含稀土元素Y的2Cr13不锈钢热变形组织与性能研究

2009年3月第28卷1期

内蒙古科技大学学报

Journal of I nnerMong olia University of Science and Technol ogy

M arch,2009

Vol.28,No.1

文章编号:1004-9762(2009)01-0032-04

含稀土元素Y的2Cr13不锈钢

热变形组织与性能研究3

赵莉萍,王锦飞,麻永林,薛宝平

(内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头　014010)

关键词:2Cr13不锈钢;热模拟;稀土元素Y;应力应变

中图分类号:TG142.71 文献标识码:A

摘　要:利用Cleeble21500D热模拟试验机,研究含稀土元素Y的2Cr13不锈钢热变形性能及冷却后组织.通过观察分析原始组织与四道次变形后组织,以及热模拟试验曲线,得出了四道次变形后的组织和应力应变的变化规律.

Study of hot defor mati on m i crostructure and properti es for

2Cr13st a i n less steel cont a i n i n g rare earth Y

Z HAO L i2p ing,WANG J in2fei,MA Yong2lin,XUE Bao2p ing

(M aterial and Metallurgy School,I nnerMongolia University of Science and Technol ogy,Baot ou014010,China)

Key words:2Cr13stainless steel;heat si m ulat or;rare earth Y;stress and strain

Abstract:2Cr13stainless steel containing tare earth Y was used f or experi m ents,and ther mal si m ulati on experi m ent research was car2 ried out by using the Gleeble21500D heat si m ulat or.M icr ostructures of the initial state and the ther mal def or mati on were observed,and the ther mal si m ulati on experi m ent curve was analyzed.The evolve ment of m icr ostructure and stress and strain after f our2pass def or mati on was obtained.

2Cr13不锈钢是一种主要用于制造蒸汽涡轮叶片、食品工业工具和餐具的不锈钢[1],研究得出稀土元素对钢有变质处理和微合金化的作用[2,3],但对含稀土元素Y的2Cr13不锈钢热变形的研究很少.本文以某钢厂不锈钢板材的现场轧制参数为依据,利用Gleeble21500D热模拟试验机,对含稀土元素Y的2Cr13不锈钢进行了四道次变形的热模拟实验.

1　实验材料及实验方法

1.1　研究试样制备

实验原料采用纯铁、纯碳、纯铬、纯钇.实验配料如表1所示.实验用钢在真空中频感应炉中进行熔炼.

对铸坯进行锻造.锻造加热温度约1000℃左右,保温1h,待钢淀内外温度均匀后进行锻造.终锻温度大于800℃,锻后空冷.

为了去除由于锻造所引起的残余应力和降低硬度,对锻造试样进行退火,退火工艺为860℃加热,保温30m in,然后空冷.

将退火后的试样用钼丝切割机加工成<8×15 mm的圆柱体,然后进行热模拟实验.

表1　2Cr13马氏体不锈钢配料化学成分(质量分数,%) Table1　The che m i cal co mpostiti on of2Cr13st a i n less steel

合金元素Cr C RE(Y)Fe 1#130.20.1286.68

3收稿日期:2008-11-16

基金项目:内蒙古自然科学基金资助项目(200508010709),包头科技攻关项目

作者简介:赵莉萍(1964-),女,内蒙古包头人,内蒙古科技大学教授,硕士,主要从事金属材料组织转变及质量控制研究.

赵莉萍:含稀土元素Y 的2Cr13不锈钢热变形组织与性能研究

1.2　热模拟实验

实验设计了四道次压缩变形工艺,模拟不锈钢板材的热轧过程.在内蒙古科技大学材料与冶金学院实验室的Gleeble 21500D 热模拟试验机上进行模拟实验.

试样以15℃/s 的加热速度加热至1180℃,保温15m in,然后以6.5℃/s 的冷速冷却至轧制温度进行热压缩变形试验.四道次压缩变形温度分别为990,945,905,875℃,总变形量为70%,热模拟试验工艺参数如表2所示,热模拟实验工艺曲线如图1.

2　实验结果及分析

2.1　含稀土元素Y 的2Cr13不锈钢退火状

态下的组织分析

2Cr13不锈钢锻造后空冷后是马氏体组织,锻

造组织粗大且硬度高.为消除应力同时便于热模拟试样加工,对锻造试样进行退火处理,图2为2Cr13不锈钢在860℃保温30m in 后炉冷的不完全退火状态下的显微组织.由图2看出,退火组织是铁素体基体上分布的细小的碳化物.

表2　2Cr13马氏体不锈钢4道次连续压缩变形热模拟试验参数

Table 2　The param eters of four con secuti ve defor ma ti on ther ma l si m ul a ti on test of 2Cr 13st a i n less steel

道次

总时间

/s 道次时间间隔/s

厚度

/mm 变形量

/mm 压下量

/%温度

/℃变形速度

/(mm ?s -1)

压头速度

/(mm ?s -1)应变时间

/s 10011.5 3.522.3990 6.1480.88

0.043272998.35 3.1527.494513.02128.130.024583189 5.95 2.428.790523.92169.400.014174

27

9

4.5

1.45

24.4

875

35.73

185.49

0.00782

图1　2Cr13马氏体不锈钢4道次压缩变形热模拟实验

工艺曲线

F i g .1　The curve of four con secuti ve defor ma ti on ther 2

ma l si m ul a ti on test co m pressi on technology for 2Cr 13st a i n less steel

图2　含稀土元素Y 的2Cr13不锈钢在退火态显微组织

F i g .2　The opti ca l m i crostructure of 2Cr 13st a i n less

steel

2.2　含稀土元素Y 的2Cr13不锈钢热模拟

压缩变形后组织分析

图3为含烯土元素Y 的2Cr13不锈钢在990℃

第一道次压缩变形后水冷(1#

)、一道次压缩变形后

以5℃/s 的冷速冷却至945℃水冷(2#

)、945℃第

二道次变形后水冷(3#

)、二道次压缩形后以4.5

℃/s 的冷速冷却至905℃水冷(4#

)、905℃第三道

次变形后水冷(5#

)、三道次压缩变形后以3.3℃/s

的冷速冷却至875℃水冷(6#

)、875℃第四道次变

形后水冷(7#

)试样的显微组织.

由于2Cr13不锈钢的淬透性较好,在空冷状态

下就可以得到马氏体,在热压缩后水冷的过程中其实际上已经发生了马氏体转变,故其组织为针状马氏体及颗粒状碳化物.由图3可以看出,经过不同道次变形后水冷的组织均为马氏体组织和细小的碳化物.随着变形道次的增加,马氏体板条变得细小.说明在变形过程中马氏体可能会发生再结晶,同时应变能的累计增加会促进变形后马氏体的形核,使得马氏体组织细化且均匀,基本上观察不到碳化物的偏聚.由图3(g )可以看出,经四道次变形后水冷的

组织有变形组织的形态,且马氏体组织较经一道次、

二道次、三道次变形后的组织细小.

