马氏体、铁素体、奥氏体不锈钢中元素的影响
奥氏体马氏体铁素体不锈钢区别
奥氏体马氏体铁素体不锈钢区别?铁素体型不锈钢它的内部显微组织为铁素体,其铬的质量分数在11.5%~32.0%范围内。
随着铬含量的提高,其耐酸性能也提高,加入钼(Mo)后,则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。
这类不锈钢的国家标准牌号有00C r12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等。
430是铁素体不锈钢。
铁素体不锈钢是含铬大于14%的低碳铬不锈钢,含铬大于27%的任何含碳量的铬不锈钢,以及在上述成分基础上再添加有钼、钛、铌、硅、铝、、钨、钒等元素的不锈钢,化学成分中形成铁素体的元素占绝对优势,基体组织为铁素。
这类钢在淬火(固溶)状态下的组织为铁素体,退火及时效状态的组织中则可见到少量碳化物及金属间化合物。
属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。
铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。
马氏体型不锈钢它的显微组织为马氏体。
这类钢中铬的质量分数为11.5%~18.0%,但碳的质量分数最高可达0.6%。
碳含量的增高,提高了钢的强度和硬度。
在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体,同时又能提高其耐蚀性。
这类钢的焊接性较差。
列入国家标准牌号的钢板有1Cr13、2 Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2等。
410是马氏体不锈钢,其中碳最大含量为0.15%,锰最大含量1.00%,硅最大含量为1.00%,铬含量为11.50~13.50%。
为通用型可热处理不锈钢,耐腐蚀,耐热,硬度可达42HRC或更高些。
奥氏体型不锈钢其显微组织为奥氏体。
它是在高铬不锈钢中添加适当的镍(镍的质量分数为8%~25%)而形成的,具有奥氏体组织的不锈钢。
奥氏体马氏体铁素体的区别
奥氏体/马氏体/铁素体
奥氏体(钢的组别:A1, A2, A3 A4, A5)(性能等级:50软,70冷加工,80高强度)
马氏体(钢的组别:C1,C2,C3) (性能等级:50软,70、110淬火并回火,80淬火并回火)
铁素体(钢的组别:F1) (性能等级:45软,60冷加工)
马氏体不锈钢属于铬不锈钢。
由于含碳量高,碳化铬多,钢的耐蚀性能下降,虽可通过热处理的方法改善,但防腐性不高。
马氏体不锈钢多用于制造力学性能要求较高,并有一定耐蚀性能要求的零件,如汽轮机叶片、喷嘴、阀座、量具、刃具等。
铁素体不锈钢也属于铬不锈钢。
含碳量小,抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀能力强,有高温抗氧化性能好等特点。
主要用于制作化工设备中的容器、管道。
奥氏体不锈钢属于铬镍不锈钢。
具有很高的耐蚀性,优良的塑性,良好的焊接性及低温韧性,不具有磁性,易加工硬化。
主要用于在腐蚀介质中工作的零件、容器、管道、医疗器械以及抗磁环境中。
最佳答案马氏体不绣钢含碳量较高,多用做淬火不锈钢,因为它可以得到马氏体组织,常用于,量具,医疗器械等。
奥氏体不绣钢的含铬量较高,使得它在常温下呈奥氏体组织,所以它没有磁性。
奥氏体不绣钢的韧性和塑性很高,焊接性较好,所以多用做化工容器,管道,耐腐蚀结构等。
不锈钢组别分类
不锈钢组别分类不锈钢是一种常用的金属材料,具有耐腐蚀、抗氧化、耐高温等优异性能,广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
根据不锈钢的化学成分和组织结构,可以将不锈钢分为多个组别。
1. 铁素体不锈钢铁素体不锈钢是最常见的不锈钢组别之一,含有高比例的铁素体相。
它们具有良好的韧性和可塑性,适用于冷加工和热加工。
铁素体不锈钢主要有奥氏体不锈钢和铁素体马氏体不锈钢两种类型。
奥氏体不锈钢中含有较高的铬和镍元素,具有较好的耐腐蚀性能。
而铁素体马氏体不锈钢则通过热处理获得强度和硬度的提高。
2. 马氏体不锈钢马氏体不锈钢是一类具有良好的强度和耐磨性的不锈钢。
其主要特点是含有较高的碳、铬和镍元素,经过适当的热处理后可以获得马氏体组织。
马氏体不锈钢具有较高的硬度和抗磨损性能,适用于制造高强度和耐磨件。
3. 奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢是一种具有良好的耐腐蚀性能的不锈钢。
其主要特点是含有较高的铬和镍元素,形成稳定的奥氏体组织。
奥氏体不锈钢具有良好的韧性、可塑性和耐腐蚀性能,适用于制造各种耐腐蚀件和装饰材料。
4. 双相不锈钢双相不锈钢是一种含有奥氏体相和铁素体相的不锈钢。
其主要特点是具有良好的韧性、可塑性和耐腐蚀性能。
双相不锈钢可以通过控制组织结构和化学成分来调节其力学性能,广泛应用于制造高强度和耐腐蚀的零件。
5. 铁素体奥氏体不锈钢铁素体奥氏体不锈钢是一种含有铁素体相和奥氏体相的不锈钢。
其主要特点是具有良好的强度、韧性和耐腐蚀性能。
