不锈钢的性能与组织

不锈钢的性能与组织 目前已知的化学元素有100多种，在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说，最常用的元素有十几种

不锈钢的性能与组织 100 目前已知的化学元素有多种，在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的 化 。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这 学元素约二十多种 一系列来说，最常用的元素有十几种，除了组成钢的基本元素铁以外，对 特殊钢 不锈钢的性能与组织影响最大的元素是： 碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、 等。这些元素中除 锰、氮、铜、钴碳、硅、氮以外，都是化学元素周期表中位于 过渡族的元素。 实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的，当几种元 素共存于不锈钢这一个统一体中时，它们的影响要比单独存在时复杂得多，因为 在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用，而且要注意它们互相之间的影响， 因此 不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。 1 ．各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用 1-1. 铬在不锈钢中的决定作用 ， 决定不锈钢性属的元素只有一种，这就是铬每种不锈钢都含有一定数量的 。迄今为止，还没有不含铬的不锈钢。 铬铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元 素，根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后，促使其内部的矛盾运动向有 。这种变化可以从以下方面得到说明： 利于抵抗腐蚀破坏的方面发展 ① 铬使铁基固溶体的电极电位提高 ② 铬吸收铁的电子使铁钝化 钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构 成金属与合金钝化的理论很多，主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。 1-2. 碳在不锈钢中的两重性 碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢 。碳在不锈钢中对组织 中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著 的影响主要表现在两方面，一方面 碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大 — 30 ，另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成系列复杂 （约为镍的倍） 的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相 矛盾的。 认识了这一影响的规律，我们就可以从不同的使用要求出发，选择不同含碳 量的不锈钢。 ——0Crl34Cr13 例如工业中应用最广泛的，也是最起码的不锈钢～这五个钢 1214 号的标准含铬量规定为～％，就是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑进去 以后才决定的，目的即在于使碳与铬结合成碳化铬以后，固溶体中的含铬量不致 11.7 低于这一最低限度的含铬量。 ％ 就这五个钢号来说由于含碳量不同，强度与耐腐蚀性能也是有区别的， 0Cr132Crl33Crl34Cr13 ～钢的耐腐蚀性较好但强度低于和钢，多用于制造结构 零件，后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求 188 高强度及耐磨的零件。又如为了克服－铬镍不锈钢的，可以将钢的 晶间腐蚀 0.03 含碳量降至％以下，或者加入比铬和碳亲和力更大的元素（钛或铌），使之 不形成碳化铬，再如当高硬度与耐磨性成为主要要求时，我们可以在增加钢的含 — 碳量的同时适当地提高含铬量，做到既满足硬度与耐磨性的要求，又兼顾定的 9Cr189Cr17MoVCo 耐腐蚀功能，工业上用作轴承、量具与刃具有不锈钢和钢， 0.850.95 含碳量虽高达～％，由于它们的含铬量也相应地提高了，所以仍保证了 1/ 10