3

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内蒙古科技大学学报2009年3月　第28卷第1

期

图3　含稀土元素Y 的2Cr13不锈钢不同道次压缩变形后光学显微组织

F i g .3　The opti ca l m i crostructure after defor ma ti on of the 2Cr 13st a i n less steel (a )一道次变形后水冷组织;(b )一道次变形后以5℃/s 的冷速冷却至945℃水冷组织;(c )二道次变形后水冷组织;(d )二道次变形后以4.5℃/s 的冷速冷却至905℃水冷组织;

(e )三道次变形后水冷组织;(f )三道次变形后以3.3℃/s 的冷速冷却至875℃水冷组织;(g )四道次变形后水冷组织

2.3　含稀土元素Y 的2Cr13不锈钢四道次

压缩热模拟实验的应力应变分析

图4为含稀土元素Y 的2Cr13不锈钢四道次连

续水冷的应力应变曲线.由图4可以看出,2Cr13不锈钢试样四道次连续压缩变形的应力应变曲线的峰值为第一道次:118.5MPa,第二道次:161.0MPa,第三道次:171.4MPa,第四道次:167.7MPa .

由图4中的应力应变曲线可以看出,经一道次

压缩变形后,高温应力值达118.5MPa,金属发生塑性形变,位错密度不怕增加,产生一定的加工硬化.第二道次压缩变形后高温应力值为161.0MPa,进一步加工硬化.由第二道次压缩变形的应力应变曲线及四道次连续压缩变形的应力应变曲线可以看出,经第二道次变形后,应力峰值有所下降,表现出2Cr13不锈钢变形过程中有一定的回复再结晶.

4

3

赵莉萍:含稀土元素Y的2Cr13不锈钢热变形组织与性能研究

图4　含稀土元素Y的2Cr13不锈钢经四道次压缩变形的应力应变曲线

F i g.4　The stress2stra i n curves after wa ter2cooled of

four con secuti ve com pressed

应力值在第三道次的峰值最大而第四道次的峰值比第三道次有所降低.产生这种现象的原因是:第四道次压缩的变形量较前几道次均减小了.当热变形时的塑性形变小时,随着变形量增加形核抗力增加直到达到最大值.在这一阶段,金属发生塑性形变,位错密度不断增加,以后随着变形量增大位错密度继续增加,这就是材料的加工硬化,造成形变应力不断增加达到峰值.另一方面,由于材料在高温下变形,形变时产生的位错能够在热加工过程中通过交滑移和攀移等方式运动,使部分位错消失,部分重新排列,造成奥氏体的回复.当位错重新排列到一定程度,形成清晰的亚晶界,为动态多边形化[2].奥氏体的动态回复和动态多边形化都使材料软化,反应在真应力2真应变曲线上随着形变量的增大,加工硬化速度减弱.由于这两方面的共同作用使得在整个变形过程当中所表现出来的应力应变曲线的应力峰值出现图4所示的现象.

3　结论

通过对含稀土元素Y的2Cr13不锈钢四道次变形的热模拟实验,以及对变形前后微观组织的对比分析,得出主要结论如下:

(1)在总变形量为70%时,四道次热压缩后的组织发生变形,得到的马氏体组织逐渐细化且呈现出一定方向性.

(2)由三道次连续压缩后水冷的应力应变曲线及组织可知,2Cr13不锈钢在二道次变形后有部分回复再结晶发生.

(3)2Cr13不锈钢四道次连续变形的热模拟实验得出,经过四道次连续压缩变形,使得组织细化,高温强度提高

参考文献:

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处理工艺改进[J].机械工程材料,2008,32(6),74277. [2]　W ang Long2mei,L in Q in,J i J ing2wen,et al1Pr ogress of

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作用机理及应用研究[J].稀土,2001,22(1):37240. [4]　胡　庚,蔡　珣,戎咏华1材料科学基础[M].上海:上

海交通大学出版社,2000.

知识窗

锻钢冷轧辊在制造过程中的热处理内容

冷轧辊在制造过程中要多次热处理1钢锭铸造出来,为了减低钢中的偏析,需进行扩散退火1锻造后的辊坯需球化退火和扩氢退火,以减少钢中的含气量,改善碳化物在基体中的分布1粗加工后的轧辊要进行调质热处理,通过整体或者表面加热,将轧辊辊身的表面层或者整体加热到铜的奥氏休转变温度以上,保温一定时间,然后快速冷却,使轧辊表面形成高硬度的马氏体层,再通过低温回火,来调节轧辊的表面硬度和残余应力1另外,有些轧辊还需要轴承档的局部热处理以达到一定的硬度1

摘录自《中国冶金报》2009-01-01(B

3)

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化学成分对不锈钢的组织和性能的影响

化学成分对不锈钢的组织和性能的影响 1、铬（Cr）：铬是决定不锈钢耐腐蚀性能的主要元素。 2、碳（C）：碳具有双重作用。碳是不锈钢中仅次于铬的第二号常用元素，不锈钢的组织和性能在很大程度上取决于碳含量及其分布状态。 3、镍（Ni）：镍是稳定奥氏体元素。镍是不锈钢中第三号常用元素，它在钢中起扩大奥氏体区、稳定奥氏体组织的作用。铬不锈钢加入一定量的镍后，组织的性能都发生明显变化。镍能有效地降低素体钢的脆性，改善其焊接性能，但对抗应力腐蚀性能有不利的影响，对于奥氏体钢，镍能降低钢的冷加工硬化趋势，改善冷加工性能，使钢在常温和低温下均具有很高的塑性和韧性。 4、锰和氮（Mn、N）：锰和氮可以代替镍。锰是奥氏体形成的元素，它能抑制奥氏体的分解，使高温形成的奥氏体组织保持到室温。锰稳定奥氏体的作用为镍的1/2，2%的锰可以代替1%的镍。含锰钢具有冷加工硬化效应显著、耐磨性高的优点。缺点是对晶间腐蚀很敏感，并且不能通过加钛和铌来消除晶间腐蚀。 氮也是稳定奥氏体元素，氮和锰结合能取代比较贵的镍。氮稳定奥氏体的作用比镍大。与碳相当。氮代镍的比例约为0.025：1，一般认为氮可取代2.5% ~6.5%的镍。在奥氏体中氮也使最有效的固溶强化元素之一。氮和铬的亲和力要比碳与铬的亲和力小，奥氏体钢很少见到Cr2N的析出。因此，氮能在不降低腐蚀性能的基础上，提高不锈钢的强度，研制含氮不锈钢是近几年来不锈钢工业的趋势。 5、钛和铌（Ti、Nb）：钛和铌可以防止晶间腐蚀。铬-镍奥氏体不锈钢在450~800 ℃温度区加热，常发生沿晶界的腐蚀破坏，成为晶间腐蚀。一般认为，晶间腐蚀是碳从饱和的奥氏体以Cr23C6形态析出，造成晶界处奥氏体贫铬所致。防止晶界贫铬是防止晶间腐蚀的有效方法。如将各种元素按与碳的亲和力大小排列，顺序为：钛、锆、钒、铌、钨、钼、铬、锰。钛和铌与碳的亲和力都比铬大，把它们加入钢中后，碳优先与它们结合生成碳化钛（TiC）和碳化铌（NbC），这样就避免了析出碳化铬而造成晶界贫铬。从而有效防止晶间腐蚀。 6、钼和铜（Mo、Cu）：钼和铜可以提高腐蚀性能。不锈钢的钝化作用是在氧化性介质中形成的，通常所说的耐腐蚀，多指氧化介质而言。在非氧化性酸中，

