不鏽鋼通常是指在大氣、水、酸、堿和鹽等溶(róng)液或其他腐蝕介質中,具有良(liáng)好化(huà)學穩(wěn)定(dìng)性的合金鋼。
根據行業通用方法,按金相組織(zhī)劃分(fèn),可將(jiāng)不鏽鋼分為5類:鐵素體不鏽鋼、馬氏體不鏽鋼、奧氏體不鏽鋼、奧氏體-鐵素體雙相不鏽鋼、沉澱硬化(huà)不鏽鋼。
不鏽鋼不僅具有良(liáng)好的耐腐蝕性、氧化性能,通常還具有優異的力學性能(如強度、韌性)、物理性能(néng)(磁性能、彈性)和工藝性能(鑄造、壓力加工(gōng)、熱處理、焊接),因而在能源化工、機械(xiè)、輕工(gōng)等行業得到廣泛應用。香蕉视频不鏽鋼分(fèn)別就不同金(jīn)相(xiàng)組織的特(tè)征及表現整理如下。
1. 各類不鏽鋼(gāng)的金相組織
1.1 鐵素體不鏽鋼
基體以(yǐ)體心立方(fāng)晶體結構的鐵素(sù)體組織(α相)為主,有磁性(xìng),一般(bān)不能通(tōng)過熱(rè)處理硬化,但冷加工使其輕微強化的不鏽鋼(gāng)。含Cr:11~30%(了解:不鏽鋼材(cái)質中的字母符號(hào)含(hán)義(yì)),尚可含少量的(de)Mo、Nb、Ti,基本上不含Ni,強度(dù)較(jiào)高,耐氯化物(wù)應力腐蝕(shí)、點蝕、縫隙腐蝕等性能優良,但對晶(jīng)界腐蝕敏感,低溫韌性較差。
主要鋼號有06Cr13Al、10Cr17、10Cr17Mo、008Cr27Mo、008Cr30Mo2等。這類鋼經900℃保溫並空冷後顯微(wēi)組織為:鐵素體級(jí)沿軋製方向分布的碳化物;經1200℃加熱並水淬後的顯微組織為δ鐵(tiě)素體+低(dī)碳馬(mǎ)氏體(tǐ)。

圖1. 1Cr17鋼加熱到900℃後空冷的組織為鐵素體+沿(yán)軋製方向分布碳化物

圖2. 1Cr17鋼淬火(huǒ)後組織為鐵素體+低碳馬氏體
1.2 馬氏體不鏽鋼
基體為馬氏體組織,有(yǒu)磁性,通過熱(rè)處理可(kě)調整其力學性能的(de)不鏽(xiù)鋼。馬氏體不鏽鋼在高溫狀態的組織為奧氏體,經過淬(cuì)火後,奧氏體(tǐ)轉變為馬氏體,故稱其為馬氏體不鏽鋼。
馬氏體(tǐ)不鏽鋼常見鋼號有12Cr12,20Cr13,30Cr13,40Cr13等(了解:1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13有什麽區別?),它(tā)們含碳量(liàng)較高,淬(cuì)火後得到馬氏體組織;有較(jiào)高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性;通過熱處理可得到所要求的性能;切削加(jiā)工性能較(jiào)好(hǎo)。焊接(jiē)性(xìng)能差。

圖3. 10Cr13淬火溫(wēn)度:1000℃ ~1050℃,組織為馬氏體+少量δ鐵素體

圖(tú)4. 10Cr13,650 ℃回火(huǒ),組織為回火索氏體+鐵素體
1.3 奧(ào)氏體(tǐ)不鏽鋼
基體以麵心(xīn)立方晶體結構的奧氏體組織(γ相)為主,無磁性,主要通過冷加工使其強化(huà)的不鏽鋼。奧氏體不鏽鋼一般含Cr(16%~25%)、Ni(7%~20%),適當熱(rè)處理後,室溫下為單一(yī)的(de)A組織。
常見的鋼號有304(18-8),316、06Cr19Ni10、06Cr18Ni11Ti等(了(le)解(jiě):06Cr19Ni10中的數(shù)字含義是什麽?),有良好的塑性、韌性和耐蝕性,應用(yòng)廣泛(fàn)。

圖5. 304,組織(zhī)為單一的奧氏(shì)體(tǐ)
1.4 奧氏體-鐵素體雙相不(bú)鏽鋼
基體兼有奧氏(shì)體(tǐ)和鐵素體兩相組織,有(yǒu)磁性,可通過(guò)冷加工使其強化的不鏽鋼。(了解:雙相不鏽(xiù)鋼特性、發展曆史(shǐ))
典型鋼種有022Cr22Ni5Mo3N,022Cr26Ni7Mo3N等。國家標準中對其金相含量檢驗的方(fāng)法有GB/T 13305-2008[2]《不鏽鋼中α-相(xiàng)麵積含(hán)量金相測定(dìng)法(fǎ)》。

