎盟袠藴实暮附臃椒ㄟM行焊接。焊接時可根據(jù)用途,分別采用316Ch316L或3

17、09Cb不銹鋼填料棒或焊條進行焊接。為獲得最佳的耐腐蝕性能,316不銹鋼鋼的焊接斷面需要進行焊后退火處理。如果使用316L不銹鋼,不需要進行焊后退火處理。典型用途紙漿和造紙用設(shè)備熱交換器、染色設(shè)備、膠片沖洗設(shè)備、管道、沿海區(qū)域建筑物外部用材料。6) 奧氏體不銹鋼中的碳在奧氏體晶粒中的溶解度與溫度有很大關(guān)系。奧氏體不銹鋼在400C850C的溫度范圍內(nèi)(敏化溫度區(qū)域)時使用,會有高銘碳化物(Cr23C6)在晶界析出,導(dǎo)致奧氏體晶界的銘含量降低,從而導(dǎo)致晶界區(qū)域的耐蝕性降低,因此奧氏體不銹鋼一般存在晶間腐蝕傾向。為了防止奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕,因此對奧氏體不銹鋼應(yīng)進行固溶熱處理或穩(wěn)定化處理。7) 固

18、溶熱處理:將奧氏體不銹鋼加熱到1050C以上,使碳化物相全部或基本溶解在奧氏體晶粒中,即碳固溶于奧氏體中,然后快速冷卻至室溫,使碳達到過飽和狀態(tài)(碳已經(jīng)穩(wěn)定了,沒有能力和機會與銘形成高銘碳化物)。這種熱處理方法為固溶熱處理。8)固溶熱處理中的快速冷卻似乎象普通鋼的淬火,但此時的淬火'與普通鋼的淬火是不同的,前者是軟化處理,后者是淬硬(形成馬氏體)。后者為獲得不同的硬度所采取的加熱溫度也不一樣,但沒到1050Co9)穩(wěn)定化處理:為避免碳與銘形成高銘碳化物,在奧氏體鋼中加入穩(wěn)定化元素(如Ti和Nb),在加熱到875C以上溫度時,能形成穩(wěn)定的碳化物(由于Ti和Nb能優(yōu)先與碳結(jié)合,形成TiC或NbC),大大降低了奧氏體中固溶碳的濃度(含量),從而起到了犧Ti和Nb保Cr的目的。10)經(jīng)穩(wěn)定化處理比進行固溶熱處理的奧氏體不銹鋼,具有更好的性能。11)注意穩(wěn)定化處理的不銹鋼和固溶處理的不銹鋼牌號是不同的。經(jīng)過穩(wěn)定化處理的不銹鋼國內(nèi)一般使用321,固溶處理的不銹鋼國內(nèi)一般使用0Cr18Ni9。穩(wěn)定化處理。一般是在固溶處理后進行,常用于含Ti、Nb的18-8鋼,固處理后,將鋼加熱到850880C保溫后空冷,此時Cr的碳化物完全溶解,脫而鈦的碳化物不完全溶解,且在冷卻過程中充分析出,使碳不可能再形成銘的碳化物,因而有效地消除了晶間腐蝕

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