稀土金属的特性及其在钢铁中的作用

稀土金属的特性及其在钢铁中的作用殷都学刊 f, 稀三,午问.衔破lI (自然斟学版)1993年第3期 ].I 6一 稀土金属的特性及其在钢铁中的作用 田沂ji『 稀土金属(Re)的研究日益深入,稀土工业在迅速发展.我们应当对稀土的性质和在 钢铁中的作用有较多的认识. 1稀土金属的特性 稀土金属指钪,钇和1;个镧系元素.它们的原子结构有两个明显的特征:一是稀土原 子的价电子基本构型同为(n,1)dns.,有三个价电子.二是由于镧系收缩形成的稀土原 子相互间的原子半径,离子半径相差不大.这两个因素决定了稀土金属之间性质十分相 似,化学活性很强. 稀土金属单质多显银白色或灰色,有金属光泽,辩和钕显淡黄色.钪的 比重为3.】,钇 的比重为4.3.其余介于6—9之间.镧和铈柔软可塑与锡相似.钕和钐的硬度和铁相似,

稀土金属的熔点大致随着原子尺寸的减小而顿序增高.按La到cd到Lu的顺序由9000 到1700?逐渐增加. 稀土的化学活性很大,与许多元素反应,尤其与氧,硫反应最为强烈稀土金属在化合 物中多为三价,有些元素表现出三价或四价稀土元素以氧化物的形式存在于自然界,因 彼此性质相似成为分离稀土的难题.从化合物中分离稀土的方法一般有分步结晶法,分级 沉淀法,氧化还原法及离子交换法.有时根据性质和用途把稀土金属分为两个系列;一个 是从La到Eu,一个是从Gd到Lu.短系列开始的元素表现出较高化合价,短系列未端表 现出低出化合价.这正符合4f亚层上电子排布1—7成半充满状态,另一为8一】4到全充 满状态.半充满或全充满的状态表现出较稳定的低价性质.还依比重数值称作轻稀土金 属和重稀土金属.这均显示结构决定着性质的原则. 2稀土在钢铁中的作用 稀土在钢铁中应用很广,在稀土处理钢的品种方面已纳入标准,通过鉴正的品种达 40多个,我国经常生产的已有2O多种. 稀士处理的铸铁有球铁,蠕铁及灰铁三大类.我国还发展了一些中国特色的用作球化

不锈钢的性能与特性.

不锈钢的性能与特性 一、不锈钢的组织性能 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，除了组成钢的基本元素铁以外，对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、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、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。 合金元素的作用—— 不锈钢含有基本金属（Base）铁和主要元素Cr、Ni，通过添加Cr、Ni以外的元素制造具有各种特性的不锈钢。 二、不锈钢的特性 1．一般特性

◆表面美观以及使用可能性多样化 ◆耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用 ◆耐腐蚀性好 ◆强度高，因而薄板使用的可能性大 ◆耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾 ◆常温加工，即容易塑性加工 ◆因为不必表面处理，所以简便、维护简单 ◆清洁，光洁度高 ◆焊接性能好 2、品质特性 2-1不锈钢的品质特性

2-2不锈钢的品质特性要求 ※各产品由于用途的不同，其加工工艺和原料的品质要求也不同。 2-3 品质要求特性微细项目 (1) 材质： ①DDQ（deep drawing quality）材：是指用于深拉（冲）用途的材料，也就是大家所说的的软料，这种材料的主要特点是延伸率较高（≧53%），硬度较低（≦170%），内部晶粒等级在7.0~8.0之间，深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业，其产品的加工比一般都比较高，SUS304 DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品，当然加工比超过2.0的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面达不到的话，在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象，影响成品合格率，当然也就加大了厂家的成本；

