5不銹耐蝕鋼.ppt

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1、Chapter5不銹耐蝕鋼主要內(nèi)容5.1鋼的耐蝕性5.2不銹耐蝕鋼的組織5.3不銹耐蝕鋼的腐蝕特性5.4不銹鋼的強(qiáng)化與脆化5.5不銹耐蝕鋼鋼種（自學(xué)）重點(diǎn)及基本要求掌握金屬腐蝕的概念、提高耐腐蝕的基本途徑、合金元素對(duì)耐腐蝕性能的影響；掌握常見各種不銹鋼的成分、熱處理、性能及用途等特點(diǎn)；重點(diǎn)是合金元素對(duì)耐腐蝕性能的影響；難點(diǎn)是不同合金元素對(duì)耐蝕鋼組織、性能的交互作用。5.1鋼的耐蝕性一、金屬腐蝕的基本概念1、化學(xué)腐蝕金屬和化學(xué)介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成的腐蝕稱化學(xué)腐蝕。如鐵在高溫下的氧化：4Fe+3O2→Fe2O3Fe+2H2O→Fe(OH)2+H2↑這種反應(yīng)不產(chǎn)生腐蝕電流，在反應(yīng)表面形成一層化

2、學(xué)生成物。5.1鋼的耐蝕性2、電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕是金屬腐蝕更重要更普遍的形式，它是由于不同金屬或金屬的不同相之間，電極電位不同，構(gòu)成原電池而產(chǎn)生的。用硝酸酒精浸蝕碳鋼能顯示珠光體就是這一原理。由于Fe3C的電極電位較高，α-Fe的電極電位較低，當(dāng)有導(dǎo)線連通時(shí)即構(gòu)成原電池，導(dǎo)線中有電流通過。這時(shí)在陽(yáng)極上α-Fe的原子變成離子進(jìn)入溶液：Fe→Fe++3e電子則通過導(dǎo)線到達(dá)陰極Fe3C。在陰極上Fe3C將電子傳導(dǎo)給酸性介質(zhì)中的H+離子，變成氫氣逸出：3H+＋3e=1.5H2↑原電池不斷進(jìn)行的結(jié)果，是α-Fe被腐蝕，H+離子被還原，F(xiàn)e3C不被腐蝕。這種原電池腐蝕由于是在顯微組織之間產(chǎn)生的，故稱為微

3、電池腐蝕。（1）電化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)有液體介質(zhì)、金屬或相之間有電位差、并連通或接觸、有電流產(chǎn)生，陽(yáng)極金屬溶解。在腐蝕開始后，由于在陽(yáng)極形成鈍化膜，在陰極產(chǎn)生電子堆積。陽(yáng)極電位向正方向變化，產(chǎn)生陽(yáng)極極化；陰極電位向負(fù)的方向變化，產(chǎn)生陰極極化，這種電極電位的變化稱為極化。一切增強(qiáng)陽(yáng)極極化或陰極極化的因素，都提高金屬的耐蝕性。5.1鋼的耐蝕性（2）金屬電化學(xué)腐蝕的形式有一般腐蝕、晶間腐蝕、點(diǎn)腐蝕和應(yīng)力腐蝕等。對(duì)不銹鋼來(lái)說(shuō)，后三者是不允許的。對(duì)于一般腐蝕，根據(jù)不同使用條件對(duì)耐腐蝕性提出不同指標(biāo)：①不銹鋼：在大氣及弱腐蝕介質(zhì)中耐蝕的鋼。腐蝕速度＜0.01mm/年，完全耐蝕；腐蝕速度＜0.1mm/年，耐蝕；腐

4、蝕速度＞0.1mm/年，不耐蝕。②耐蝕鋼：在各種強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中耐蝕的鋼。腐蝕速度＜0.1mm/年，完全耐蝕；腐蝕速度＜1.0mm/年，耐蝕；腐蝕速度＞1.0mm/年，不耐蝕。5.1鋼的耐蝕性二、成分和環(huán)境對(duì)鋼耐蝕性的影響1、提高鋼的耐蝕性途徑提高基體的電極電位，來(lái)降低原電池電動(dòng)勢(shì)；使鋼具有單相組織，減少微電池的數(shù)量；使鋼表面生成穩(wěn)定的表面保護(hù)膜，如鋼中加硅、鋁、鉻等。5.1鋼的耐蝕性2、成分對(duì)鋼耐蝕性的影響（1）碳碳與鉻形成碳化物，使不銹鋼的耐蝕性受到嚴(yán)重影響。（2）鉻是提高鈍化膜穩(wěn)定性的必要元素,鐵中Cr＞8-12%，合金的鈍化能力顯著提高。摩爾分?jǐn)?shù)量提高到12.5%、25%、37.5%，合金

5、在硝酸中的腐蝕速度都相應(yīng)有一個(gè)突然降低。5.1鋼的耐蝕性（3）鎳提高鋼的耐蝕性，在非氧化性的硫酸中更為顯著。摩爾分?jǐn)?shù)為12.5%和25%時(shí)，耐蝕性明顯提高。圖6-5.鎳加入鉻不銹鋼中，能提高其在硫酸、醋酸、草酸及中性鹽（特別是硫酸鹽)中的耐蝕性。（4）錳提高鉻不銹鋼在有機(jī)酸如醋酸、甲酸和乙酸中的耐蝕性，比鎳更有效。圖6-6.5.1鋼的耐蝕性（5）鉬提高不銹鋼的鈍化能力，擴(kuò)大其鈍化介質(zhì)范圍，如在熱硫酸、稀鹽酸和有機(jī)酸中?？裹c(diǎn)蝕：形成含鉬的鈍化膜，防止Cl離子對(duì)膜的破壞。（6）銅在不銹鋼表面沉積，作為附加微陰極，促使不銹鋼在很小的陽(yáng)極電流下就能達(dá)到鈍化狀態(tài)。一般不銹鋼中加入2-3%的銅。（7）硅提

6、高鋼在鹽酸、硫酸和高濃度硝酸中的耐蝕性。一般在不銹鋼中加入2-4%的Si。5.1鋼的耐蝕性3、環(huán)境對(duì)不銹鋼耐蝕性的影響大氣、水、水蒸氣等弱腐蝕介質(zhì)，固溶體中Cr含量＞10-12%，就保證不銹。氧化性酸如硝酸等，Cr含量＞16%的鋼，才有較高的鈍化能力。非氧化性酸如稀硫酸等，需要加入Ni、Mo、Cu等，提高耐蝕性。鹽酸中不銹耐蝕鋼也不耐蝕，一般采用Ni-Mo合金，使合金表面生成穩(wěn)定的MoOCl2保護(hù)膜，保持鈍化能力。強(qiáng)有機(jī)酸中，一般Cr和Cr-Ni不銹鋼難以鈍化，加入Mo、Cu、Mn等，提高耐蝕性。在含Cl的介質(zhì)中，加Mo提高抗點(diǎn)蝕的能力。5.1鋼的耐蝕性作業(yè)：1化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的概念。2提

7、高耐蝕性的基本途徑有哪些？3合金元素對(duì)鋼的耐蝕性有何影響？思考題：1不同環(huán)境下，如何提高鋼的耐蝕性？5.2不銹耐蝕鋼的組織一、Cr-Ni、Cr-Mn系不銹鋼1Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Mn相圖2Cr-Mn-C-N鋼中的組織要獲得單相γ，所需最少的C、N與鋼中Cr之間的關(guān)系為：C+N=0.078[Cr-12.5]N在鋼中的溶解度取決于氮化物形成元素Cr和Mn在鋼中的含量：N=1/100[Cr+M