特殊性能钢介绍.

电化学腐蚀
❖ 电化学腐蚀是在导电介 质当中，由于金属与介 质之间发生电化学作用 而引起的腐蚀，在腐蚀 过程中伴有电流存在。
❖ 例如空气、土壤、电解 质溶液（如水溶液）以 及熔融盐中金属的腐蚀 均以电化学腐蚀为主。
影响腐蚀的因素
❖ 金属的性质（化学成分与组织）
➢ 金属的平衡电位、超电位 ➢ 金属钝性 ➢ 腐蚀产物的性质 ➢ 表面状态 ➢ 变形和应力
②微量稀土(RE)元素如钇(Y)、镧(La)等，能防止高温 晶界的优先氧化，明显改善耐热钢的抗氧化性。
③金属表面渗Cr、Al、Si也有效提高钢抗氧化性。
抗氧化钢
抗氧化钢用于工业炉的构件、炉底板、炉罐等. F型是在F型不锈钢基础上发展形成。 A型抗氧化钢是在A不锈钢基础上发展起来的。 A型抗氧化钢目前主要有铬-镍系和铬-锰-氮系。铬 -锰-氮系奥氏体型抗氧化钢在950℃以下有较 好的抗氧化性，且有较高的高温强度，工艺性不如 铬-镍系抗氧化钢。低镍奥氏体抗氧化钢，使用比较 多的有ZG4Cr22Ni4N和 ZG3Cr24Ni7N钢，经济.
马氏体不锈钢
马 氏 体 不 锈 钢 ： 碳 0.1%～1.0%， 铬 12%～18%。 此 类 钢只在氧化性介质中(如大气、海水、氧化性酸)耐蚀， 而在非氧化性介质中(如盐酸、碱溶液等)耐蚀性很低； 钢的耐蚀性随铬含量的降低和碳含量的增加而降低， 钢的强度、硬度和耐磨性则随碳的增加而改善。
常见的有：低、中碳的Cr13型（如1Cr13、2Cr13、 3Cr13、4Cr13）和高碳的Cr18型（如9Cr18、9Cr18MoV 等）。
铁素体不锈钢
碳含量<0.15%、铬含量12％～30％，耐蚀性优于马 氏体不锈钢。Cr是铁素体形成元素，致使此类钢从室 温到高温（1000℃左右）均为单相铁素体；
塑性加工、切削加工和焊接性较优。主要用于对耐蚀 性和抗氧化性有较高要求的零件，如耐硝酸、磷酸结 构和抗氧化结构。
常见的铁素体不锈钢有0Cr13、1Cr17、1Cr28等。
马氏体不锈钢的热处理
常用的热处理工艺有软化处理、球化退火、调质 处理和淬火+低温回火。
软化处理有两种方法：
软 化
一是进行高温回火，将锻轧件加热
处
至700~800℃保温2~6小时后空冷，使
理 马氏体转变为回火索氏体。
另外也可以采用完全退火。
调
1Cr13、2Cr13常用于结构件→调质。
质 处 理
因为铬↑抗回火性和AC1点，所以调质回 火温度也相应↑.通常为640~700℃。
①蠕变极限：材料在高温长期载荷下对缓慢
塑性变形（即蠕变）的抗力；以
700 0.2 /
1000
表示
700℃下经1000h产生0.2%残余变形量的最大
应力。
②持久强度：材料在高温长期载荷下对断裂的
抗力；以
500 10000
表示在500℃下经10000h发生
断裂的应力值。
提高抗氧化性
①常用Cr、Al、Si抗氧化性元素在钢表面生成致密稳 定连续而牢固的Cr2O3、Al2O3、SiO2氧化膜，但Al、Si 明显增加钢的脆性，常与Cr一起加入；当Cr达5％时， 工作温度达600～650℃，达28％时，工作温度可达 1100℃。
铁素体不锈钢的脆性
❖ 高铬铁素体不锈钢的缺点是脆性大，主要有 几个方面
❖由于原子扩散快，晶粒粗化温度低和晶 粒粗化速率高。在600℃以上晶粒就开始 长大，而A不锈钢相应为900℃
❖F不锈钢存在475℃脆性 ❖金属间化合物σ相沿晶界形成
❖ 铁素体不锈钢热处理的目的是消除加工应力、 获得单相固溶体，退火
回火后应采用油冷 ?
