合金元素对不锈钢组织和性能的影响.docx

1、不锈钢的分类1 1、按化学成分可分为：、按化学成分可分为：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 2、按金相组织可分为：、按金相组织可分为：马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体一铁素体不锈钢等。3 3、按钢的性能特点和用途分：、按钢的性能特点和用途分：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。4 4、按钢的功能特点分按钢的功能特点分：如低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢，超塑性不锈钢等。不锈钢钢种的发展过程如下图所示不锈钢钢种的发展过程如下图所示合金元素对不锈钢组织和性能的影响注：注：

2、口口强作用，强作用，中等作用，中等作用，弱作用弱作用提高不锈钢的耐蚀性的途径(1)使不锈钢对具体使用的介质具有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，降低腐蚀原电池的电动势。(3)使钢具有单相组织，减少微电池的数量。(4)在钢表面生成稳定的保护膜，如钢中加硅、铝、铬等，在许多腐蚀和氧化的场合能形成致密的保护膜，提高钢的耐蚀性。(5)减少或消除钢中各种不均匀现象也是提高钢耐蚀性的重要措施。在钢中加入合金元素是实现提高耐腐蚀性的主要方法，加入不同的合金元素，可以通过一条途径或几条途径同时产生作用，使钢的耐腐蚀性提高。合金元素对铁的极化和电极电位的影响合金元素的种类及含量直接影响不

3、锈钢的耐腐蚀性，合金元素的作用首先是对铁的极化性能和电极电位的影响。01 合金元素对铁的极化性能的影响常用的 Fe、Cr、Ni、Ti 等金属的阳极极化过程具有独特的极化形式。阳极通路后，阳极电位升高，阳极电流(腐蚀速度)随之变化，几乎有着相同的规律，极化曲线的典型形式如下图所示。随着阳极极化电位的升高，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。这类极化曲线称为具有活化、钝化转变的阳极极化曲线，并把这类曲线分为 3 个区域：活化区（A）、钝化区（B）、过钝化区（T）。图图具有活化、钝化转变金属的阳极极化曲线具有活化、钝化转变金属的阳极

4、极化曲线极化作用对提高金属的耐腐蚀性意义很大，增强阳极极化或阴极极化的因素，都能提高金属的耐腐蚀性；去阳极极化或去阴极极化的因素，都将降低金属的耐腐蚀性。不同的合金元素对铁的极化性能影响不同。扩大钝化区的元素，即降低 Ecp、P 区电位和升高 Er 点电位的元素都提高钢的耐蚀性；凡使钝化性能增强，即 Icp、I1点位置左移的元素，都会减小腐蚀电流，改善耐蚀性。凡使 Er 点电位升高的元素都有降低点腐蚀倾向，因为 Er 点电位低时，当电位在过钝化电位附近波动时，容易导致钝化膜局部击穿，产生点蚀。钢中常用的合金元素中，Cr 元素能够强烈地提高纯铁的钝化性能，可以使 Ecp、Ep、Er 点电位升高，

5、Icp、I1点位置左移，Cr 是改善铁的耐蚀性最有效的元素。合金元素 Ni、Si、Mo 等也能不同程度的扩大钝化区，增强钝化性能。Mo 不仅能增强铁的钝化性能，还能升高 Er 点的电位，从而提高铁的抗点蚀性能。02对铁的电极电位的影响一般金属固溶体的电极电位总是比其他化合物的电极电位低，所以在腐蚀过程中，金属固溶体总是作为阳极而被腐蚀。提高铁的电极电位，即可提高耐蚀性。研究表明，当 Cr 加入铁中形成固溶体时，铁固溶体的电极电位能显著提高，如下图所示。材料电极电位的提高，可使材料的耐蚀性得到明显改善。图图铬对铬对 Fe-Cr 合金电极电位的影响合金电极电位的影响由于铬对铁钝化性能和电极电位的良

6、好作用，使铬成为各种不锈钢的主要合金化元素。合金元素对不锈钢耐蚀性和基体组织的影响不锈钢的基体组织是获得所需力学性能和工艺性能的保证，而更重要的是具有良好的耐蚀性的保证。单相铁素体钢、单相奥氏体钢是不锈钢中耐蚀性较好的两类钢。合金元素对基体组织的影响首先取决于合金元素是铁素体()稳定剂还是奥氏体（）稳定剂。稳定剂的元素占优势可获得单相不锈钢；反之则获得单相不锈钢。01 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主要元素，当铬含量(原子比)达到 1/8、2/8.时，铁的电极电位就跳跃式地增加，耐蚀性也随之提高。铬元素是稳定化元素。铬的氧化物比较致密，可形成耐蚀的保护膜。2 碳和氮碳能强烈地稳定奥氏体，稳定奥氏体的能力约为 Ni 的 30 倍；同时，又是不锈钢强化的主要元素；碳与铬能形成一系列碳化物，使不锈钢的耐蚀性受到严重影响；同时碳会使不锈钢的加工性能和焊接性能变坏，使铁素体不锈钢变脆，因此在不锈钢的生产中和开发中，碳的应用和控制是一项重要的工作。碳和铬的配合对形成不锈钢组织的影响如下图所示。图中表明，在含碳量较低，含铬量较高时，会获得铁素体组织;当含碳量较高，含铬量