铁素体奥氏体不锈钢可以通过控制化学成分和热处理工艺来调节其力学性能,适用于制造各种耐腐蚀和高强度的零件。
总结:根据不锈钢的化学成分和组织结构,可以将不锈钢分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢和铁素体奥氏体不锈钢等多个组别。
每种组别的不锈钢都具有不同的特点和应用领域,可以根据具体需求选择合适的材料。
不锈钢的组别分类对于材料的设计和应用具有重要的指导意义,有助于提高材料的性能和使用寿命。
常用不锈钢材料化学成分及材料性能
常用不锈钢材料化学成分及材料性能不锈钢是一种铁合金,通过在其化学成分中添加铬、镍、锰等元素,使其具有防锈、耐蚀和耐高温性能。
常用的不锈钢材料主要包括奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢。
下面将介绍不锈钢的常用化学成分及材料性能。
1.奥氏体不锈钢:奥氏体不锈钢的主要成分是铬(Cr),通常含量在10%以上,含有少量的镍(Ni),有时还加入其他元素如锰(Mn)、氮(N)等。
奥氏体不锈钢具有良好的耐热性、耐蚀性和可塑性,广泛应用于制造工业设备、建筑结构、厨房用具等领域。
2.铁素体不锈钢:铁素体不锈钢的主要成分是铬(Cr),含量在10-30%之间,不含或仅含少量的镍(Ni)。
铁素体不锈钢具有良好的抗腐蚀性能和高温强度,适用于制造化工、石油、医疗等行业的设备和容器。
3.马氏体不锈钢:马氏体不锈钢的主要成分是铬(Cr),含量在11-17%之间,同时含有适量的镍(Ni)和钼(Mo)。
马氏体不锈钢具有良好的机械性能和耐磨性,适用于制造刀具、汽车零部件等高强度和耐磨损的产品。
不锈钢材料具有以下优良性能:1.耐腐蚀性:不锈钢中铬的存在可以形成致密的氧化膜,防止氧、水和其他化学物质对钢材的侵蚀,因此具有良好的耐腐蚀性能。
2.耐高温性:不锈钢中添加的合金元素可以提高材料的抗氧化性能和高温强度,使其在高温环境下保持结构稳定性和力学性能。
3.良好的可塑性:不锈钢具有良好的可冷加工性和可热加工性,可以通过冷镦、冷轧、拉伸等方式加工成各种形状和尺寸的产品。
4.美观性:不锈钢表面光滑、易清洁,具有银白色的光泽,使其在建筑装饰和家电产品等领域中经常被使用。
5.环保性:不锈钢材料可回收再利用,与环境无污染,符合可持续发展的要求。
总的来说,不锈钢具有防锈、耐蚀、耐高温、可塑性好、美观性好等优点,适用于各种领域的制造和应用。
不同成分和工艺处理方式制成的不锈钢材料具有不同的性能和用途,具体选择应根据不同的使用需求和环境条件进行。
不锈钢板材质分类
不锈钢板材质分类不锈钢板材是一种常用的金属材料,具有耐腐蚀、耐高温、强度高等优点,被广泛应用于建筑、制造业等领域。
根据材质的不同,不锈钢板材可以分为多种类型,下面将按照材质分类介绍不锈钢板材的特点和应用。
一、奥氏体不锈钢板材奥氏体不锈钢板材是最常见的不锈钢材料之一,具有优良的耐腐蚀性和耐高温性能。
奥氏体不锈钢板材的主要成分是铬和镍,其中含有较高的铬含量可以增加不锈钢的耐腐蚀性能。
奥氏体不锈钢板材常用于制造化工设备、石油设备、医疗器械等领域。
二、马氏体不锈钢板材马氏体不锈钢板材是一种经过淬火处理的不锈钢材料,具有较高的强度和硬度。
马氏体不锈钢板材的主要成分是铁、铬、镍和碳,其特点是具有较高的耐磨性和耐热性。
马氏体不锈钢板材常用于制造刀具、轴承、汽车零部件等领域。
三、铁素体不锈钢板材铁素体不锈钢板材是一种含有较高铁含量的不锈钢材料,具有较好的强度和韧性。
铁素体不锈钢板材的主要成分是铁、铬和碳,其中含有较低的镍含量。
铁素体不锈钢板材常用于制造锅炉、压力容器、船舶等领域。
四、双相不锈钢板材双相不锈钢板材是一种含有奥氏体和铁素体两种组织的不锈钢材料,具有较高的强度和韧性。
双相不锈钢板材的主要成分是铬、镍和钼,其中含有适量的镍和钼可以增加不锈钢的耐腐蚀性和强度。
双相不锈钢板材常用于制造海洋工程、化工设备、食品加工设备等领域。
五、马氏体奥氏体不锈钢板材马氏体奥氏体不锈钢板材是一种含有马氏体和奥氏体两种组织的不锈钢材料,具有较高的强度和耐腐蚀性。
马氏体奥氏体不锈钢板材的主要成分是铬、镍和钼,其中含有适量的钼可以提高不锈钢的耐蚀性能。
马氏体奥氏体不锈钢板材常用于制造化工设备、石油设备、海洋工程等领域。
总结:不锈钢板材根据材质的不同可以分为奥氏体不锈钢板材、马氏体不锈钢板材、铁素体不锈钢板材、双相不锈钢板材和马氏体奥氏体不锈钢板材。
不同材质的不锈钢板材具有不同的特点和应用领域,选择合适的材质可以满足不同行业的需求。
奥氏体 马氏体 铁素体 双相不锈钢
奥氏体马氏体铁素体双相不锈钢
奥氏体、马氏体、铁素体和双相不锈钢都是钢的重要类型,具有不同的性能特点。
本文将详细介绍这四种钢的性质、组成、性能和应用等。
奥氏体是一种低碳钢,具有良好的可塑性和韧性,是一种优质钢材,通常用于制造钢铁结构。
它的组成成分以碳为主,低于0.25%,含有少量硅、磷、锰、铬等微量元素,具有较高的强度、韧性和可塑性。
由于其优质的性能,它可以用于制造螺栓、螺母、垫圈、轴承等零件,以及钢结构、钢管、机械零件等。
马氏体是一种中碳钢,具有较高的硬度和强度,但是可塑性较差。
它的组成成分以碳为主,约为0.3%至 1.4%,含有少量硅、磷、锰、铬等微量元素。
