不锈钢知识讲解只是课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
按钢的功能特点分类：如低温不锈钢、无磷不锈 钢，易切削不锈钢，等。
2020/6/15
4
在实际应用中，常按组织结构和化学 元素两者结合的分类方法，如： 五类：马氏体不锈钢，铁素体不锈钢，奥
氏体不锈钢，双相不锈钢和沉淀硬 化不锈钢。 两类：铬不锈钢和铬镍不锈钢。
2020/6/15
5
不锈钢的强化机制
不锈钢知识讲解
不锈钢具有不锈和耐蚀特性，其主要 原因是由于钢表面形成富铬氧化膜而钝化。 研究表明，钢中铬含量大于12%以后引起 耐蚀性突变，因此，不锈钢中含铬量一般 应大于12%。国内外都曾试图开发节铬和 无铬的不锈钢，除特殊情况外，迄今尚未 获得有效的进展。
2020/6/15
2
不锈钢的发明是世界冶金史上的一项重 大进展。研究开发始于1904年，1908～1911 年蒙纳尔兹(P.Monnartz)于德国提出了不锈 性和钝化理论，开辟了工业用不锈钢的先河， 到50年代各种不锈钢系列已具雏形，60年代 不锈钢的冶炼技术得到了突破性进展，1950 年全世界不锈钢总产量不足100万吨，到1990 年增至1100万吨，40年间增长了10倍以上。
2020/6/15
11
在饱和氧的熔池中铬、碳和温度的关系
2020/6/15
12
考虑到Pco 的影响，热力学计算式为
其中Pco 为气相中一氧化碳的分压，单位为(atm)。
由此式得到减压操作有利于不锈钢冶炼的启示：
降低气相中的Pco －－稀释 降低气相总压强 －－真空
AOD VOD
2020/6/15
马氏体不锈钢具有较好的综合机械性能，即较高的
强度和一定的延展性；
铁素体＋奥氏体不锈钢的强度较高、延展性也较好；
铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢的强度性能相近，但
后者的延展性远较其他各类不锈钢为高。
2020/6/15
7
(3)不锈钢可加工成各类形状，常见有：
扁平材：热轧板、带卷、
冷轧板、带卷、
表面加工和涂层板、带卷。
长型材：热轧棒材
冷拔棒材
冷拔丝、极细丝
热轧管
冷拔管、极细管
铸 件：阀门、管件
2020/6/15
8
2.不锈钢冶炼的技术核心
不锈钢冶炼的技术核心可归纳为四个 字：
脱碳保铬
在一般不锈钢的成份范围内，可认为 在Fe-Cr-C-O构成的四元体系中基本的反应 式为：
Cr3O4(s)+4[C]=3[Cr]+4{CO}(g)
13
18%Cr钢 C%－温度－ Pco的关系
A：吹氧法操作条件 B：降低 Pco法操作条件
2020/6/15
14
AOD－Argon Oxygen Decarburization
氩氧脱碳法，现今世界范围内最主要的不锈 钢冶炼手段。
美国联合碳化物公司(UCC-Union Carbide Corporation )于1954年开始研究，最初是研究 铬铁生产的脱碳保铬方法，于1968年在美国乔 斯林钢公司(Joslyn Steel)成功用于生产。第一 台AOD炉容量为15t。
2020/6/15
3
(2)不锈钢的分类
不锈钢钢种很多，性能各异，常见分类方法有：
按钢的组织结构分类：如马氏体不锈钢，铁素体 不锈钢；奥氏体不锈钢，双相不锈钢，等。
按钢中主要化学元素或特征元素分类：如铬不锈 钢，铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢、超低碳不锈钢； 高钼不锈钢，等。
按钢的性能特点和用途分类：如高强度不锈钢、 耐应力腐蚀不锈钢；耐硝酸不锈钢，耐硫酸不锈 钢，耐点蚀不锈钢，等。
2020/6/15
18
主要装备有：
钢桶 真空罐 氧枪 加料系统 取样测温 真空系统 控制系统
20ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0/6/15
19
2020/6/15
20
3 合金元素对不锈钢基体组织和耐蚀性的影响
2020/6/15
一般来说，金属(固溶体)
的电极电位总是比其他化
合物的电极电位低，所以
在腐蚀过程中，金属(固溶
17
VOD－Vacuum Oxygen Decarburization
真空吹氧脱碳法，现今世界范围内 第二位的不锈钢冶炼手段，冶炼超低碳、 高难度、高纯度的不锈钢更为有效。
为原西德维腾特殊钢厂(Edelstahlwerk Witten)于1967年所发明，第一台容量为 50t。现全世界共有近百台，其容量为 5t~150t。我国第一台为13t，在大连钢 厂1982年投产。
2020/6/15
9
若取一氧化碳的分压为一个大气压， 即Pco=1atm，实用的热力学计算式为：
其中：T为绝对温度K
[%Cr]和[%C]分别为熔池中Cr和C 的重量百分浓度。
2020/6/15
10
相应的有下图。可以看出：对于 Cr=18%的不锈钢，若使C降至0.12% 以下，溶池温度可达到1825℃ ，炉衬 将很快毁坏。这就是单炉法冶炼的基 本困难。
现专利权为普莱克斯(PRAXAIR)公司所持有， 已向全世界发放许可证一百多台，其炉容量为 3t~175t。我国自制第一台AOD是太原钢铁公司 的6吨炉，为1978年投产。
2020/6/15
15
主要装备：
炉体 供气(O2 、 Ar、N2) 供料 除尘
2020/6/15
16
2020/6/15
体)总是作为阳极而被腐蚀。
提高铁的电极电位，即可
提高其耐蚀性。
研究表明，当铬加人铁中
形成固溶体时，铁固溶体
的电极电位得到显著的提
高.
