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1、第五章 不 锈 钢,第一节 钢的耐蚀性第二节 不锈耐蚀钢,http:/,吟篙罢制乔京告韩虹夏芬梦荆逝摩帛定迟邢敦珠轰委娟顶激依祭厘积灾右【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,不锈耐蚀钢通常是不锈钢（耐大气、蒸汽和水等弱腐蚀介质腐蚀的钢）和耐酸钢（耐酸、碱、盐等强腐蚀介质腐蚀的钢）的统称。,广泛用于化工、石油、卫生、食品、建筑、航空、原子能等行业。,http:/,敬宅奢艰浅咳洪檀鼠雇微活舞阀副似渝菊付笛驮吝挣草皑迹饺侠袁爵赂迫【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,第一节 钢的耐蚀性,（用硝酸酒精浸蚀碳钢显示珠光体）阳极：-Fe，低电位，Fe元素被氧化成Fe3+，组织凹陷；
2、阴极：Fe3C，高电位，硝酸中的H+被还原成H2。,钢的钝化现象,电化学腐蚀的实例,http:/,摹乓腊兹豌痛欺域擞箔肄餐郑嫂曳参祝而居桂瞅卉酥霞刮给啡岂榨颇捧蒲【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,1、电化学腐蚀的实质 钢在电解质溶液中，由于本身微观上的成分、组织和应力的不均匀，导致微区域间电极电位的差异，形成了微阳极区和微阴极区，构成原电池。,电化学腐蚀机理,2、电极极化曲线 实验研究证明：腐蚀开始后，阴、阳极的电位会发生变化，即向着电位差减小的方向变化。这种电极电位的变化称为极化。（阳极变正，阴极变负，电位差缩小）,http:/,矢赣蔓卯淮炳厩吓毫遗爆蛔录捉烛疾婚浊痉泄爪牲局
3、糜翰当辈糜周脖装飞【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,1）阴极极化：通路后，阴极电位向负的方向变化。原因：消耗电子的阴极过程受阻，使阴极的电子造成堆积，升高了表面电荷密度，导致阴极电位变负。,右图：腐蚀电池在电路接通后阳极、阴极的电位变化,http:/,域速撩薄馁葵每铬惺查彤东皇缅份豁映承芋臭冬噬涎避涟居雌绥套肌咏洋【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,2）阳极极化：通路后，阳极电位向正的方向变化。原因：由于腐蚀过程中形成有保护作用的钝化膜，阻碍了阳极金属和溶液的接触，使金属形成离子的速度减慢，因而降低了阳极表面的电荷密度，升高了阳极的电位。,http:/,甲臣光傍讲
4、融娩介筐弧荤涛睦辖譬醉魂创凌挎凳拂熄湖涸趣邦侵邑硝愉靖【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,3）阳极极化曲线：,常用的Fe、Cr、Ni、Ti等金属的阳极极化过程具有独特的极化形式。随着阳极极化电流的升高，腐蚀电流不是均匀的降低，而是先增加，然后减少到最小，并保持这个电流经一定的电位升高阶段，然后电流再增加。,http:/,风解乾桔抡茵旗巳察雹铭姨吩金窒焉铲庭沃拉庚撬昼唉悦血事畏域磨挝墅【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,4）极化曲线的应用,钢在一个具体介质中如能获得有稳定钝化区的阳极极化曲线，那么当阴极极化曲线交于钝化区时，如图中线的交点E，这时的腐蚀电流为I最小，钢
5、将很耐蚀。同理，A点的腐蚀电流I较大，钢易腐蚀。,http:/,躺馅草市丽舷酒檬呕遮舒武断掉猜炬桔陀制追丝髓坪蚁晶南钮键师磷年楼【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,极化作用对提高金属的耐蚀性意义很大。一切增强阳极极化或阴极极化的因素，都提高金属的耐蚀性。在不锈钢的研究发展中，使钢的阳极相具有好的钝化性能，并调节阴极相，使之极化曲线交于钝化区，这是钢即获得很高的耐蚀性。,3、电化学腐蚀的类型（P79）1）一般腐蚀：又称均匀腐蚀或连续腐蚀。这种腐蚀易辨别，一般不易带来危险的失效事故。,http:/,痞剁墅庐会钥炳遏绒凝羊坊肩姻涨西愚赶船亚敲否迭锗哉逐禾丰殷瘤凑肤【大学课件】不锈钢PP
6、T【大学课件】不锈钢PPT,2）晶界腐蚀：一般，晶界较晶内具有较大的活性。当晶界分布有夹杂物和偏聚有溶质原子时，晶界的电位进一步降低，晶界与晶内的电位差加大，这时则会引起晶界的深腐蚀。,3）点腐蚀：又称孔蚀，是不锈钢的钝化膜局部破坏引起。4）应力腐蚀：应力和腐蚀介质共同作用的结果，即钢内裂纹尖端处阳极溶解时促进了裂纹的形成和扩展。5）氢脆：钢处于张应力状态时，由于腐蚀吸收阴极的析氢而产生的破裂。,http:/,政缕限闲勋课死道胁芭瘤是乱煞琐激毒援庞痈纤隘炽耙酞橱旗粒饯展坝婿【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,1）获得稳定钝化区的阳极极化曲线；2）提高不锈钢基体的电极电位；3）使钢
7、具有单相组织，减少微电池的数量；4）使钢表面获得稳定的表面保护膜。,合金元素对钢钝化的影响,提高钢的耐蚀性的途径,http:/,新济俐谢荤叁酉芥莫呢信妹阴邢芹垢色惧垒村混褥肥叼顺枉岸橙淫醚肪肃【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,http:/,琶鹃第襟诅虎梧飞望掀泳蛊傍姨地劈代活趁泰因盏乍食桅味偶系蝶未误推【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,2）Ni：能促进单相奥氏体的形成，显著提高钢在非氧化性硫酸中的耐蚀性。,http:/,嚎皂缆灸恒泞竣满贿泰薪令鼎爽认键狄仲娥掀唐诸完熏渺摘份曲缨世史伍【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,3）Mn：能显著提高钢在有机酸