这种钢的机械性能较好,可以用于制造螺栓、螺母、垫圈、轴承等零件,以及钢结构、钢管、机械零件等。
它也可以用于制造手工工具,如锤子、钳子、锯子等。
铁素体是一种高碳钢,具有较高的强度和硬度,但是可塑性较差。
它的组成成分以碳为主,高于2%,含有少量硅、磷、锰、铬等微量元素,具有较高的强度和硬度。
它可以用于制造大型钢结构件,如桥梁、架构等,以及刀具、磨具、冶金工具等。
双相不锈钢是一种双相组织的合金钢,具有较高的耐腐蚀性和强度,通常含有大量的铬和硅元素,碳含量低于0.03%,具有良好的耐腐蚀性和抗压强度。
它可以用于制造食品处理设备的零部件,以及在海洋、化工、石油等环境中长期运行的各种设备。
以上就是关于奥氏体、马氏体、铁素体和双相不锈钢的详细介绍,它们各自具有不同的性质和性能,可以用于不同的应用领域。
铁素体马氏体和奥氏体的区别
铁素体和奥氏体的区别钢的组织和特性铁是钢的基本组成元素.铁在固态有两种晶体结构,一是体心立方结构(存在于两个温度范围内, 912 ℃以上称α铁, 1394 ℃以上称δ铁);另一是面心立方结构(存在于 912 ~ 1394 ℃之间,称γ铁)。
碳是钢中另一主要元素,对钢的组织和性能起重要作用,通常随着含碳量的增加,钢的强度增加、塑性下降.碳在钢中主要有两种存在形式,一是溶入铁中与铁形成固溶体(两种以上化学组分互相溶解而形成的均匀固相);另一是与铁形成铁碳化合物,称渗碳体( Fe 3C ),其硬度高、脆性大。
碳溶于α铁中形成的固溶体称铁素体;溶于γ铁中形成的固溶体称奥氏体,其最大溶解度为 2.11 %。
钢在冷却过程中,过饱和的奥氏体将发生分解,形成铁素体和渗碳体。
铁素体和渗碳体组成的呈片状相间排列的混合物称珠光体。
一般碳素钢在室温下的金相组织由铁素体、珠光体和渗碳体组成铁素体是碳溶解在a-Fe中的间隙固溶体,常用符号F表示。
不锈钢中的“铁素体”,指的是碳溶解在a-Fe中的间隙固溶体,其溶碳能力很小,常温下仅能溶解为0.0008%的碳,在727℃时最大的溶碳能力为0。
02%,它仍保持的体心立方晶格。
常用符号F表示。
由于铁素体含碳量很低,其性能与纯铁相似,塑性、韧性很好,伸长率δ=45%~50%.强度、硬度较低,σb≈250MPa,而HBS=80。
所谓铁素体不锈钢.指的是在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。
它的含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构,至于不锈钢含铁量与它是否是铁素体不锈钢并无关系。
铁素体不锈钢只取决于在使用状态下,它是否以铁素体组织为主。
铁素体有磁性.在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。
含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构.这类钢一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,这类钢具导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。
合金元素对钢的性能影响
合金元素对钢的影响合金元素在钢中的存在形式:❖溶入铁素体、奥氏体和马氏体中,以固溶体的溶质形式存在❖形成强化相,如溶入渗碳体形成合金渗碳体,形成特殊碳化物或者金属间化合物❖形成非金属夹杂,如合金元素与O、N、S形成氧化物、氮化物和硫化物有些元素如Pb、Ag等游离态存在。
一、合金元素与铁的相互作用1 扩大奥氏体区的元素(奥氏体形成元素)使A4点上升,A3点下降,导致奥氏体稳定区域扩大❖无限扩大奥氏体区的元素:Ni, Mn, Co❖有限扩大奥氏体区的元素:C, Cu, N2. 缩小奥氏体区的元素(铁素体形成元素)使A4点下降,A3点上升,导致奥氏体稳定区域缩小❖完全封闭奥氏体区的元素:Cr, Ti, V, W, Mo, Al, Si❖缩小奥氏体区,但不使之封闭的元素:B, Nb, Zr二、合金元素与碳的相互作用1. 非碳化物形成元素主要包括:B, N, Ni, Cu, Co, Al, Si等➢它们不能与碳元素形成化合物,但可以固溶于铁中形成固溶体➢这些元素都位于元素周期表中铁元素的右边2. 碳化物形成元素主要包括Ti, Zr, Nb, V, W, Mo, Cr, Mn, Fe➢这些元素都位于元素周期表中铁元素的左边➢它们都可与碳元素形成化合物,但形成的碳化物的性质差别很大➢Fe-C相图是研究钢中相变和对碳钢进行热处理时选择加热温度的依据,因此有必要先了解合金元素对Fe-C相图的影响。
➢钢中有三个基本的相变过程:加热时奥氏体的形成、冷却时过冷奥氏体的分解以及淬火马氏体回火时的转变。
合金元素对钢加热时奥氏体形成过程的影响合金元素对减小奥氏体晶粒长大倾向的作用也各不相同。
Ti、V、Zr、Nb等强碳化物形成元素强烈阻碍奥氏体晶粒长大,细化晶粒。
W、Mo、Cr阻止奥氏体晶粒长大的作用中等。
非碳化物形成元素Ni、Si、Cu、Co等阻止奥氏体晶粒长大的作用轻微。
Mn、P有助于奥氏体晶粒的长大。
合金元素对过冷奥氏体分解过程的影响几乎所有的合金元素(除Co)外都使C-曲线向右移动,即减慢珠光体类型转变产物的形成速度。