圖6. 鐵氰化鉀、氫氧化鉀(jiǎ)水溶液侵蝕,組織為白色的奧氏體
和灰黑色(實為棕(zōng)色)的鐵素體,鐵素體的體積分數約占50%
1.5 沉澱硬化不鏽鋼(gāng)
基體為奧氏體或馬氏體組織,並能通過沉澱硬化(又(yòu)稱時效(xiào)硬化)使其強化的不鏽鋼。沉澱硬化不(bú)鏽鋼固(gù)溶後為馬(mǎ)氏體(tǐ)或半(bàn)奧氏體組織,zui終沉澱析出馬氏體組織,有很高的強(qiáng)度,耐均(jun1)勻(yún)腐蝕能力優於馬氏體型鋼(gāng),成型和焊接性能良好。
典型鋼種有05Cr17Ni4Cu4Nb、07Cr17Ni7Al、05Cr15Ni7Mo2Al等。

圖7. 基本成分為Cr:14~17%,Ni≤7%及少量
鉬、鋁、銅等, 固溶處(chù)理後組織為奧(ào)氏體+少量鐵素體
2. 不鏽(xiù)鋼的金相檢驗
2.1 不鏽鋼的低倍組(zǔ)織(zhī)及缺陷的試驗方法
可以根(gēn)據(jù)GB/T 226-1991[3]《鋼的低倍組織及缺陷酸蝕試驗法》進(jìn)行。浸濕一般用熱蝕法,即將試樣在HCl水溶液(yè)中浸泡(pào),然後在流水中用刷子洗刷幹淨表(biǎo)麵的腐蝕產物。此外還可采(cǎi)用HNO3和HF水溶(róng)液或(huò)HCl和(hé)HNO3水溶液中熱蝕。
低倍組織的(de)評定可以參照GB/T 1979-2001[4] 《結構鋼低倍組織(zhī)缺陷評級圖》標準進行。另外標準GB/T1220-2007《不鏽鋼棒(bàng)》中規定,鋼棒的橫截麵酸浸低倍(bèi)或斷口試樣上不得有肉眼可見的縮孔、氣泡、裂紋、夾雜、翻皮及白點。對較高級(jí)鋼棒,其一般疏鬆、中心疏鬆、偏析均不得超過二級;對普通鋼棒,其上述(shù)級別均不得超過三級。
2.2 不(bú)鏽鋼中的非金屬(shǔ)夾雜物的評級
可按照GB/T 10561-2005[5]《鋼中(zhōng)非金(jīn)屬夾雜物含量的測定方法》進行檢驗。
2.3 奧氏體鋼的晶粒(lì)度檢驗
可按照GB/T 6394-2002[6]《金屬平均晶粒度測定方法》 進行檢驗和評級(jí)。
2.4 不鏽鋼的耐腐蝕性能
可按照GB/T4334-2008[7]《金屬和合金(jīn)的腐蝕 不(bú)鏽鋼晶間腐蝕試驗方法》進行試驗和評級。

圖8. 12Cr18Ni9鋼(gāng)1050℃固溶;王水甘油溶液侵蝕;均勻等軸的A組織,晶內有孿晶
圖9. 12Cr18Ni9鋼1050℃固溶+650℃敏化;10%草酸水溶液電解(jiě),硫(liú)酸硫酸銅腐蝕傾向(xiàng)試驗發現沿晶腐蝕
隨著不鏽(xiù)鋼的應用越來越廣泛,通過金相檢驗等手段,來判定不鏽鋼的工(gōng)藝性能、力學性能、耐腐蝕性(xìng)能等能否滿足應用(yòng)要求(查看:不鏽鋼力(lì)學性能國家標準),已經變得越來越重要。
參考文獻:
[1] GB/T 13304.2-2008《鋼的分(fèn)類》
[2] GB/T 13305-2008《不鏽鋼中α-相麵積含量金(jīn)相測(cè)定法》
[3] GB/T 226-1991《鋼的低倍組織及缺陷(xiàn)酸蝕試(shì)驗法(fǎ)》
[4] GB/T 1979-2001 《結構鋼低(dī)倍組(zǔ)織(zhī)缺陷評級圖》
[5] GB/T 10561-2005《鋼中非金屬(shǔ)夾雜物含量的測定方法》
[6] GB/T 6394-2002《金屬平均晶粒度測定方法》
[7] GB/T4334-2008《金(jīn)屬和合金的腐蝕 不鏽鋼晶間腐蝕試驗方法》
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