不锈钢的性能和组织

不锈钢的性能与组织 不锈钢，它也是一种以铁—碳为基础的铁碳合金。只是为了出于耐腐蚀和物理及工艺性能的需要使之比普通钢多了一些合金元素。由于这些合金元素的加入，导致钢内部组织发生变化，所以在钢的性能上反映出来，这类变化是遵循一定规律的。不锈钢常用的元素和对其性能影响最大的有：硅、钛、铌、氮、铜、钴、碳、铬、镍、锰等。其中铁是最基本的元素，百分百含量也最大。 一. 决定不锈钢耐腐蚀行的主要元素是铬 在生产检验时要测定的元素有：碳、硅、锰、铬、硫、磷六种，但决定不锈钢性能的元素只有一种—铬。 1. 铬使铁基固溶体的电极电位提高 电化学腐蚀是金属腐蚀的重要表现，是最普通的腐蚀破坏，其实质是金属在介质中发生离子化。 每种金属都有自己的标准电极电位：金属 正离子+电子 金属 镁 铝 锰 锌 铬 铁 镍 锡 铅 铜 银 金 电位 （V ） -1.55 -1.3 -1.1 -0.762 -0.51 -0.44 -0.23 -0.136 -0.127 -0.34 0.799 1.5 金属的电极电位愈负，它在电解液中愈不稳定，即容易变为离子状态；反之就愈稳定，不易离子化。由于电极电位造成的电化学腐蚀，不一定发生在两种不同的金属之间，在同一种金属内部（共晶体、共析体）及同一零件两个部位也容易发生。如长期露出水面和在水下的同一种钢材腐蚀程度就不一样。 铁，标准电极电位为负值，欲使之耐腐蚀，就必须提高它的电极电位。实践证明，把铬加入铁基固溶体后，可使其电极电位提高，并当铬达到一定浓度时，就会发生突变。当含铬量达到1/8,2/8,3/8……的比例时，铁基固溶体的电极电位呈跳跃式增高，腐蚀大幅降低，这一规律叫n/8定律。 当铁—铬合金固溶体中铬含量达到1/8时（即12.5%），原子n/8定律发生第一次突变（电极电位由-0.44升至+0.2伏），这时，就能抵抗大气，水蒸气，稀硝酸的腐蚀。如0Cr13～4Cr13钢。 2. 铬吸收铁的电子使之钝化 钝化是由于阳极反应被阻止，引起金属及合金的耐腐蚀性能提高的现象。构成金属与合金钝化的理论主要有：薄膜论、吸附论、电子排列论。 其主要理论就是薄膜论：自加入一定的铬以后，表面形成一种富铬氧化膜，隔绝了介质腐蚀的作用。阻碍了金属的离子化，使金属耐腐蚀性能提高。这一理论是基于元素的核电子理论……。比如，在铁—铬合金中，一个个原子可使五个铁原子钝化（1/6……16.7%）形成分子。 例：铁—铬合金在65%沸腾硝酸中的腐蚀率与含铬量的关系：（基本符合n/8定律） 铬（%） 4.5 8 10 12 16 18 20 24 30 腐蚀率（mm/Y ） 3930 44 10.67 3.96 1.07 0.66 0.46 0.30 0.20 对含铬的钢种来说，并非所有含铬钢都可做不锈钢使用，不锈钢含铬量的最低含量为12.5%的原子，换算为重量则为： %7.118.5552 5.12%5.12=?=?铁原子量铬原子量 ………………即含铬不锈钢的临界含量

奥氏体不锈钢化学成份和该成份对其组织性能影响

1.碳的影响： 碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体区的元素，碳形成奥氏体的能力为镍的30倍。钢中随着含碳量增加，奥氏体不锈钢强度也随之提高。此外，还能提高奥氏体不锈钢在高浓氯化物（如42%MgCl2沸腾溶液）中的耐应力腐蚀性能。但是在奥氏体不锈钢中，碳通常被视为有害元素，因为在焊接或加热到450度到850度，碳可以和钢中的铬形成Cr23C6型碳化物。导致局部铬贫化，使钢的耐晶间腐蚀性能下降。20世纪60年代以来新发展的铬镍奥氏体不锈钢，为含碳量小于0.03%或0.02%的超低碳型不锈钢。因此，在冷、热加工及焊接与碳弧气刨时应防止不锈钢表面增碳，以免铬的碳化物析出。 2.铬的影响： 在奥氏体不锈钢中，铬是强烈形成并稳定铁素体的元素，可以缩小奥氏体区。在铬镍奥氏体不锈钢中，当碳含量为0.1%，铬含量为18%时，为获得稳定单一奥氏体组织，所需镍的含最最低为8%，铬能增大碳的溶解度而降低铬的贫化度，因而提高铬含量对奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀是有益的。铬还能极有效地改善奥氏体不锈钢的耐点蚀及缝隙腐蚀性能。因此铬对奥氏体不锈钢性能影响最大的是耐蚀性。铬可提高钢的耐氧化性介质和酸性氯化物介质的性能，在镍、钼、铜的复合作用下，铬可提高钢耐一些还原性介质、如有机酸、碱介质的性能。 3.镍的影响： 奥氏体不锈钢中主要合金元素镍，其主梌用是形成并稳定奥氏体，获得完全奥氏体组织，使强有良好的强度、塑性和韧性并具有优良的冷、热加工性、可焊性及低温与无磁性，镍还可以显著降低奥氏体不锈钢的冷加工硬化倾向。由于镍能改善铬的氧化膜成份、结构和性能，从而提高奥氏体不锈钢耐氧化性介质的性能。但是降低了钢的抗高温硫化性能，这是由于钢中晶界处形成低熔点硫化镍所致。 4.钼的影响： 钼的作用主要是提高钢在还原性介质（比如H2So4、H2PO4以及一些有机酸和尿素环境）的耐蚀性，并提高钢的耐点蚀及缝隙腐蚀等性能。含钼不儿钢的热加工性比不含钼的差，钼含量越高，热加工越坏。另外含钼奥氏体不锈钢中容易形成X（σ)沉淀，这会恶化钢的塑性和韧性。钼的耐点蚀和耐缝隙腐蚀能力相当于铬的3倍左右。 5.氮的影响： 氮日益成为铬镍氮奥氏体不锈钢的重要合金元素，氮能提高钢的耐局部腐蚀（耐晶间腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀）性，氮形成奥氏体的能力与碳相当，约为镍的30倍。作为间隙元素的氮，其固溶强化作用很强，因为它的加入可以显著提搞奥氏体不锈钢的强度。每加入0.1%氮可使铬镍奥氏体不锈钢的室温强度提高60～100MPa。在酸介质中，氮可提高奥氏体不锈钢的耐一般腐蚀能力，适量的氮还可提高敏经态奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀能力。在氯化物环境中，氮提高奥氏体不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀性能十分显著。 6.铜的影响： 铜能显著降低铬镍奥氏体不锈钢的冷作硬化倾向，提高冷国工成型性能。奥氏体不锈钢中的铜含量为1%～4%时，铜对钢的组织没有影响，对钢的冷成型性有良好的作用，因此含铜的奥氏体锈钢多用于要求冷作的一些用途中，铜可以显著降低热加工性，特别是当奥氏休不锈钢中含镍量较低时更为明显，因此当钢中铜含量较高时，镍含量应相应提高。

不锈钢的化学成分及力学性能和应用

00Cr17Ni14Mo2不锈钢 (316L不锈钢 ) SUS316（L）- 00Cr17Ni14Mo2 添加了Mo(2～3%)达到优秀的耐孔蚀和耐腐蚀性，高温Creep强度优秀 特性及实用用途： 化学成分：（单位：wt%) 机械性能： SUS304不锈钢-0Cr18Ni9不锈钢材质性能及用途介绍 作为AUSTENITE系的基本钢种耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能优秀，热处理后不发生硬化，几乎没有磁性 特性及实用用途：