铁素体马氏体和奥氏体的区别
铁素体与奥氏体的区别钢的组织与特性铁就是钢的基本组成元素。
铁在固态有两种晶体结构,一就是体心立方结构(存在于两个温度范围内, 912 ℃以上称α铁, 1394 ℃以上称δ铁);另一就是面心立方结构(存在于 912 ~1394 ℃之间,称γ铁)。
碳就是钢中另一主要元素,对钢的组织与性能起重要作用,通常随着含碳量的增加,钢的强度增加、塑性下降。
碳在钢中主要有两种存在形式,一就是溶入铁中与铁形成固溶体(两种以上化学组分互相溶解而形成的均匀固相);另一就是与铁形成铁碳化合物,称渗碳体( Fe 3C ),其硬度高、脆性大。
碳溶于α铁中形成的固溶体称铁素体;溶于γ铁中形成的固溶体称奥氏体,其最大溶解度为 2、11 %。
钢在冷却过程中,过饱与的奥氏体将发生分解,形成铁素体与渗碳体。
铁素体与渗碳体组成的呈片状相间排列的混合物称珠光体。
一般碳素钢在室温下的金相组织由铁素体、珠光体与渗碳体组成铁素体就是碳溶解在a-Fe中的间隙固溶体,常用符号F表示。
ﻫ不锈钢中的“铁素体”,指的就是碳溶解在a-Fe中的间隙固溶体,其溶碳能力很小,常温下仅能溶解为0、0008%的碳,在727℃时最大的溶碳能力为0、02%,它仍保持的体心立方晶格.常用符号F表示。
由于铁素体含碳量很低,其性能与纯铁相似,塑性、韧性很好,伸长率δ=45%~50%。
强度、硬度较低,σb≈250MPa,而HBS=80。
ﻫ所谓铁素体不锈钢.指的就是在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。
它的含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构,至于不锈钢含铁量与它就是否就是铁素体不锈钢并无关系、铁素体不锈钢只取决于在使用状态下,它就是否以铁素体组织为主、ﻫ铁素体有磁性、在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。
含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构。
这类钢一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,这类钢具导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。
奥氏体马氏体铁素体的区别
奥氏体/马氏体/铁素体
奥氏体(钢的组别:A1,A2,A3A4,A5)(性能等级:50软,70冷加工,80高强度) 马氏体(钢的组别:C1,C2,C3)(性能等级:50软,70、110淬火并回火,80淬火并回火) 铁素体(钢的组别:F1)(性能等级:45软,60冷加工)
马氏体不锈钢属于铬不锈钢。
由于含碳量高,碳化铬多,钢的耐蚀性能下降,虽可通过热处理的方法改善,但防腐性不高。
马氏体不锈钢多用于制造力学性能要求较高,并有一定耐蚀性能要求的零件,如汽轮机叶片、喷嘴、阀座、量具、刃具等。
马氏体Martensite,如前所述命名自AdolfMartens(1850-1914)。
这位被称作马登斯或马滕斯的先生是一位德国的冶金学家。
他早年作为一名工程师从事铁路桥梁的建设工作,并接触到了正在兴起
的材料检验方法。
于是他用自制的显微镜(!)观察铁的金相组织,并在1878年发表了《铁的显微镜研究》,阐述金属断口形态以及其抛光和酸浸后的金相组织。
(这个工作我们现在做的好像也蛮多的。
)他观察到生铁在冷却和结晶过程中的组织排列很有规则(大概其中就有马氏体),并预言显微镜研究必将成为最有用的分析方法之一(有远见)。
他还曾经担任了柏林皇家大学附属机械工艺研究所所长,也就是柏林皇家材料试验所("StaatlicheMaterialprüfungsamt")的前身,他在那里建立了第一流的金相试验室。
1895年国际材料试验学会成立,他担任了副主席一职。
直到现在,在德国依然有一个声望颇高的奖项以他的名字命名。
不锈钢成份对比(1)
13Ni8Mo2Al等。其能通过沉淀硬化(又称时效硬化)处理使其硬
不超过1.2%,有些钢的Wc(含碳量)甚至低于0.03%(如00Cr12) 。因此,不锈钢一般Cr(铬)含量至少为10.5%。不锈钢中还含有
钛Ti
铌Nb
硫S ≤0.03 ≤0.03
磷P ≤0.035 ≤0.035 ≤0.03 ≤0.03 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.060 ≤0.06 ≤0.045
。奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况 金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相 保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等 双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。
、3Cr13等,因含碳较高,故具有较高的强度、硬度和耐磨性,但 轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。
