不锈钢的分(fēn)类
1、按化學(xué)成分(fēn)可(kě)分(fēn)為(wèi):铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬锰不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等。
2、按金相组织可(kě)分(fēn)為(wèi):马氏體(tǐ)不锈钢、铁素體(tǐ)不锈钢、奥氏體(tǐ)不锈钢、奥氏體(tǐ)一铁素體(tǐ)不锈钢等。
3、按钢的功用(yòng)特色和用(yòng)途分(fēn):如耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力不锈钢、高强度不锈钢等。
4、按钢的功用(yòng)特色分(fēn):如低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢,超塑性不锈钢等。
合金元素对不锈钢耐腐蚀性的影响
1铬
铬是决定不锈钢耐蚀性的首要元素,铬元素是α安稳化元素。铬的氧化物(wù)比较细密,可(kě)构成耐蚀的保护膜。
2碳
碳能(néng)激烈地安稳奥氏體(tǐ),一起又(yòu)是不锈钢强化的首要元素;碳与铬能(néng)构成一系列碳化物(wù),使不锈钢的耐蚀性遭到严重影响;一起碳会使不锈钢的加工功用(yòng)和焊接功用(yòng)变坏,使铁素體(tǐ)不锈钢变脆,因而在不锈钢的生产中和开发中,碳的使用(yòng)和控制是一项重要的工作。
3镍
镍是不锈钢中3个重要元素之一,镍可(kě)以进步不锈钢的耐蚀性;镍仍是γ相安稳化元素,是不锈钢中获得单相奥氏體(tǐ)和促进奥氏體(tǐ)构成的首要元素。
镍含量的添加会下降C、N在奥氏體(tǐ)钢中的溶解度,跟着镍含量的进步,发生晶间腐蚀的临界含碳量下降,即钢的晶间腐蚀敏感性添加。此外,镍还可(kě)以进步奥氏體(tǐ)不锈钢的高温抗氧化功用(yòng),这首要与镍改进铬的氧化膜的成分(fēn)、结构和功用(yòng)有(yǒu)关,但镍的存在会下降钢的抗高温硫化功用(yòng)。
4锰
锰是比较弱的奥氏體(tǐ)构成元素,但具有(yǒu)激烈安稳奥氏體(tǐ)组织的效果。锰在奥氏體(tǐ)不锈钢中部分(fēn)代替Ni,2%Mn适当1%Ni。锰也能(néng)进步铬不锈钢在有(yǒu)机酸中的耐蚀性,并且比镍更有(yǒu)用(yòng)。
5氮
氮元素在早期首要用(yòng)于Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-N奥氏體(tǐ)不锈钢中,以节省Ni元素。近年来氮已经成為(wèi)Cr-Ni奥氏體(tǐ)不锈钢的重要元素。
在奥氏體(tǐ)不锈钢中参加氮,可(kě)以安稳奥氏體(tǐ)组织,进步强度、耐腐蚀功用(yòng),特别是部分(fēn)耐腐蚀功用(yòng),如耐晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等。
现在使用(yòng)的含氮奥氏體(tǐ)不锈钢首要以耐腐蚀為(wèi)主,一起具有(yǒu)较高的强度;可(kě)以分(fēn)為(wèi)控氮型(0.05%~0.10%N)、中氮型(0.10%~0.50%N)和高氮型(0.40%以上N)3品种型。
6钛、铌、钼及稀土元素
钛和铌是强碳化物(wù)构成元素,可(kě)优先于铬同碳构成碳化物(wù),避免晶间腐蚀,进步耐蚀性。钛和铌的参加必须与钢中的碳保持必定的份额。
钼能(néng)进步不锈钢的钝化才能(néng),扩大其钝化介质范围,含钼的钝化膜在许多(duō)介质中具有(yǒu)很(hěn)高的安稳性,不易溶解,如在热硫酸、稀盐酸、磷酸和有(yǒu)机酸中。
稀土元素如Ce、La、Y等参加到不锈钢中,可(kě)以微量固溶在基體(tǐ)中,净化晶界,均匀组织,削减分(fēn)出物(wù)的分(fēn)出及在晶界的偏聚,然后改进钢的耐腐蚀性和力學(xué)功用(yòng)。
腐蚀介质对不锈钢耐蚀性的影响
金属的耐蚀性不仅与金属材料自身有(yǒu)关,还与腐蚀介质的品种、浓度、温度及压力等腐蚀环境的条件有(yǒu)关。在实践的使用(yòng)中,腐蚀介质的氧化才能(néng)影响最大,因而要根据工作介质的特色来正确挑选使用(yòng)不锈钢的钢种。
在大气、水、水蒸气等弱腐蚀介质中,只需不锈钢基體(tǐ)的Cr含量大于13%,就可(kě)以确保不锈钢的耐蚀性。如水压机阀门、蒸汽发電(diàn)机透平叶片、水蒸气管道等部件。
在氧化性介质中,如硝酸,硝酸的NO3-具有(yǒu)强的氧化性,不锈钢外表的氧化膜容易构成,钝化时间短。因而只有(yǒu)含高铬的氧化膜在硝酸中才具有(yǒu)很(hěn)好的安稳性。在沸腾的硝酸中,12Cr13不锈钢不耐蚀,铬含量為(wèi)17%~30%的Cr17、Cr30钢在浓度為(wèi)0%~65%范围内的硝酸中是耐蚀的。
在非氧化性介质中,如稀硫酸、盐酸、有(yǒu)机酸,这类腐蚀介质的含氧量低,钝化所需时间要延長(cháng)。当介质中含氧量低到必定程度时,不锈钢就不能(néng)钝化。如在稀硫酸中,基本上没有(yǒu)使钢钝化的才能(néng),铬不锈钢的腐蚀速度甚至比碳钢还快,所以一般的Cr不锈钢或Cr-Ni不锈钢难以达到钝化状况,因而不耐腐蚀。因而,在这类介质中工作的不锈钢需要参加进步钢钝化才能(néng)的元素,如钼、铜等元素。盐酸也对错氧化性酸,不锈钢在其中也不耐腐蚀,一般需采用(yòng)Ni-Mo合金,在合金外表生成安稳的保护膜,确保合金不被腐蚀。
在强有(yǒu)机酸中,由于介质中氧含量低,一起又(yòu)有(yǒu)H+存在,一般铬和铬镍不锈钢难以钝化,必须在钢中参加Mo、Cu、Mn等元素,进步不锈钢的钝化才能(néng)。所以挑选Cr-Mn型不锈钢较好,在此基础上再参加必定量的Mo、Cu使钢容易钝化,耐腐蚀。
在含有(yǒu)Cl-的介质中,Cl-容易损坏不锈钢外表的氧化膜,穿过氧化膜并与钢外表起效果,使钢发生点腐蚀。因而海水对不锈钢有(yǒu)很(hěn)大的腐蚀性。
实践上,还没有(yǒu)哪一种不锈钢可(kě)以反抗所有(yǒu)介质的腐蚀。所以必须根据详细的腐蚀环境,结合各类不锈钢的特色,综合考虑挑选不锈钢。
合金元素对不锈钢组织和性能(néng)的影响
注:口——强作用(yòng),⚪——中等作用(yòng),▲——弱作用(yòng)