不锈钢基础知识
不锈钢的表面光泽对产品的使用及价格有决定性的影响,热处理时产生的氧化铁皮 ,将严重影响表面光泽。
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不锈钢的热处理
•奥氏体不锈钢 这类不锈钢应用最广泛,使用量也最大。其特点是在常温下为奥氏体组织,不发生相 变,不能通过热处理使其硬化,但可以用冷加工进行硬化。常用热处理方法是固溶处 理。 •铁素体不锈钢
在高温和常温下都是铁素体组织,没有相变。但是当钢中含有一定量的碳、氮等奥氏 体形成元素时,在高温下也能形成奥氏体组织,此类钢不能通过热处理使之强化,只 能进行退火处理,消除内应力,便于进一步加工。 •马氏体不锈钢 这类不锈钢有明显的相变点,在高温下为奥氏体组织,冷却时可以发生马氏体相变, 转变为马氏体组织而硬化。因为其含铬高,淬透性好,可以采用淬火、回火等多种热 处理方法。
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不锈钢的焊接
马氏体不锈钢:可焊接性差,焊接时候有强烈的淬火倾向,在焊缝和热影响区形成坚硬 的马氏体组织,因温差引起的热应力和奥氏体转变为马氏体的相变应力的综合作用, 导致焊后残余应力较大。 预防措施:焊接薄板材采用较小的电源,尽可能快的焊接速度,应使焊道狭窄,熔池 体积减小,以免金属过热;厚板焊接前应进行预热,焊后高温回火或者退火,随后缓 冷。 铁素体不锈钢:易在焊合线附近热影响区产生粗晶,使常温塑性、韧性降低而引起脆 化。高铬(≥16%)不锈钢焊接后再400~600°C阶段缓慢冷却时,会出现475℃脆化, 造成韧性恶化。 预防措施:采用小电流、快焊速、窄焊道、加快焊缝冷却的方法,以尽量避免晶粒长 大,缩短高温停留时间,防止过热;对高铬不锈钢焊接前应进行预热,在韧性温度范 围内焊接,但是预热温度不得超过150 ℃,避免焊接后冷却缓慢,增加475℃脆性。
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不锈钢的热处理
•沉淀硬化型不锈钢 奥氏体、铁素体、马氏体三类不锈钢虽然应用面较广,但作为结构钢使用,还存在着 一些难以克服的缺陷。奥氏体型不锈钢屈服强度较低,只有200N/mm2左右,不宜作 为结构钢使用;而马氏体不锈钢虽然可以通过淬火、回火等热处理形式获得较高的屈 服强度,但其耐蚀性较差。对于那些要求最佳抗蚀性能与最大强度的用途,开发出了 新型的Cr-Ni不锈钢——沉淀硬化型不锈钢(也称PH不锈钢)。 这种新型不锈钢的热处理包括均匀化、完全退火、固溶热处理、时效处理。其特点是 : 完全退火状态较软,易于再加工。 通过适当的时效处理可获得要求的力学性能。 具有与同类不锈钢一样的耐蚀性,提高了抗应力腐蚀断裂的性能。 常用的沉淀硬化型不锈钢是马氏体型,其代表钢种是630(17-4)。该钢种的热处理 是先进行固溶处理,在材料加热到1040 ±15°C后快冷,然后根据不同的力学性能要 求,在不同温度下进行时效处理,如480℃(H900)、550℃(H1025)、620℃(H1150)时 效。
苏州微创骨科医疗工具有限公司不锈钢的焊接奥氏体不锈钢:由于奥氏体晶界有低熔点夹杂物,冷却时易产生热应力,从而产生热裂 纹;容易造成不锈钢的敏化;线膨胀系数大,导热性差,焊接时会产生焊接应力和变 形,产生裂纹。 预防措施:选用较小的电流、较快的焊速,缩短高温停留时间,减小熔池面积,避免 焊缝、近焊缝区的晶粒过渡长大;焊后进行消除热应力的热处理和固溶处理,使焊接 时析出的铬的碳化物重新固溶到奥氏体中;选用超低碳奥氏体焊丝(≤0.04%)进行 焊接,防止晶粒边界产生贫铬区,提高抗晶间腐蚀的能力。
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不锈钢常见化合物
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不锈钢常见化合物