8~10 8~11 0.8-1.2 4~6 0.45~0.6
不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外,可按成分分为:铬不锈钢、
耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。属于这一类的有 性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用 蚀,并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点,用于硝酸
பைடு நூலகம்
性能好,可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有 大量的Ni和Cr,使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的 耐酸设备,如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零 获得单相奥氏体组织。
3、奥氏体 - 铁素体双相不锈钢:兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超塑性。奥氏体和铁素体组织各约占 下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和 比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃ 特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀
不锈钢晶体结构
不锈钢晶体结构【原创实用版】目录1.不锈钢的定义与特点2.不锈钢的晶体结构3.奥氏体不锈钢的特性与应用4.马氏体不锈钢的特性与应用5.铁素体不锈钢的特性与应用6.不锈钢在我国的发展与前景正文一、不锈钢的定义与特点不锈钢,顾名思义,是一种具有较高耐腐蚀性的钢铁材料。
它主要由铁、铬、镍等元素组成,具有优良的耐腐蚀性、抗氧化性、耐磨性以及高温性能。
由于不锈钢的这些特性,使其在各行各业中得到了广泛的应用。
二、不锈钢的晶体结构不锈钢的晶体结构主要包括奥氏体、马氏体和铁素体这三种。
下面我们来分别了解一下这三种晶体结构的特点。
1.奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢是常见的不锈钢类型,它的晶体结构为面心立方(FCC)。
在奥氏体不锈钢中,铬是主要合金元素,通常含量在 18% 以上。
这种不锈钢具有较好的耐腐蚀性、可塑性和可焊性,广泛应用于化工、建筑、食品加工等领域。
2.马氏体不锈钢马氏体不锈钢的晶体结构为体心立方(BCC)。
这种不锈钢的主要合金元素是铬和碳,通常铬含量在 13% 以上,碳含量在 0.1% 以下。
马氏体不锈钢具有较高的强度、硬度和耐磨性,常用于制造刀具、弹簧等零件。
3.铁素体不锈钢铁素体不锈钢的晶体结构为铁素体(BCC)。
这种不锈钢的主要合金元素是铬和镍,通常铬含量在 18% 以上,镍含量在 8% 以上。
铁素体不锈钢具有较好的耐腐蚀性、抗氧化性和高温性能,常用于制造锅炉、管道等高温设备。
三、不锈钢在我国的发展与前景我国不锈钢产业在过去几十年里取得了长足的发展,已成为全球最大的不锈钢生产和消费国。
随着我国经济的持续增长,不锈钢在各领域的应用将更加广泛,市场需求将持续扩大。
此外,我国政府对不锈钢产业的支持以及不锈钢技术的不断创新,将推动我国不锈钢产业的发展,使其在国际市场上具有更强的竞争力。
总之,不锈钢作为一种具有广泛应用的合金材料,其晶体结构和特性使其在不同领域发挥着重要作用。
从奥氏体、马氏体到铁素体,各种不锈钢都有其独特的性能和应用领域。
铁素体奥氏体贝氏体马氏体珠光体异同
铁素体奥氏体贝氏体马氏体珠光体是金属材料中常见的组织结构形态,在金属材料的热处理过程中会产生不同的组织结构形态,而这些组织结构对金属材料的性能有着重要的影响。
以下将对这些金属材料的组织结构形态进行介绍并对其特点进行比较。
1. 铁素体铁素体是一种由铁和少量的碳组成的金属结构,在室温下呈现面心立方的晶体结构。
铁素体在金属材料中是一种比较稳定的结构形态,具有良好的延展性和韧性,但其硬度和强度相对较低。
2. 奥氏体奥氏体是一种由铁和碳组成的金属结构,在高温下呈现面心立方的晶体结构。
奥氏体在金属材料中具有较高的硬度和强度,但其延展性和韧性相对较低。
3. 贝氏体贝氏体是一种由铁和碳组成的金属结构,在热处理过程中由奥氏体经过一定温度和时间的转变形成的一种组织结构。
贝氏体具有较高的硬度和强度,但其延展性和韧性相对较低。
4. 马氏体马氏体是一种由铁和少量的碳组成的金属结构,在金属材料中具有很高的硬度和强度,但其延展性和韧性相对较低。
马氏体在金属材料中是一种比较不稳定的结构形态,在变形和断裂中容易形成。
5. 珠光体珠光体是一种由铁和碳组成的金属结构,在金属材料中具有良好的韧性和延展性,但其硬度和强度相对较低。
珠光体在金属材料中是一种比较稳定的结构形态,常用于要求良好冲击韧性的零件中。