21
n/8规律
电极电位随铬含量变化的规律是：在铬量达到 12.5%原子比(即1/8)时，电位有一个突跃升高。 当铬量提高到25％原子比(2/8)时，铁的固溶体的 电位又有一次突跃升高，这一现象称为二元合金 固溶体电位的n/8规律。假如钢中虽含有12.5%原 子比的铬量，但因一部分铬和钢中的碳化合,固溶 体中实际含铬量低于12.5%,则钢的耐蚀性就不能 得到突跃的提高。铬对于铁钝化性能和提高电极 电位的良好作用,使铬成为各种不锈钢的主要合金 化元素。
不锈钢的强化机制广 泛地采用固溶强化， 此外还有相变强化、 第二相强化、细化晶 粒强化、沉淀强化和 亚结构强化等。 图为在8～10％Ni奥 氏体不锈钢中各种强 化机制对屈服强度的 贡献。
2020/6/15
图中显示了在不锈钢中，固溶强化是重要的强化机
制，而晶粒细化对强度的贡献最大。
6
在所有的不锈钢 中奥氏体不锈钢 塑性最好，沉淀 硬化不锈钢的强 度最高。
2020/6/15
4
在实际应用中，常按组织结构和化学 元素两者结合的分类方法，如： 五类：马氏体不锈钢，铁素体不锈钢，奥
氏体不锈钢，双相不锈钢和沉淀硬 化不锈钢。 两类：铬不锈钢和铬镍不锈钢。
2020/6/15
5
不锈钢的强化机制
不锈钢知识讲解
不锈钢具有不锈和耐蚀特性，其主要 原因是由于钢表面形成富铬氧化膜而钝化。 研究表明，钢中铬含量大于12%以后引起 耐蚀性突变，因此，不锈钢中含铬量一般 应大于12%。国内外都曾试图开发节铬和 无铬的不锈钢，除特殊情况外，迄今尚未 获得有效的进展。
2020/6/15
2
不锈钢的发明是世界冶金史上的一项重 大进展。研究开发始于1904年，1908～1911 年蒙纳尔兹(P.Monnartz)于德国提出了不锈 性和钝化理论，开辟了工业用不锈钢的先河， 到50年代各种不锈钢系列已具雏形，60年代 不锈钢的冶炼技术得到了突破性进展，1950 年全世界不锈钢总产量不足100万吨，到1990 年增至1100万吨，40年间增长了10倍以上。
2020/6/15
11
在饱和氧的熔池中铬、碳和温度的关系
2020/6/15
12
考虑到Pco 的影响，热力学计算式为
其中Pco 为气相中一氧化碳的分压，单位为(atm)。
由此式得到减压操作有利于不锈钢冶炼的启示：
降低气相中的Pco －－稀释 降低气相总压强 －－真空
AOD VOD
2020/6/15
马氏体不锈钢具有较好的综合机械性能，即较高的
强度和一定的延展性；
铁素体＋奥氏体不锈钢的强度较高、延展性也较好；
铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢的强度性能相近，但
后者的延展性远较其他各类不锈钢为高。
2020/6/15
7
(3)不锈钢可加工成各类形状，常见有：
扁平材：热轧板、带卷、
冷轧板、带卷、
表面加工和涂层板、带卷。
长型材：热轧棒材
冷拔棒材
冷拔丝、极细丝
热轧管
冷拔管、极细管
铸 件：阀门、管件
2020/6/15
8
2.不锈钢冶炼的技术核心
不锈钢冶炼的技术核心可归纳为四个 字：
脱碳保铬
在一般不锈钢的成份范围内，可认为 在Fe-Cr-C-O构成的四元体系中基本的反应 式为：
Cr3O4(s)+4[C]=3[Cr]+4{CO}(g)
13
18%Cr钢 C%－温度－ Pco的关系
A：吹氧法操作条件 B：降低 Pco法操作条件
2020/6/15
14
AOD－Argon Oxygen Decarburization
氩氧脱碳法，现今世界范围内最主要的不锈 钢冶炼手段。
