文档介绍：不锈钢（高氮不锈钢）
不锈钢的基本知识
不锈钢定义
不锈钢是指在大气、水、酸、碱和盐等溶液，或其他腐蚀介质中具有一定化学稳定性的钢的总称。
不锈钢一般特性
表面美观、清洁、光洁度高
优异的耐腐蚀性能（比普通钢长久耐用）
强度高，因而薄板使用的可能性大
耐高温氧化
常温塑性好，易于加工
焊接性能良好
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不锈钢耐腐蚀机理
Cr与空气中的O2反应生成致密的氧化物保护膜“钝化膜”，使机体得到保护。
钝化膜
1-10nm
机体
钝化膜主要成分：Cr2O3（普通Cr系不锈钢而言）
生成钝化膜条件：%Cr＞12%
CrO42- 、Cr（OH）、MoO42- （含Mo等元素的不锈钢体系）
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3
不锈钢中碳对其耐腐蚀的影响
含碳量较高的不锈钢在敏化温度范围内（600-950℃），晶界析出Cr23C6
铬从晶粒内固溶体中扩充到晶界，因而只能消耗晶界附近的铬，造成晶粒边界贫铬区。（%Cr＜12%）
远小于
抑制Cr23C6生成措施
降%C＜%，添加Ni补偿
添加Ti or Nb，抑制Cr23C6生成
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4
不锈钢冶炼热力学
如何实现“去碳保铬”
2 个反应的竞争 :
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
不锈钢冶炼工艺流程的演变及发展趋势
去碳保铬措施
ΔG
T
Tf
Pco=1
Pco< 1
(2)
(1)
(1)
Tf1
降低CO分压
VOD和AOD冶炼不锈钢“去碳保铬”的理论基础
电弧炉冶炼不锈钢“去碳保铬”的理论基础
提高温度：但耐火材料寿命降低
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6
不锈钢冶炼动力学
电炉吹氧的工业表明，钢液的脱碳速度可大致分为三个阶段：
（1）[%C]>，脱碳速度与碳含量无关，而仅取决于供氧强度。
（2）[%C]=~，脱碳速度与钢液碳含量具有线性关系。
（3）[%C] ≤ ，脱碳速度与含碳量呈n次方指数关系
不锈钢钢种合金元素的作用
Cr 生成钝化膜，提高耐腐蚀性能
Ni 扩大奥氏体，提高抗磨蚀性，高温韧性提高改善机械性能，可焊性
C 奥氏体稳定化元素；易生成Cr23C6，减低耐腐蚀性能
Ti、Nb 消除晶间腐蚀
Mn 稳定奥氏体，降低耐腐蚀性能（MnS）
Mo 、Cu 提高某些不锈钢耐腐蚀性能
N 提高奥氏体不锈钢耐腐蚀性能，N和Mo的协同作用能显著提高其耐腐蚀性能
稀土元素主要在于改善工艺性能方面。奥氏体和奥氏体－~％的稀土元素（铈镧合金），可显著改善锻造性能。
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不锈钢典型分类、性能、用途
成分特点
磁性
主要性能
主要用途
铁素体
Ferritics
Cr:11-15%; 16-20%；
21-30%
有
导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良、耐点蚀, 缝隙腐蚀
强度高, 冷加工性能好
韧性、缺口敏感性、焊接性能差
家用电器、厨房设备、交通运输、环保及市政建设、汽车
奥氏体
Austenitics
18%Cr+8Ni
高Cr-Ni系列钢
在18%Cr+8Ni基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素
无
韧性和塑性较高，强度低，硬度小，加工性能好，耐晶间腐蚀性能较好，原料成本高
石油、化学、轻工、食品、医药等行业中的应用
双相钢
Duplex
Cr 18%~28%，Ni3%~10%。含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等元素。
有
耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高、优良的耐孔蚀性能。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点
石油、化工、造纸、海洋等领域
马氏体
Martensitics
12-18%Cr+~1%C
+Ni；Mo、Si、Ti、V
有
保持一定的耐腐蚀性能，具有较高硬度、强度、耐磨性能
蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械
不锈钢的品种发展
􀂄超纯铁素体不锈钢
􀂄高性能200系列奥氏体不锈钢
􀂄高氮不锈钢
􀂄抗菌不锈钢
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