以上是对铁素体、奥氏体、贝氏体、马氏体和珠光体的简要介绍,下面分别对它们进行比较:1. 硬度和强度奥氏体、贝氏体和马氏体在金属材料中具有较高的硬度和强度,适用于一些对硬度和强度要求较高的零件中。
而铁素体和珠光体在金属材料中的硬度和强度相对较低,适用于一些对韧性和延展性要求较高的零件中。
2. 韧性和延展性铁素体和珠光体在金属材料中具有良好的韧性和延展性,适用于一些对韧性和延展性要求较高的零件中。
而奥氏体、贝氏体和马氏体在金属材料中的韧性和延展性相对较低,容易在变形和断裂过程中产生裂纹。
3. 稳定性铁素体和珠光体在金属材料中是比较稳定的结构形态,容易保持在一定的温度和压力条件下不发生明显的相变。
奥氏体马氏体铁素体的区别[整理]
奥氏体/马氏体/铁素体奥氏体(钢的组别:A1, A2, A3 A4, A5)(性能等级:50软,70冷加工,80高强度)马氏体(钢的组别:C1,C2,C3) (性能等级:50软,70、110淬火并回火,80淬火并回火)铁素体(钢的组别:F1) (性能等级:45软,60冷加工)马氏体不锈钢属于铬不锈钢。
由于含碳量高,碳化铬多,钢的耐蚀性能下降,虽可通过热处理的方法改善,但防腐性不高。
马氏体不锈钢多用于制造力学性能要求较高,并有一定耐蚀性能要求的零件,如汽轮机叶片、喷嘴、阀座、量具、刃具等。
铁素体不锈钢也属于铬不锈钢。
含碳量小,抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀能力强,有高温抗氧化性能好等特点。
主要用于制作化工设备中的容器、管道。
奥氏体不锈钢属于铬镍不锈钢。
具有很高的耐蚀性,优良的塑性,良好的焊接性及低温韧性,不具有磁性,易加工硬化。
主要用于在腐蚀介质中工作的零件、容器、管道、医疗器械以及抗磁环境中。
奥氏体00000000奥氏体是碳溶解在γ-Fe中的间隙固溶体,常用符号A表示。
它仍保持γ-Fe的面心立方晶格。
其溶碳能力较大,在727℃时溶碳为ωc=0.77%,1148℃时可溶碳2.11%。
奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。
奥氏体塑性好,是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。
奥氏体是没有磁性的。
00000000马氏体分级淬火00000000是将奥氏体化工件先浸入温度稍高或稍低于钢的马氏体点的液态介质(盐浴或碱浴)中,保持适当的时间,待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷,以获得马氏体组织的淬火工艺,也称分级淬火。
分级淬火由于在分级温度停留到工件内外温度一致后空冷,所以能有效地减少相变应力和热应力,减少淬火变形和开裂倾向。
分级淬火适用于对于变形要求高的合金钢和高合金钢工件,也可用于截面尺寸不大、形状复杂地碳素钢工件。
0000000马氏体不锈钢00000000通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢,通俗地说,是一类可硬化的不锈钢。
浅析马氏体不锈钢1CR17NI2中影响铁素体含量的因素
浅析马氏体不锈钢1CR17NI2中影响铁素体含量的因素马氏体不锈钢1CR17NI2是一种普遍应用的不锈钢材料,含有马氏体和铁素体两种组织结构。
其中,铁素体含量的变化对其材料性能有重要影响。
本文将从四个方面分析影响铁素体含量的因素。
首先,成分组成是影响马氏体不锈钢铁素体含量的重要因素之一、1CR17NI2包含了约17%的铬元素,这可以提高不锈钢的耐腐蚀性能。
同时,镍元素的添加可以提高材料的机械强度和耐腐蚀性能。
然而,过高或过低的铬和镍含量都会导致铁素体含量的变化。
因此,在制造过程中需要严格控制合金的成分比例,以确保适当的铁素体含量。
其次,冷加工变形也是影响铁素体含量的重要因素。
冷加工可以通过机械变形使晶粒形状变小,增加晶界数量,从而提高材料的强度和硬度。
然而,冷加工过程中也会导致铁素体向马氏体的相变,并且冷加工程度越高,相变的程度也越大。
因此,对于需要保持高含量铁素体的应用来说,需要控制冷加工的程度,避免过度的相变。
第三,热处理条件也会对铁素体含量产生影响。
在热处理过程中,通过控制加热温度和冷却速率,可以改变材料的组织结构。
具体来说,高温下的快速冷却可以促进马氏体的形成,而低温下的缓慢冷却则有利于铁素体的形成。
因此,在制造过程中,可以通过调整热处理的参数,如温度和冷却速率,来控制铁素体含量。
最后,外部应力也会对铁素体含量产生影响。
外部应力可以引起晶体中的位错运动和滑移,从而影响相变的方式和程度。
当外部应力较大时,马氏体相变的程度较小,铁素体含量较高。
相反,当外部应力较小时,马氏体相变的程度较大,铁素体含量较低。
因此,在制造过程中,需要充分考虑外部应力的作用,以控制铁素体含量。
综上所述,马氏体不锈钢1CR17NI2中影响铁素体含量的因素主要包括成分组成、冷加工变形、热处理条件和外部应力。
合理地控制和调整这些因素,可以获得所需的铁素体含量,从而满足具体的应用要求。
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马氏体、铁素体、奥氏体不锈钢中元素的影响1.合金元素对马氏体铬不锈钢组织和性能的影响1.1铬的影响(1)铬对钢的组织结构的影响铬是铁素体形成元素,足够量的铬可使钢变成单一的铁素体不锈钢。