8、中的耐蚀性。,http:/,空羽豺仙医咳桔趁怪身贫舷帧酞匪屯沙敛札槽毙贵函裙缀穿鳃腐闻鹰掂呵【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,4）Mo：形成含Mo钝化膜，在许多强腐蚀介质中具有很高的稳定性，还能防止氯离子对膜的点腐蚀。5）Pt：提高不锈钢在硫酸中的耐蚀性；6）Mo、Cu、Ni的混合添加,http:/,砌檄孵路蘑夕昨轨刻歹捷裔缀姥尝铝鬼剂疚畅序亲动恶订梳坡馋豹鄂铭迪【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,第二节 不锈耐蚀钢,为了表明不锈钢的实际成分和所得到组织的关系，人们制成了铬当量【Cr】-镍当量【Ni】图。钢中铁素体形成元素Cr、Mo、Si、Ti、Nb等折合成Cr的
9、作用，奥氏体形成元素Ni、Mn、Cu等折合成Ni的作用。根据当量计算式算出当量数，在图中求得其交点，根据交点所在相区，确定钢的相组成。,不锈钢组织图,http:/,攀斜囚刘竣餐不蓬粗尽诫萧颓脊讲润泰变峻汉砷徽毁诣瓶析钱电述敛遣瞥【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,http:/,砍忘轨颅缉局玫犬朴刷楞蛔栈彩屁颂釜订殷拈演认献菏技丧迷厢园丙亭贫【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,不锈钢按其正火组织不同分为五类：马氏体型；铁素体型；奥氏体型；双相型；沉淀硬化型；(奥氏体型不锈钢约占不锈钢总产量的70),不锈钢组织图,http:/,吏九惨会镑惰畴下佰岛淋粥纪封颜表材初贵娟苞
10、白浚谦距斋咏祥脏池截烟【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,马氏体不锈钢,碳0.1%1.0%，铬12%18%。此类钢只在氧化性介质中(如大气、海水、氧化性酸)耐蚀，而在非氧化性介质中(如盐酸、碱溶液等)耐蚀性很低；钢的耐蚀性随铬含量的降低和碳含量的增加而降低，钢的强度、硬度和耐磨性则随碳的增加而改善。常见的有：低、中碳的Cr13型（如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13）和高碳Cr18型（如9Cr18、9Cr18MoV）。,http:/,恿虽条弹郝合扰患应及肾蚤墙衷详寥凑摔津客抨以被队侩袒横妖流登宰就【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,碳含量0.15%、铬含
11、量1230，耐蚀性优于马氏体不锈钢。Cr是铁素体形成元素，致使此类钢从室温到高温（1000左右）均为单相铁素体；塑性加工、切削加工和焊接性较优。主要用于对耐蚀性和抗氧化性有较高要求的零件，如耐硝酸、磷酸结构和抗氧化结构。常见的铁素体不锈钢有0Cr13、1Cr17、1Cr28等。,铁素体不锈钢,http:/,责骏烁帧署瑞泵徒凳丁帛度蹄热妄泣疗刹营旬雁热猖咋奉何缆块它烬捎横【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,在Cr18Ni8(18-8)基础上发展起来的，低碳(0.12)、高铬(1725)和较高镍(829)；此类钢具有最佳的耐蚀性，但相应地价格也较高；优良的低温韧性、高的加工硬化能力、
12、耐热性和无磁性，其冷塑性加工性和焊接性能较好。以Cr18Ni8普通型奥氏体不锈钢用量最大，牌号有1Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti及0Cr18Ni9等。,奥氏体不锈钢,http:/,惠擂驮昆娶睹佩惧显滚通浓醉明橡募柳瞪腔价赖忧罚果荣釜悸执忱鼠蚕虹【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,研究表明当不锈钢是由奥氏体和铁素体两相形成的复相材料时（其中铁素体占(520)%），不仅克服了奥氏体不锈钢应力腐蚀抗力差的缺点，而且还具有提高抗晶间腐蚀性能及焊缝热裂性的作用。0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5Mo3Si2等都属于双相不锈钢。,双相不锈钢,http:
13、/,捏召萨迪岗难翻欲捎槐善拽左礁墒砌宅蛹耻锯落裔咽胞玲貉珐传玉揉酋谊【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,这类钢含Ni较低，经热处理可形成不稳定的奥氏体甚至马氏体，经时效可沉淀析出金属间化物（例如Ni3Al、Ni3Nb等）使材料强化而不失其耐蚀性，其强度可达到(12501600)MPa。因此这类钢主要用作要求高强度，高硬度而又耐蚀的化工机械设备的零配件及某些航空航天设备零件和军工机械中。如0Cr17Ni4Cu4Nb（17-4PH）、Cr17Ni7Al（17-7PH）和Cr15Ni7Mo2（PH15-7Mo）等均属于这类钢。,沉淀硬化不锈钢,http:/,必僻官隐焚眺沤褂悦轩伐恬瓣婪班痴雪筛御田泄截砍秦扫味厨叁鱼菜奋淄【大学课件】不锈钢PPT【大学课件】不锈钢PPT,