化学成分：（单位：wt%) 机械性能： SUS317L不锈钢-00Cr19Ni13Mo3不锈钢材质性能介绍 化学成分：（单位：wt％） 机械性能：

SUS 430不锈钢钢种介绍 1、概要 含有17% Cr, 在高温以混合相(α+γ)形式存在，1000OC以下是α单相的BCC结构。广泛使用的铁素体系不锈钢。 2、特点 1）深冲性能优秀，类似于304钢； 2）对氧化性酸有很强的耐腐蚀性，对碱液及大部分有机酸和无机酸也有一定的耐腐蚀能力；耐应力腐蚀开裂能力强于304钢种； 3）热膨胀系数低于304钢种，耐氧化能力高，适合于耐热设备； 4）冷轧产品外观光亮度好，漂亮； 5)和304比较,价格便宜,作为304钢种的替代钢种。 2、适用范围 主要用作在温和的大气中高抛光装饰用途，如燃气灶表面, 家电部件, 餐具, 建筑内装饰用，洗涤槽, 洗衣机内桶等。 6、热处理 熔点：1425~15100C； 退火：780~8500C。 7、使用状态 1）退火状态： NO.1，2D，2B，N0.4，HL，BA，Mirror,以及各种其他表面处理状态 8、使用注意事项 - 相对304，拉伸性能、焊接性能较差； - 由于是铁素体不锈钢，强度相对较低，加工硬化能力也低，选择使用时应该注意； - 拉伸加工后表面会出现轧钢方向条状缺陷（ridging），给抛光作业带来很大的困难。

稀土的性质及用途

立志当早，存高远 稀土的性质及用途 稀土元素系典型的金属元素，其金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属。稀土元素的电子层结构和核结构决定了稀土元素及其化合物的性质，而稀土的许多独特性质，又决定着它们的应用。有关稀土的结构与性质的关系示于下表。经历了60 多年的开发，因提取工艺复杂，产品价格昂贵，发展速度缓慢，消费量也不大。20 世纪50 年代以后，稀土分离技术得到了迅速的发展，近代的离子交换法、溶剂萃取法取代了经典的分级结晶、分步沉淀法，并在工业生产中获得各种较纯的单一稀土产品，从而为稀土的应用奠定了基础。近十年，稀土广泛用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、新材料领域。 在冶金工业方面：稀土金属或氧化物、硅化物加入钢中，能起到精练、脱硫、中和低熔点有害质的作用，并可以改善钢的加工性能；稀土铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁，由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件，被广泛用于汽车、拖拉机，柴油机等机械制造业；稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中，可以改善合金的物理化学性能，并提高合金室温及高温机械性能。 在石油化工方面：用稀土制成的分子筛催化剂，具有活性高、选择性好，抗重金属中毒能力强的优点，因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程；在合成氨生产过程中，用少量的硝酸稀土为助催化剂，其处理气特比镍铝催化剂大1.5 倍；在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中，采用环烷酸稀土－三异丁基铝型催化剂，所获得的产品性能优良，具有设备挂胶少，运转稳定，后处理工序短等优点；复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂，环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。 在玻璃陶瓷方面：稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿，可作为抛光粉广

不锈钢的种类及用途

不锈钢的种类及用途 钢号主要性能用途举例 0Cr13 可在 ≤540℃长期使 用。常作复合板 使用，30℃以下 耐弱酸腐蚀，对 淡水、海水、蒸 发、空气也有足 够的耐蚀性 用于含硫 介质设备内构 件，精馏塔衬 里、接管垫片。 汽轮机叶片、热 裂化设备零件。 用于要求防止 污染各耐蚀性 不高的介质中。 如：焦化分馏塔 衬里，尾气脱 硫，泵叶轮，硫 磺回收中的冷 凝器复合板 1Cr13 2Cr13 可在 ≤540℃长期使 用，最高不超过 700℃，要此 75~457℃略有 热脆 离心油泵 的叶轮壳体。蒸 汽往复泵活塞、 活塞杆。油泵 轴、轴套。与热 含硫介质接触

的紧固件及其它零件 3Cr13 同上，常在 淬火后再低温 回火后磨光使 用。用做弹簧时 在400~450℃使 用 用来制造 高机械载荷、磨 损和腐蚀条件 下的零件，如 轴、阀座、阀盘、 弹簧等，又用于 室温腐蚀介质 中并要求高强 度零件，其耐腐 蚀性比1Crl3、 2Crl3略低 0Cr18Ni9 因含碳低 焊接性能好，可 在-196~+600℃ 长期使用 制造焊接 镍铬不锈钢焊 接用的焊条。用 作非奥氏体钢 法兰、垫片和化 工容器、管道。 也可用做到 -200℃的深冷 设备材料

1Cr18Ni9 1Cr18Ni9 是典型的 18-8不锈钢。耐 酸无磁性，焊接 部分有晶间腐 蚀倾向，应进行 热处理，不宜在 450~800℃使 用，可用于低温 用于温度 不高，侵蚀性介 质中工作的不 经焊接的构件， 如阀门阀件，管 道及其它零件 和要求耐蚀的 非磁性部件，亦 可用于无晶间 腐蚀的焊接件 0Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 因含钛，有 良好的耐晶间 腐蚀性可在 -196~600℃使 用，负荷小时， 可在650℃以下 使用。最高不超 过800℃ 制造耐酸 容器和设备的 衬里，石油化工 输送管道、设备 和零件。如：换 热器、催化裂化 再生、反应器内 构件，焦化的分 馏塔内构件。制 氢脱碳用泵配 件、管线、塔内 构件、换热器也

不锈钢的性能与组织

不锈钢的性能与组织文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

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，除了组成钢的基本元素铁以外，对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、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、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铬。迄今为止，还没有不含铬的不锈钢。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利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明： 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中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显着。碳在不锈钢中对组织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（约为镍的30倍），另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成—系列复杂的碳化物。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。 例如工业中应用最广泛的，也是最起码的不锈钢——0Crl3～4Cr13这五个钢号的标准含铬量规定为12～14％，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， 0Cr13～2Crl3钢的耐腐蚀性较好但强度低于3Crl3和4Cr13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、刀具等要求高强度及耐磨的零件。又如为了克服18－8铬镍不锈钢的晶间腐蚀，可以将钢的含碳量降至％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—定的耐腐蚀功能，工业上用作轴承、量具与刃具有不锈钢9Cr18和9Cr17MoVCo钢，含碳

