不锈钢和耐热钢的金相组织及检验

• 18-8型不锈钢：抗大气腐蚀、在强腐蚀型 环境中工作。
• 常用热处理：固溶处理、稳定化处理、消 除应力处理、敏化处理等
• 固溶化处理：加热至1000℃～1100 ℃，使 碳化物全部溶于奥氏体中，然后快冷至室 温，可得均以奥氏体组织，称为固溶处理
• 稳定化处理：18-8型不锈钢加入钛和铌后， 经过稳定化处理，使TiC、NbC细小析出， Cr23C6完全溶解，可消除晶界腐蚀。稳定化 处理温度为略高于Cr23C6 的溶解温度，大 于850℃。
• 1Cr17钢 • 加热到900℃后空冷的组织为铁素体＋碳化
物。
• 淬火后组织为铁素体＋低碳马氏体
• 铁素体不锈钢在加热冷却时不发生相变， 所以不能采用热处理来强化。
• 400～550℃内长时间加热，耐蚀性下降， 出现脆化。加热至600 ℃，保温一小时后快 冷可消除
• 900 ℃以上加热，晶粒会涨大，且不能细化， 需控制温度。
• 测量方法有：比较法，重量法
• σ相：是一种Fe、Cr原子比例相等的FeCr 金属间化合物，性能脆且硬
• 沿晶分布时，钢的塑性显著下降，若单独 分散分布，则有一定强化效果
耐热钢的金相组织及检验
• 在高温下具有高的抗氧化性能和较高强度 的钢称为耐热钢。
• 分为：抗氧化钢、热强钢 • 按显微组织可分为：珠光体耐热钢、马氏
不锈钢和耐热钢的金相 组织及检验
中级班
不锈钢及其金相检验
• 不锈钢——在空气和弱腐蚀介质中抵抗腐 蚀的钢
• 耐酸钢——在酸、盐溶液等强腐蚀介质中 抵抗腐蚀的钢
统称不锈耐酸钢，简称不锈钢
• 金属腐蚀概念 化学腐蚀：金属和周围介质发生化学反映而
使金属损坏的现象。（不产生电流）
铸铁在高 温下氧化
• 电化学腐蚀：金属与电解质溶液构成微电 池而引起的腐蚀。
• 4Cr9Si2：
• 退火组织为铁素体＋均匀分布的细颗粒碳 化物
• 经1020～1040加热油淬后，组织为马氏体 ＋少量颗粒状碳化物
• 经700～780回火处理后，组织为保持马氏 体位向的回火索氏体
• 4Cr10Si2Mo钢 • 加Mo后钢的晶粒细化降低了钢的回火脆性 • 退火后组织为：珠光体＋碳化物 • 淬火后组织为：马氏体，
• 沉淀硬化不锈钢 • 基本成分为Cr：14～17％，Ni≤7％及少量
钼、铝、铜等。
• 固溶处理后组织为奥氏体＋少量铁素体
• 热处理工艺有：固溶处理、调整处理、时 效处理。
• 固溶处理：所得组织为奥氏体＋少量δ铁素 体，δ铁素体含量控制在5～15％
• 调整处理：目的是为了获得必要数量的马 氏体，从而使钢强化
• 消除应力退火：目的是消除冷加工或焊接 后的残余应力。
• 晶界腐蚀和敏化处理： Cr23C6 的沿晶界析 出，使得周围区域贫铬，则该区域抗腐蚀 能力降低，易发生晶界腐蚀。
防止措施：减少含碳量、加入钛、铌。
重新固溶处理。
• 铁素体不锈钢
• 成分为Cr15％～30％，含碳量低，含有少 量钼、铌等，无镍
体耐热钢、奥氏体耐热钢
• 珠光体耐热钢
• 适合300～500℃内长期使用。
• 热处理一般采用正火及高温回火，组织为 索氏体。
• 12CrMoV:原始组织为珠光体＋铁素体
• 经970℃～1020 ℃保温1h，空冷后740 ℃ 保温3h，回火后显微组织为回火贝氏体＋ 细珠光体＋铁素体
• 马氏体耐热钢 • 主要是中碳硅耐热钢和中碳硅铬钼耐热钢
• 回火后组织为：保持马氏体位向的回火索 氏体
• 奥氏体耐热钢百度文库
• 4Cr14Ni14W2Mo钢中的铬镍含量较多，在 室温就可得到奥氏体组织，该钢组织为奥 氏体＋碳化物，在800℃下能耐热不起皮
•
C：0.1～1.0％
•
Ni：0～4％
• Cr13钢：
• 退火组织：铁素体＋碳化物
• 经锻造、焊接后，为改善加工性能及防止 开裂，进行去应力退火
• Cr13钢
• 0Cr13、1Cr13淬火温度：1000 ℃ ～ 1050℃，组织为马氏体＋少量δ铁素体， 650 ℃回火后，组织为回火索氏体＋铁素体
• 时效处理：目的是使残余奥氏体变成马氏 体，及从马氏体中析出高度弥散分布的金 属间化合物。
• δ铁素体和σ相
• δ铁素体是在高温区域形成的相，形成原因 是加热温度过高，停留时间过久，化学成 分波动或形成铁素体与奥氏体的元素达不 到平衡等原因而形成。
• δ铁素体过高会影响力学性能，常需控制含 量
• 2Cr13钢，淬火温度：980～1000 ℃，经 1050 ℃油淬后，组织为马氏体＋少量残余 奥氏体，经650 ℃回火后，组织为索氏体
• 3Cr13、4Cr13，淬火温度一般为1050℃～ 1100 ℃，淬火组织为马氏体＋未溶碳化物， 回火后组织为索氏体＋碳化物
• 奥氏体不锈钢
• 基本成分为：Cr：18～25％，Ni：8～20％， 低碳及少量钼、铌、钛等
• 提高金属抗蚀性的途径：
➢加入Cr、Ni、Si等合金元素，使钢在室温下 得到单相的固溶体
➢加入的Cr、Ni等合金元素使钢表面形成致 密的氧化物防护膜
➢减少或消除钢中存在的应力、组织和成分 不均匀现象
• 不锈耐酸钢的分类
铁素体钢、马氏体钢、奥氏体钢、沉淀硬 化钢
• 马氏体不锈钢
• 基本成分：Cr：12～17％