淬
3Cr13、4Cr13常做有一定耐蚀性的工
火
具，所以采用淬火低温回火。T淬在1000
低
~1050℃，为减少变形，可用硝盐分级冷
回
却。组织为马氏体+碳化物+少量AR
Leabharlann Baidu
奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢：是在Cr18Ni8(18-8)基础上发展起来 的，低碳(＜0.12％)、高铬(＞17％~25％)和较高镍(8％ ~29％) ；此类钢具有最佳的耐蚀性，但相应地价格也 较高；优良的低温韧性、高的加工硬化能力、耐热性 和无磁性，其冷塑性加工性和焊接性能较好。
固溶处理是奥氏体不锈钢最大程度的软化处理。 由于这时的奥氏体具有最大的合金度，所以也具有 最高的耐蚀性能。
稳
也称为稳定化退火。这种处理只是
定 化 处
在含Ti、Nb的A不锈钢中使用。合理 选择稳定化处理的温度和时间，→获
理 得最佳的效果。
高于Cr23C6的溶解温度而低于TiC的
一
溶解温度。通常采用850~950℃，保温 般
以Cr18Ni8普通型奥氏体不锈钢用量最大，牌号有 1Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti及0Cr18Ni9等。
奥氏体不锈钢的热处理
固溶处理：奥氏体不锈钢的固溶处理温度一般 为1050~1150℃，比较常用1050~1100℃。为了保证 高温奥氏体不发生分解，固溶处理后冷速应较快。 一般情况下，多采用水冷。
❖ 环境条件的影响
➢ 温度 ➢ 介质组成与浓度 ➢ 压力
提高不锈钢耐蚀性的途径
❖添加Cr、Ni、Si等合金元素，提高电极 电位、添加Cr、Ni、Si、Al等形成稳定 的钝化膜等；
❖形成单相固溶体 ❖提高冶金质量，减少杂质 ❖消除组织、成分不均匀性、内应力 ❖表面防护
不锈钢的分类与常用牌号 不锈钢按其空冷组织不同分为五类： 马氏体型； 铁素体型； 奥氏体型； 双相型； 沉淀硬化型； (奥氏体型不锈钢约占不锈钢总产量的70％)
2~4h后空冷，如下图所示。在稳定化
原
退火过程中，能将Cr23C6转变为TiC， 则
→彻底消除晶间腐蚀倾向。
不锈钢常用牌号
二、耐热钢
在高温下具有高的热化学稳定性和热强 性的特殊钢称之为耐热钢。
广泛用于制造工业加热炉、热工动力机 械（如内燃机）、石油及化工机械与设 备等高温条件工作的零件。
耐热钢的力学性能
化学腐蚀
❖ 化学腐蚀是材料与介质之间发生化学反 应而引起的腐蚀，在作用过程中没有电 流（电荷的定向流动），主要包括
➢干燥气体(表面上没有湿气冷凝)中腐蚀，如 轧钢时的氧化、内燃机活塞氧化等；
➢非电解质溶液中的腐蚀，这是指金属在不导 电的液体中发生的腐蚀,例如金属在有机液体 (如酒精、石油制品等)中的腐蚀。
特殊性能钢及热处理
特殊性能钢是指以某些特殊物理、化学或 力学性能为主的钢种，其类型很多，在工程上 常用的主要有:
※不锈钢 ※耐热钢 ※耐磨钢
一、不锈钢
不锈钢通常是不锈钢（耐大气、蒸汽和水等 弱腐蚀介质腐蚀的钢）和耐酸钢（耐酸、碱、 盐等强腐蚀介质腐蚀的钢）的统称，全称不锈 耐酸钢。
广泛用于化工、石油、卫生、食品、建筑、 航空、原子能等行业。