不锈钢的力学性能

不锈钢的力学性能 材料的力学性能是指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。 一、强度（抗拉强度、屈服强度） 不锈钢的强度由各种因素来确定，但最重要的和最基本的因素是其中添加的不同化学元素，主要是金属元素。不同类型的不锈钢由于其化学成分的差异，就有不同的强度特性。 （1）马氏体型不锈钢 马氏体型不锈钢与普通合金钢一样具有通过淬火实现硬化的特性，因此可通过选择牌号及热处理条件来得到较大范围的不同的力学性能。 马氏体型不锈钢从大的方面来区分，属于铁—铬—碳系不锈钢.进而可分为马氏体铬系不锈钢和马氏体铬镍系不锈钢。在马氏体铬系不锈钢中添加铬、碳和钼等元素时强度的变化趋势和在马氏体铬镍系不锈钢中添加镍的强度特性如下所述。 马氏体铬系不锈钢在淬火—回火条件下，增加铬的含量可使铁素体含量增加，因而会降低硬度和抗拉强度。低碳马氏体铬不锈钢在退火条件下，当铬含量增加时硬度有所提高，而延伸率略有下降。在铬含量一定的条件下，碳含量的增加使钢在淬火后的硬度也随之增加，而塑性降低。添加钼的主要目的是提高钢的强度、硬度及二次硬化效果。在进行低温淬火后，钼的添加效果十分明显。含量通常少于1%。 在马氏体铬镍系不锈钢中，含一定量的镍可降低钢中的δ铁素体含量，使钢得到最大硬度值。 马氏体型不锈钢的化学成分特征是，在0.1%----1.0%C，12%---27%Cr的不同成分组合基础上添加钼、钨、钒和铌等元素。由于组织结构为体心立方结构，因而在高温下强度急剧下降。而在600℃以下，高温强度在各类不锈钢中最高，蠕变强度也最高。 （2）铁素体型不锈钢 据研究结果，当铬含量小于25%时铁素体组织会抑制马氏体组织的形成，因而随铬含量的增加其强度下降；高于25%时由于合金的固溶强化作用，强度略有

常用不锈钢的性能对比

1.不锈钢201 202 301 304 316 主要考虑防锈，硬度，加工性能等，201 202 301 304 316在防锈耐热韧性都依次提升。 202 304 316 对应的密度：7.74 7.93 7.98； 在100温度下的热导率16.3 16.3 20.5； 膨胀系数温度20--100 15.5 16.0 16.0； 电阻率温度20：0.65 0.73 0.75。 1.1钢号、牌号及化学成分 国际不锈钢标示方法 美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中： ①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示，例如，某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、304、316以及310为标记； ②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。 ③铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢是以410、420以及440C为标记，双相（奥氏体－铁素体）， ④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命名。 化学元素 氢H，氦He， 锂Li，铍Be，硼B，碳C，氮N，氧O，氟F，氖Ne， 钠Na，镁Mg，铝Al，硅Si，磷P，硫S，氯Cl，氩Ar， 钾K，钙Ca，钪Sc，钛Ti，钒V，铬Cr，锰Mn，铁Fe，钴Co，镍Ni，铜Cu，锌 1.2不锈钢304、316区别 304不锈钢板性能特点用途：作为不锈钢耐热钢使用最广泛，食品用设备，一般化设备，原子能工业设备。304是最普遍的钢种，耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能良好。深冲压、弯曲等常温加工性能较好，热处理后不会硬化。家庭用1、2种西餐具、Sink、室内配管、热水器、浴缸、锅炉、汽车零部件（擦窗器、回气管）、医疗机械、建筑材料、化学、食品工业、纺织产业、制酪产业、船舶零部件(非磁性，使用温度：-196至800℃）。

不锈钢的常见种类、型号及性能

不锈钢的常见种类、型号及性能 200 系列—铬-镍-锰奥氏体不锈钢 300 系列—铬-镍奥氏体不锈钢 型号 301—延展性好，用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。 型号 302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。 型号 303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。 型号 304—通用型号；即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。 型号 309—较之304有更好的耐温性。 型号 316—继304之後，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。 型号 321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。 400 系列—铁素体和马氏体不锈钢 型号 408—耐热性好，弱抗腐蚀性，11%的Cr，8%的Ni。 型号 409—最廉价的型号（英美），通常用作汽车排气管，属铁素体不锈钢（铬钢）。 型号 410—马氏体（高强度铬钢），耐磨性好，抗腐蚀性较差。 型号 416—添加了硫改善了材料的加工性能。 型号 420—“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具，可以做的非常光亮。 型号 430—铁素体不锈钢，装饰用，例如用于汽车饰品。良好的成型性，但耐温性和抗腐蚀性要差。 型号 440—高强度刃具钢，含碳稍高，经过适当的热处理後可以获得较高屈服强度，硬度可以达到58HRC，属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有三种：440A、440B、440C，另外还有440F（易加工型）。 500 系列—耐热铬合金钢。 600 系列—马氏体沉淀硬化不锈钢。 型号 630—最常用的沉淀硬化不锈钢型号，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。 不锈钢的分类、主要成分及机械工艺性能比较 不锈钢按主要化学组成可分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬锰氮不锈钢、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；按钢的性能特点和用途分类，如耐硝酸（硝酸级）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。 按钢的功能特点分类，如低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢，超塑性不锈钢等。通常以金相组织进行分类。按金相组织分类为：铁素体(F)型不锈钢、马氏体(M)型不锈钢、奥氏体(A)型不锈钢、奥氏体-铁素体(A-F)型双相不锈钢、奥氏体-马氏体(A-M)型双相不锈钢和沉淀硬化(PH)型不锈钢。 以下是具体的不锈钢的分类、主要成分及机械工艺性能比较： 分类大概成分(%) 淬火性耐蚀性加工性可焊接性磁性 C Cr Ni 铁素体系 0.35以下 16-27 - 无佳尚佳尚可有

常用不锈钢材料性能及用途

常用不锈钢材料性能及用途介绍如下: 316不锈钢：耐蚀性和高温强度特别好，可在苛刻的条件下使用,加工硬化性好,无磁性。适于海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料生产设备、照相、食品工业、沿海设施等。 316L不锈钢：钢中添加Mo（2-3%），故耐蚀性和高温强度优良；SUS316L含碳量比SUS316低，因此，抗晶间腐蚀性比SUS316优良；高温蠕变强度高。可在苛刻的条件使用,加工硬化性好,无磁性。适于海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料生产设备、照相、食品工业、沿海设施等。 304不锈钢：具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能,冲压弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象,无磁性。广泛用于家庭用品（1、2类餐具）、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业、船舶部件。 304L不锈钢:是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。用途最为广泛；耐蚀性和耐热性优良；低温强度和机械性能优良；单相奥氏体组织，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196--800℃）。 304Cu不锈钢：以17Cr-7Ni-2Cu为基本组成的奥氏不锈钢；成形性优良，特别是拔丝和抗时效裂纹性好；耐腐蚀性与304相同。 303不锈钢和303Se不锈钢: 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 309不锈钢、310不锈钢、314不锈钢: 镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而309S和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。 301不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B不锈钢是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 321不锈钢：在304不锈钢钢中添加Ti，故抗晶间腐蚀性优良；高温强度和高温抗氧性优良；成本高，加工性比SUS304不锈钢差。耐热材料、汽车、飞行器排气管管路，锅炉炉盖、管道,化学装置、热交换器。 200 系列—铬-镍-锰奥氏体不锈钢。 300 系列—铬-镍奥氏体不锈钢。 301—延展性好，用于成型产品。也可通过机速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。 303—通过添加少量的硫、磷使其较削加工。 304—即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。 309—较之304有更好的耐温性。