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合金元素的作用
•铬:没有铬就没有不锈钢。随着不锈钢中铬含量的增加,不锈钢在酸性介质中的耐腐 蚀性增加,并且在氯化物溶液中耐应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀的能力也增 加。铬能提高钢的淬透性、高温抗氧化性以及高温强度。 •镍:镍是不锈钢中仅次于铬的重要元素,在耐还原性酸和碱性介质的腐蚀,钢种仅含 有铬是不够的,必须向钢种加入镍。 •钼:在海洋性大气中,仅靠铬,甚至铬含量高达24%仍难以完全防止不锈钢的锈蚀, 必须加入钼元素。但是钼对钢有益的前提是钢中必须含有足够量的铬元素。 •氮:氮在铁素体中的溶解度极低,在奥氏体中的溶解度很高,氮通过固溶强化可以显 著提高奥氏体不锈钢和双相不锈钢的室温和高温强度。氮可促进钝化膜中铬的富集, 从而提高不锈钢的耐腐蚀性能。 •铜:提高在硫酸等还原性介质中的耐蚀性。 •碳:扩大奥氏体区,提高钢的淬透性。 •铌和钛:强烈的形成碳、氮化合物的稳定化元素,主要用于防止钢中铬与碳结合形成 铬碳化物而引起的铬浓度降低导致耐蚀性下降。
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不锈钢基础知识培 训
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什么是不锈钢? 不锈钢是不锈钢与耐酸钢的简称或统称。 不锈钢:在大气或淡水等弱腐蚀介质中不生铁锈的钢。
耐酸钢:在酸、碱、盐和海水等苛刻腐蚀性介质中耐腐蚀的钢。
不锈钢为什么会不生铁锈和耐腐蚀? 不锈钢的不锈和普通钢的生锈都是腐蚀现象,它们之间的不同仅是化学反应的产物的 本质不同而已。 合金(铬、镍等)会在金属表面形成一层无色、透明且非常光滑的氧化层,隔绝了内 部金属与腐蚀介质的接触,保护了基材,这层膜成为钝化膜。 钝化膜是连续的、无孔的、不溶解的、质地较硬且附着力较强并难以剥落的一种氧化 物(氢氧化物)。
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不锈钢的分类
按照化学元素分类 铬系列:除铁以为,钢中的主要化学元素是铬
铬镍系列:除铁以为,钢中的主要化学元素是铬和镍
按照组织结构分类 奥氏体不锈钢:高、低温下的晶体结构均为面心立方 铁素体不锈钢:高、低温下的晶体结构均为体心立方 马氏体不锈钢:高温下为奥氏体,室温和低温下为马氏体 双相不锈钢:铁素体和奥氏体按照一定比例构成的不锈钢 沉淀硬化不锈钢:室温下组织可以是马氏体、奥氏体或铁素体,经过适宜的温度处理, 在基体上析出碳化物和金属间化合物,使基体进一步强化的一类不锈钢。
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合金元素对组织的影响
•铬当量:各合金元素形成铁素体的能力的总和。 铬当量=Cr+1.5Mo+1.5Si+1.75Nb+1.5Ti+5.5Al+0.75W
各元素含量前的数字为该元素形成铁素体的能力是铬形成铁素体的能力的倍数。
•镍当量:各合金元素形成奥氏体的能力的总和。 镍当量=Ni+Co+30(C+N)+0.5Mn+0.3Cu 各元素含量前的数字为该元素形成奥氏体的能力是镍形成奥氏体的能力的倍数。
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不锈钢的热处理
不锈钢是一种特殊的钢种,钢中的镍、铬含量很高,由于镍、铬等合金化元素的存在 ,其热处理具有普通钢热处理所不具备的特点:
加热温度较高,加热时间也相对较长。
不锈钢的导热率低,在低温时温度均匀性差。 奥氏体型不锈钢高温膨胀较严重。
炉内气氛控制很重要,要防止出现渗碳、渗氮及脱碳和过氧化现象。