马氏体αγ相区。
铬和铬不锈钢中铬与碳的交互作用使钢在高温时具有稳定的γ相区或+碳相互制约关系见图2-11和图2-12。
可见,为了使钢在淬火时产生马氏体相变,铬和碳之间存在着一个相互依存关系,碳使γ相区扩大,而碳的溶解极限随铬量的提高而减少。
图2-13表明,在含碳0.6%的铁一铬一碳合金中,铬含量直达18%,在高温仍为纯奥氏体组织;高于18%Cr,钢中将由铁素体和奥氏体两相组织构成;高于27%Cr的钢将成为单一铁素体组织。
图2-11 铬含量对单一的奥氏体相区和溶碳极限的影响图2-12 铬对含C0.6%的Fe-Cr-C合金组织的影响(2)铬对淬透性的影响铬提高铁一碳合金的淬透性,在低合金结构钢中已广泛采用。
铬的这种作用在于它降低了奥氏体向铁素体和碳化物的转变速度,使C曲线明显右移,从而也降低了淬火的临界冷却速度,致使钢的淬透性增加和获得空淬效应。
在马氏体铬不锈钢的铬含量水平下,端淬试验表明.距水冷端不同距离的硬度没有出现变化,见图2-13。
图2-13 410型马氏体不锈钢端淬曲线(3)铬对物理性能的影响铬增加钢的晶格常数,铬含量在12%-25%范围内.每增加1%Cr晶格常数大约增加1.5x10-4 A比体积,随铬量增加呈线性增加。
铬显著降低Fe—Cr合金的导热系数.但铬含量12%—15%时,其降低速度迅速减少。
此外,铬还增加钢的电阻,马氏体铬不锈钢的电阻是普通钢的4—6倍。
(4)铬对力学性能的影响铬对马氏体格不锈钢的力学性能的影响比较复杂.在淬火和回火条件下,由于铬的增加使稳定的铁素体量增加,因此降低了钢的硬度和抗拉强度.见图2-14。
然而在退火条件下,对于低碳的铁一铬合金随铬含量的提高,其强度和硬度随之增加,而伸长率稍许下降。
图2-15为退火条件下、低碳(01%C)铬钢中的铬含量与力学性能之间的关系。
图2-14 铬含量对马氏体不锈钢淬火硬度的影响图2-15 铬含量对退火后的Fe-Cr合金力学性能的影响图2-14铬含量对退火后的Fe-Cr耐大气腐蚀的影响(5)铬对耐蚀性和抗氧化性能的影响铬是目前使钢钝化并赋予良好耐蚀性和不锈性的唯—有工业使用价值的元素。
随着钢中铬含量的增加,耐大气腐蚀性能提高,引起耐蚀性突变的铬含量约12%、见图2—16。
在高温H2S中,铬的影响也遵循上述规律,见表2-1.在酸性水溶液中,铬对钢的耐腐蚀性影响与介质性质有关。
在氧化性介质中,随铬含量的提高,钢的耐腐蚀性增加,这与铬能促使生成一层铬的氧化物保护膜有关,在稀硝酸中,钢中的铬含量在17%~18%时,能得到满意的耐腐蚀性。
在还原介质中,随铬含量的提高,钢的耐腐蚀性下降。
见图2-17.表2-1 铬钢在100%H2S介质中的腐蚀速度图2-17 铬含量对Fe-Cr合金在稀硫酸和稀硝酸中的耐腐蚀性的影响(6)铬对抗氧化性能的影响铬提高了钢的抗氧化性能、随钢中铬含量的提高其抗氧化性能明显提高,在马氏体铬不锈钢的铬含量范国内,钢的抗氧化性能较普通碳钢高4~9倍.马氏体铬不锈钢的不起皮温度约为700~850℃。
1.2碳的影响图2-18 碳对含15.5%-16%Cr马氏体钢淬火硬度的影响在马氏体铬不锈钢中,碳是除铬外的另一重要元素。
它是奥氏体形成元素,形成奥氏体的能力为镍的30倍。
为了使钢具有不锈性所需的铬含量约12%,对于铁一铬合金而言,这样的铬含量巳使 相区封闭,使钢成为单一的铁素体组织,而不能用热处理产生马氏体相变。
为了产生马氏体相变,碳含量一般在0.1%~10%间变动,视钢中的铬含量而定。
通常,低碳含量的钢中铬含量不能太高;随着钢中碳含量增加,铬含量可相应提高。
在进行合金成分设引时要允分考虑铬、碳两者的相互关系及碳的溶解极限(见图2-12)。
在结定的铬含量情况下,随着钢中的碳含量的提高.淬火后的硬度随之提高,见图2-18。
同时钢的强度相应提高,而塑性相应降低。
碳对钢的耐蚀性是不利国素,这是由于碳与铬形成碳化物夺取了钢中的铬.使钢的耐蚀件下降。
1.3钼的影响图2-19 钼对马氏体不锈钢在不同温度淬火后硬度的影响钼是铁素体形成元素.促进α相形成能力相当于铬。
在马氏体铅不绣钢中,钼除改善钢的耐蚀性外,主要是提高钢的强度和硬度以及增强二次硬化效应,见图2-19。
根据铬和碳对淬火马氏体铬不锈钢硬度影响的相互制约关系。
如果B 钢不含钼,A钢和B钢的硬度值应该十分接近。
但由于B钢含有0.50%Mo,使钢的硬度增加,在低温淬火时尤其明显,这种作用对不锈钢刀具十分有益。
通常在马氏体铬钢中钥含量<1%,过高的钼量将促进δ铁素体的形成而引起一些不利影响。
2.合金元素对马氏体铬镍不锈钢组织和性能的影响2.1 镍的影响(2)镍对钢的组织结构的影响图2-28 镍对0.04C-18Cr钢Ms温度的影响αγ相区,有可能使低碳的铁一铬合金具由于镍扩大铁一铬合金的γ区相和+有淬火能力、或者由于镍的存在可使低碳(<0.15%)马氏体铬不锈钢的铬含量向更高的水平推移,提高了钢的耐蚀性。
从而解决了马氏体铬不锈钢为提搞其耐蚀性以损失钢的硬度为代价的难题。
在马氏体格镍不锈钢中的镍含量不能过高,否则由于镍扩大γ相区和降低Ms温度〔见图2-28)的双重作用,将使钢成为单相奥氏铁不锈钢而丧失淬火能力。
镍的另一重要作用是降低钠中的δ铁素体含量,在所有合金元素中其共效果最好,见图3-29。