SUS440B不锈钢成分及性能

440B不锈钢 440B不锈钢 名称：马氏体型不锈钢 标准：AISI、ASTM 型号：440B UNS编号：S44003 ●440B特性及应用： 440B不锈钢较440A钢硬度高，较440C钢韧性高。440B不锈钢用于刃具、量具和轴承、阀门。适合做刺刀的刃材。 ●440B化学成分①： 碳 C：0.75~0.95 锰 Mn：≤1.00 硅 Si：≤1.00 铬 Cr：16.0~18.0 镍Ni②：— 磷 P：≤0.04 硫 S：≤0.03 钼 Mo：≤0.75 注：①单一的数值除另有注明者外，均为最高值；②用于某些制管工艺时，有些型号奥氏体不锈钢的含镍量必须稍高于表内所示数值；③随意；④最高含Ta量为0.10%；⑤最高含量为0.75%；⑥最高含量为0.70%

牌号： 440B不锈钢 ●特性及适用范围： 用于制造不锈切片、机械刃具及剪切工具、手术刀片、高耐磨设备零件等。 ●化学成份： 碳 C ：0.85～0.95 硅 Si：≤0.80 锰 Mn：≤0.80 硫 S ：≤0.030 磷 P ：≤0.035 铬 Cr：17.00～19.00 镍 Ni：允许含有≤0.60 钒 V ：0.07～0.12 钼 Mo：1.00～1.30 ●力学性能： 硬度：退火,≤269HB;淬火回火,≥55HV ●热处理规范及金相组织： 热处理规范：1)退火,800～920℃缓冷;2)淬火,1050～1075℃油冷;3)回火,100～200℃空冷。 金相组织：组织特征为马氏体型。 440B不锈钢特性应用 硬化状态下，韧性高作刃具、阀门 交货状态：一般以热处理状态交货，其热处理种类在合同中注明；未注明者，按不热处理状态交货。

经济型双相不锈钢S32101的组织-性能与应用

经济型双相不锈钢S32101的组织\性能与应用 摘要：为降低双相不锈钢的成本，并改善其热加工性能和焊接性，增加相对于其他类型不锈钢材料的竞争优势，自2000年以来，开发低镍量且不含钼或仅含少量钼的经济型双相不锈钢成为双相不 锈钢材料研发的重要发展趋势。2006年奥托昆普公司（outokupmu）率先开发出经济型双相不锈钢s32101，并获得显著成功，该材料制成的卷板、中厚板和棒材产品已在储罐、桥梁、沿海建筑、核电等领域得到广泛应用。目前s32101等经济型双相不锈钢已被纳入美国astm标准，标准牌号为s32101。本文重点介绍了经济型双相不锈钢s32101的组织、性能及应用，尤其是力学性能、腐蚀性能和焊接性能，并将其与奥氏体不锈钢304l进行了相应的对比。结果显示双相不锈钢s32101成本低于奥氏体不锈钢304l，力学性能和耐点蚀性能则优于奥氏体不锈钢304l，是一种经济的替代材料，有望获得更广泛应用。 关键词：经济型双相不锈钢；s32101；力学性能；腐蚀性能；焊接性能; abstract: in order to reduce the cost of the duplex stainless steel, and improve its hot-working character and weldability to increase the relative competitive advantages,since 2000, it has become the important development trend of the study of duplex stainless steel

不锈钢特征

不锈钢特征 不锈钢的特性 1．一般特性 ◆表面美观以及使用可能性多样化 ◆耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用 ◆耐腐蚀性好 ◆强度高，因而薄板使用的可能性大 ◆耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾 ◆常温加工，即容易塑性加工 ◆因为不必表面处理，所以简便、维护简单 ◆清洁，光洁度高 ◆焊接性能好不锈钢的品质特性及其要求 2.1不锈钢的品质特性：项目基本组织代表钢种STS304 STS430 STS410 热处理固融化热处理退火退火后急冷硬度性加工硬化性微量硬化性小量硬化性主要用途建筑物内外装饰,厨房用具,化学刻度,航空机器建筑材料,汽车零件, 加用电器,厨房器具,饭盒等钎、刀机器零部件,医院用具,手术用具耐腐蚀性高高中强度高中高加工性高中高磁性非磁上磁性上磁性焊接性高中低 2.2不锈钢的品质特性及其要求各产品由于用途的不同，其加工工艺和原料的品质要求也不同(1)材质：①DDQ（deep drawing quality）材：是指用于深拉（冲）用途的材料，也就是大家所说的的软料，这种材料的主要特点是延伸率较高（≧53%），硬度较低（≦170%），内部晶粒等级在7.0~8.0之间，深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业，其产品的加工比（BLANKING SIZE/制品直径）一般都比较高，它们的加工比分别达 3.0、1.96、2.13、1.98。SUS304 DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品，当然加工比超过2.0的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面达不到的话，在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象，影响成品合格率，当然也就加大了厂家的成本； ②一般材：主要用于除了DDQ用途外的材料，这种材料的特点是延伸率相对较低（≧４５%），而硬度相对较高（≦１８０），内部晶粒度等级在8.0~9.0间，与DDQ用材比较，它的深冲性能相对稍差，它主要用于不需伸拉就能得到的制品，象一类餐具的勺、匙、叉、电器用具、钢管用途等。但它与DDQ材相比有一个优点，就是BQ性相对较好，这主要是- 5 - 由于它的硬度稍高的缘故。 (2)表面品质：不锈钢薄板是一种价格非常高的材料，客户对它的表面质量要求也非常高。但不锈薄板在生产过程中不可避免会出现各种缺陷，如划伤、麻点、折痕、污染等，从而其表面质量，象划伤、折痕等这些缺陷不管是高级材还是低级都不允许出现，而麻点这种缺陷在勺、匙、叉、制作时也是决不允许的，因为抛光时很难抛掉它。我们根据表面各种缺陷出现的程度和频率，来确定其表质量等级，从而来确定产品等级。 用途对象产品加工工艺要求品质特性表面质量BQ性材质形状厚度公差焊接性耐腐蚀性浅加工类刀、叉等落料→横延→切头→成型→抛光→清洗→包装要求高不得有麻点等缺陷好一般材一般-5% 不要求好深加工类二类餐具、保温杯等落料→涂油→成型→（有时几次）切边→卷边→清洗→复底→抛光→焊手柄→包装要求高不得有划伤折痕等缺陷好DDQ 要求高-3~-5% 好好PIPE 装饰管等窄带→挤成压成型→对焊→打磨焊缝→切管→磨口→抛光→包装要求高不得有折痕等缺陷一般一般材好-8% 好一般厨具冷柜等的外壁落料→折边→电焊→打磨要求高不得有折痕等缺陷一般一般材一般-8% 好一般容器热水器饮水机内胆窄带