美国联合碳化物公司(UCC-Union Carbide Corporation )于1954年开始研究，最初是研究 铬铁生产的脱碳保铬方法，于1968年在美国乔 斯林钢公司(Joslyn Steel)成功用于生产。第一 台AOD炉容量为15t。
2020/6/15
3
(2)不锈钢的分类
不锈钢钢种很多，性能各异，常见分类方法有：
按钢的组织结构分类：如马氏体不锈钢，铁素体 不锈钢；奥氏体不锈钢，双相不锈钢，等。
按钢中主要化学元素或特征元素分类：如铬不锈 钢，铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢、超低碳不锈钢； 高钼不锈钢，等。
按钢的性能特点和用途分类：如高强度不锈钢、 耐应力腐蚀不锈钢；耐硝酸不锈钢，耐硫酸不锈 钢，耐点蚀不锈钢，等。
2020/6/15
18
主要装备有：
钢桶 真空罐 氧枪 加料系统 取样测温 真空系统 控制系统
20ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0/6/15
19
2020/6/15
20
3 合金元素对不锈钢基体组织和耐蚀性的影响
2020/6/15
一般来说，金属(固溶体)
的电极电位总是比其他化
合物的电极电位低，所以
在腐蚀过程中，金属(固溶
17
VOD－Vacuum Oxygen Decarburization
真空吹氧脱碳法，现今世界范围内 第二位的不锈钢冶炼手段，冶炼超低碳、 高难度、高纯度的不锈钢更为有效。
为原西德维腾特殊钢厂(Edelstahlwerk Witten)于1967年所发明，第一台容量为 50t。现全世界共有近百台，其容量为 5t~150t。我国第一台为13t，在大连钢 厂1982年投产。
2020/6/15
9
若取一氧化碳的分压为一个大气压， 即Pco=1atm，实用的热力学计算式为：
其中：T为绝对温度K
[%Cr]和[%C]分别为熔池中Cr和C 的重量百分浓度。
2020/6/15
10
相应的有下图。可以看出：对于 Cr=18%的不锈钢，若使C降至0.12% 以下，溶池温度可达到1825℃ ，炉衬 将很快毁坏。这就是单炉法冶炼的基 本困难。
现专利权为普莱克斯(PRAXAIR)公司所持有， 已向全世界发放许可证一百多台，其炉容量为 3t~175t。我国自制第一台AOD是太原钢铁公司 的6吨炉，为1978年投产。
2020/6/15
15
主要装备：
炉体 供气(O2 、 Ar、N2) 供料 除尘
2020/6/15
16
2020/6/15
体)总是作为阳极而被腐蚀。
提高铁的电极电位，即可
提高其耐蚀性。
研究表明，当铬加人铁中
形成固溶体时，铁固溶体
的电极电位得到显著的提
高.
21
n/8规律
电极电位随铬含量变化的规律是：在铬量达到 12.5%原子比(即1/8)时，电位有一个突跃升高。 当铬量提高到25％原子比(2/8)时，铁的固溶体的 电位又有一次突跃升高，这一现象称为二元合金 固溶体电位的n/8规律。假如钢中虽含有12.5%原 子比的铬量，但因一部分铬和钢中的碳化合,固溶 体中实际含铬量低于12.5%,则钢的耐蚀性就不能 得到突跃的提高。铬对于铁钝化性能和提高电极 电位的良好作用,使铬成为各种不锈钢的主要合金 化元素。
不锈钢的强化机制广 泛地采用固溶强化， 此外还有相变强化、 第二相强化、细化晶 粒强化、沉淀强化和 亚结构强化等。 图为在8～10％Ni奥 氏体不锈钢中各种强 化机制对屈服强度的 贡献。
2020/6/15
图中显示了在不锈钢中，固溶强化是重要的强化机
制，而晶粒细化对强度的贡献最大。
6
在所有的不锈钢 中奥氏体不锈钢 塑性最好，沉淀 硬化不锈钢的强 度最高。