在特定的碳、铬含量条件下,这一作用可使钢获得满意的相变效果和最大硬度值。
图2-29 合金元素对0.1C-17Cr钢δ铁素体数量的影响(2)镍对可淬性的影响镍提高钢的淬透性和可淬性,对于低碳、高铬的铁一铬合金,添加适量的镍可恢复其淬火能力而成为马氏体不锈钢,见图2-30和图2-31。
由图可知,对于含碳0.21%-0.24%,含铬近于20%的钢、如果不含镍,则失去了淬火能力;含2%~4%Ni使该合金恢复淬火能力;过高的镍将使钢变成奥氏体组织而失去可淬性。
在沉淀硬化不锈钢中.钢的硬化特性与镍含量间的关系见图2-32,为了得到满意的硬化效果,应选择最佳镍含量。
马氏体不锈钢的回火稳定性是钢的重要性能.镍的加入提高了马氏体不锈钢的回火稳定性,见图2-33。
可见,少量的镍即可有效地降低回火的软化程度。
图2-31 镍对0.1C-17Cr钢硬化特性的影响图2-32 不同碳含量的马氏体沉淀硬化不锈钢的硬化特性和镍含量之间的关系(3)镍对力学性能的影响在马氏体不锈钢中、镍促进了钢的马氏体转变,伴随这种作用,镍使钢的力学性能得到改善。
镍对含0.1%C和10%~20%Cr钢力学性能的影响见表2-3至表2-5。
在Cr-Co-Mo沉淀硬化不锈钢中,镍对力学性能的影响见图2-34。
对力学性能影响的最佳镍含量为18%左右。
在其基础上,增加镍含量,则屈服强度下降;降低镍含量.随之伸长率受到损失。
对于其他体系的马氏体沉淀硬化不锈钢,均可寻求相应的最佳镍含量,它同时受钢中的其他合金元素所制约(见图2-32)。
表2-6为镍含量对铸造马氏体时效不锈钢力学性能的影响。
6%~8%Ni仍使钢正火状态下具有完全马氏体组织。
但5%Ni钢的冲击韧性太低,随着镍含量的提高,钢的强度利韧性均得到改善。
高于8%Ni时,由于形成复杂的马氏体和奥氏体混合组织,反而使强度和韧性降低。
(4)镍对时蚀性能的影响镍提高铁一铬合金的钝化倾向.因此改善了钢在还原性介质中的耐蚀性。
在室温(30℃)5%H2SO4中的试验结果指出.对于不同铬含量的Fe-Cr合金,随钢中镍含量增加.耐蚀性随之提高,拐点出现于10%Ni,在马氏体不锈钢的镍含量范围内,亦显示出镍的良好作用。
见图2-35。
在气蚀条件下,镍明显地改善了13%Cr马氏体不锈钢耐气蚀性能.含2%Ni的钢较含1%Ni的钢耐气蚀性能约提高3倍(图2-36)。
因此提高在流动的含泥沙水中的耐磨烛性能。
2.2 钼的影响在马氏体镑镍不锈钢中,钼的加入主要是增加回火稳定性和强化二次硬化效应.同时增加钢的强度,而韧性并不降低,见图2-37和图2-38。
对于12%Cr 马氏体不锈钢,钼的加入既提高了强度又提高了回火稳定性。
钼改善回火稳定性的机制.主要是钼的加入形成了细小的密排立方M2X相,增加了二次硬化效应。
在过时效的情况下,由于钼合金化的M2X具有极高的稳定性,减缓了由M23C6碳化物取代的过程,使钢的回火稳定性增加。
在马氏体铬镍不锈钢中钼的含量通常在0.5%~4%范围内变动,过高的钼将促进δ铁素体的形成,对钢将带来不利影响。
在沉淀硬化不锈钢中,钼的主要作用足改善耐蚀性、低温力学性能、高温强度和回火稳定性。
钼对Fe-Cr-Ni系沉淀硬化不锈钢硬度值的影响见图2-39。
显然,2%左有的钼可使钢在不同固溶处理条件下经冷处理均保持较高的硬度。
钼含量超过一定值后,由于δ铁素体量增加,硬度开始下降。
在以Fe2Mo Laves相和由Fe-Mo-Cr系构成的χ相等金属间化合物强化的低碳的Cr-Mo-Co系沉淀硬化不锈钢中,随钼含量的提高,钢的室温强度和高温强度均随之提高,见图2-40。
由于钼是铁素体形成元素并降低Ms点,因此在使用时必须连同其他合金元素一并考虑。
2.3铝的影响铝是铁素体形成元素,促进铁素件形成能力约为铬的2.5~3.0倍。
铝在马氏体不锈钢中主要作用是起时效强化作用,并提高回火稳定件和增强二次硬化效应,见图2-41。
对于17Cr-4Ni-3Mn钢的研究指出,在两种原始条件下,再经不同温度(400~500℃)时效,显示出铝具有良好的二次硬化效果,见图2-42。
2.4铜的影响铜是一种奥氏体形成元素,其能力远低于镍,约是镍的30%。
在普通铬镍不锈钢中,铜可以改善耐蚀性,尤其是改善在还原性介质中的耐蚀性;但铜的加入将使钢的热加工性能变得困难。
在马氏体沉淀硬化不锈钢中,铜的作用主要是引起二次硬化效应.对于12Cr-2Ni钢回火特性的影响见图2-43。
在高铬的合金中,铜具有相似影响。
见图2-44。
研究结果表明,铜对马氏体硬度没有明显影响,而对二次硬化效应具有显著影响.但过时效出现的比较迅速。
二次硬化效应是形成了细小弥散的M2X相,对于高铜合金钢在高的回火参数下出现的高硬度值,除沉淀粒子作用外.铜的固溶强化也是一个重要因素。
2.5 钴的影响钻的作用类似镍.是一种奥氏体形成元素,在马氏体铬不锈钢中.钴的加入尽管提高了回火稳定性,但对二次硬化没有明显影响。
对12%Cr马氏体钢的研究结果表明,钴增加了马氏体本身的硬度、主要是固溶强化的效果,而二次硬化效果不显著,见表2-7。
对17Cr-4Ni钢中。
也未见钴的二次硬化效果。
然而在17Cr-4Ni-2Mo钢中,钴具有显著的二次硬化效应,见图2-45;随着钴含量增加,硬化效果随之增加,而且在500℃时效50h也未出现过时效现象。