不锈钢物理性能及原理分析

2Cr13（马氏型不锈钢）的热处理组织和性能研究 一、什么叫不锈钢？为什么有的不锈钢有磁性？ 在钢中含铬量大于12.5%以上，具有较高的抵抗外界介质（酸、碱盐）腐蚀的钢，称为不锈钢。根据钢内的组织状况，不锈钢可分为马氏体型、铁素体型、奥氏体型、铁素体—奥氏体型，沉淀硬化型不锈钢，依据国家标准GB3280—92规定，共有55个规定。 在日常生活中我们接触较多的奥氏体型不锈钢（有人称之为镍不锈）和马氏型不锈钢（有人称之为不锈铁，但不科学，易误解，应回避）两大类。奥氏体型不锈钢典型的牌号为0Cr18Ni9，即“304”和1Cr18Ni9Ti。马氏体型不锈钢比如有制造刀剪的不锈钢等，牌号主要有2Cr13、3Cr13、6Cr13、7Cr17等。 由于这两类不锈钢组织成分的差异，使其内装金属显微组织也不相同。奥氏体型不锈钢由于在钢中加入较高的铬和镍（含铬在18%左右，Ni在4%以上），钢的内部组织呈现一种叫奥氏体的组织状态，这种组织是没有导磁性的，不能被磁铁所吸引。 常用来作装饰材料，如不锈钢管、毛巾架、餐具、炉具等。制作刀剪类的不锈钢要采用马氏体型不锈钢。因为刀剪具有剪切物品的功能，必须有锋利度，要有锋利度必须有一定的硬度。这类不锈钢必须通过热处理使其内部发生组织转变。增加硬度后才能作刀剪。但这类不锈钢内部组织为回火马氏体，具有导磁性，可被磁铁吸引。因此不能简单地用是否有磁性来说明是不是不锈钢材料。 二、不锈钢为什么不易生锈？什么样的表面处理方法对不锈钢件最合适？ “生锈”其实质是腐蚀或称之为锈蚀，是由于钢铁表面与大气中的氧、水分及其酸、碱、盐等物质发生化学作用或电化学作用而引起的变色或腐蚀称为锈蚀。表面产生的物质是“锈”是铁的氧化物。 不锈钢为什么不易生锈，与其在基体内加入12.5%以上的铬有关。在氧化性腐败无能蚀介质中，铬能使钢表面很快地生成一层致密的钝化膜，防止金属基体被破坏。当含铬量在12.5%以上时，形成一层致密的稳定的钝化膜，防锈性能发生跃进式的实变，耐锈蚀能力大大增强，这就是为什么不锈钢中的含铬量要有12%以上的原因。 不锈钢顾名思义为不锈的钢，这里“不锈”是相对的，不是绝对的是相对于碳钢而言。不锈钢不容易生锈，但不是绝对不生锈，只是在相同条件和环境中，较碳钢而言不容易被腐蚀和生锈。 不锈钢在加入铬的同时，再加放适量的Ni、Mo、V等合金元素后，防锈性能更强。因此在防锈性能上，奥氏体型不锈钢比马氏体型不锈钢强。其次是不锈钢的耐蚀性级还与碳量、含铬量，表面处理状态有关。不锈钢随着含碳量的提高，防锈性能下降，3Cr13的防锈性能不及2Cr13。 随着钢中含量的提高，防锈性能上升。表面处理方法和状态同时影响防锈能力。刀剪表面镀铬，电解抛光、镜面抛光、砂带、手工抛光的防锈性能依次递减。但是表面镀铬工艺属于不环保有毒工艺，现在一般不再使用，所以环保不含铬酸酐电解抛光新工艺是最合适的不锈钢工件表面防腐蚀处理工艺，处理好的产品既美观光亮又防锈性能强，是现在不锈钢件表面处理的最佳工艺选择。

各种元素对不锈钢性能的影响

不锈钢中所含各元素的作用 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，除了组成钢的基本元素铁以外，对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、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、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。 一、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铬。迄今为止，还没有不含铬的不锈钢。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利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明： 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中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织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（约为镍的30倍），另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成—系列复杂的碳化物。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。 例如工业中应用最广泛的，也是最起码的不锈钢——0Crl3～4Cr13这五个钢号的标准含铬量规定为12～14％，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

20121102稀土离子的光谱特性

第二讲稀土离子的光谱特性 稀土因其特殊的电子层结构，而具有一般元素所无法比拟的光谱性质，稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴，只要谈到发光，几乎离不开稀土。稀土元素的原子具有未充满的受到外层屏蔽的4f5d电子组态，因此有丰富的电子能级和长寿命激发态，能级跃迁通道多达20余万个，可以产生多种多样的辐射吸收和发射，构成众多的发光和激光材料。 稀土化合物的发光是基于它们的4f电子在f—f组态之内或f—d组态之间的跃迁。具有未充满的4f壳层的稀土原子或离子，其光谱大约有30000条可观察到的谱线，它们可发射从紫外光、可见光到红外光区的各种波长的电磁辐射。稀土离子丰富的能级和4f电子的跃迁特性，使其成为巨大的发光宝库，从中可发掘出更多新型的发光材料。 第一节稀土元素基态原子的电子层构型及光谱项 1、稀土元素的电子层构型 稀土元素包括17种元素，即属于元素周期表中ⅢB族的15个镧系元素以及同一族的钪和钇。钪和钇的电子层构型分别为： Sc 1s22s22p63s23p63d14s2 Y 1s22s22p63s23p63d104s24p65s2 镧系原子的电子层构型为： 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f n5s25p65d n＇6s2，n=0-14, n＇=0或1。 镧系稀土元素电子层结构的特点是电子在外数第三层的4f轨道上填充，4f轨道的角量子数l=3，磁量子数m可取0、±1、±2、±3等7个值，故4f亚层具有7个轨道。根据Pauli不相容原理，在同一原子中不存在4个量子数完全相同的两个电子，即一个原子轨道上只能容纳自旋相反的两个电子，4f亚层只能容纳14个电子，从La到Lu，4f电子依次从0增加到14。 形成三价稀土离子时首先失去的是6s和5d电子，使三价稀土离子具有