不锈钢简介及双相不锈钢冶炼.docx

不锈钢简介及双相不锈钢冶炼 不锈钢简介及双相不锈钢冶炼 不锈钢分类 钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。不锈钢的分类方法很多。 按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢； 按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等；按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等。 合金元素对不锈钢组织的作用 在不锈钢常用的合金元素中，铬、钼、硅、铝、钛、铌等是铁素体形成元素，而碳、镍、锰、氮是奥氏体元素。 奥氏体形成元素：镍是扩大 r 的元素。锰和氮都是促进奥氏体形成的元素， 因而可以代镍。但锰本身并不防蚀，不能单独使用，只用以代替部分的镍。 钼能增加不锈钢的耐蚀性。 铜能够提高铁素体不锈钢在某些还原性介质中的耐蚀性，并改变其韧性。在奥氏体不锈钢中加铜，可显著提高其在硫酸中的耐蚀性。 碳在不锈钢中与铬形成碳化物，含碳量越高，形成的碳化铬越多，固溶体中的含铬量越低，钢的电极电位就越低，故钢的耐蚀性也越低，因而不锈钢一般要求较低的含碳量。 不锈钢的强度和硬度随含碳量的增加而提高，因此，用以制造要求高硬度和高耐磨性的滚动轴承、刃具、弹簧等不锈钢，其含碳量较高，但需相应提高其含铬量（如 9Cr18）。 钛和铌与碳亲和力比铬大，在不锈钢中能够优先形成碳化物，使铬能基本溶于固溶体中，从而避免晶界贫铬，减轻晶间腐蚀倾向。 铝和硅能在钢的表面形成一层致密的氧化膜，提高钢的耐蚀性。 奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢，其中 Cr 约 18%、Ni 8%~10%、C 约 0.1%。包括 18Cr-8Ni 钢和在此基础上增加 Cr、Ni 含量并加入 1 Mo、Cu、Si、Nb、Ti 等元素发展起来的高 Cr-Ni 系列钢。 在 18-8 型不锈钢的成分基础上演变，主要有以下几方面的重要发展： 加 Mo 改善点蚀和耐缝隙腐蚀 降 C 或加 Ti、Nb，减少晶间腐蚀倾向 加 Ni 和 Cr 改善高温抗氧化性和强度 加 Ni 改善抗应力腐蚀性能 奥氏体不锈钢具有高韧性和塑性，但强度较低，不能通过相变强化。奥氏体不锈钢的生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的 70%。 GB ASTM JIS DIN 1Cr17Ni7 301 SUS301 X12CrNi177 1Cr18Ni9 302 SUS302 X12CrNi188 1Cr18Ni10 303 SUS303 X12CrNiS188 0Cr18Ni9 304 SUS304 X5CrNi189 00Cr19Ni10 304L SUS304L X2CrNi189 0Cr17Ni12Mo2 316 SUS316 X5CrNiMo1810 00Cr17Ni14Mo2 316L SUS316L X2CrNiMo1810 0Cr18Ni10Ti 321 SUS321 X10CrNiTi189 0Cr19Ni13Mo3 317 SUS317 X2CrNiMo1816 1）铁素体相对奥氏体不锈钢性能的影响 F 相一般都对奥氏体不锈钢的性能带来不利的影响：如钢的耐点蚀性下降， 在诸多腐蚀环境中（如尿素生产）耐蚀性劣化；在高温下长时间加热时，F 相会转变为 σ相使钢变脆等。 铁素体相含量的粗略判定： Creq=%Cr+1.5×%Si+%Mo，Nieq=%Ni+30×(%C+%N)+0.5×%Mn 铁素体相消除的根本方法是提高钢中奥氏体形成元素如 Ni、Mn 和 N 的含量。 2）奥氏体不锈钢铸件为了提高钢液的流动性，改善铸造性能，铸造钢种合金成分应有所调整：提高 Si 含量，放宽 Cr、Ni 含量的区间，并提高杂质元素 S 的含量上限。 2 奥氏体不锈钢使用前应进行固溶处理，以便最大限度地将钢中的碳化物等各种析出相固溶到奥氏体基体中，同时也使组织均匀化及消除应力，从而保证优良的耐蚀性和力学性能。正确的固溶处理制度为 1050～1150℃加热后水冷(细薄件也可空冷)。固溶处理温度视钢的合金化程度而定：无Mo 或低 Mo 钢种应 较低(≤110℃0 )，而更高合金化的牌号如 00Cr20Ni18Mo6CuN、00Cr25Ni22Mo2N 等宜较高(1080～1150℃)。 3）由于合金元素(特别是 Cr)含量高而 C 含量又低，多采用电弧炉加氩氧脱碳 (AOD)或真空脱氧脱碳(VOD)法大批量生产，对于高级牌号的小批量产品可采用真空或非真空非感应炉冶炼，必要时加电渣重熔。奥氏体不锈钢使用前进行固溶处理。固溶处理工艺为 1050～1150℃加热后水冷(细薄件也可空