硬化不銹鋼是什麼原因引起的

A. 沉澱硬化不銹鋼有什麼作用和不同點

沉澱硬化不銹鋼(precipitation hardening stainless steel)是指在不銹鋼化學成分的基礎上添加不同類型、數量的強化元素，通過沉澱硬化過程析出不同類型和數量的碳化物、氮化物、碳氮化物和金屬間化合物，既提高鋼的強度又保持足夠的韌性的一類高強度不銹鋼，簡稱PH鋼。沉澱硬化不銹鋼根據其基體的金相組織可以分為馬氏體型、半奧氏體型和奧氏體型3類
簡介
沉澱硬化不銹鋼，在各類不銹鋼中通過單獨或復合加入硬化元素，而獲得高強度、高韌性、高耐蝕性的一類不銹鋼 。
分類
根據鋼中主要合金元素的含量和所加的硬化元素而分為四大類，即：
(1)馬氏體沉澱硬化不銹鋼，含碳一般低0.1%。通過加入硬化元素(銅，鋁，鈦和鋁等)進行強化，以彌補強度不足。鉻含量一般高於17%，並加入適量鎳以改善耐蝕性；
(2)馬氏體時效不銹鋼，含碳不高於0.03%以保證馬氏體基體的韌性、耐蝕性、焊接性和加工性，含鉻不少12%以確保耐蝕性。另外還加入合金元素鈷，進一步改善鋼的熱處理效果；
(3)半奧氏體型，即過渡型沉澱硬化不銹鋼，含鉻不少於12%。含碳低，並且以鋁作為其主要沉澱硬化元素這類型鋼比馬氏體沉澱硬化不銹鋼有更好的綜合性能；
(4)奧氏體沉澱硬化不銹鋼，是在淬火狀態和時效狀態都為穩定奧氏體組織的不銹鋼，含鎳(高於25%)和錳都高，含鉻高於13%，以確保良好的耐蝕性和抗氧化性通常添加鈦、鋁、釩或磷作為沉澱硬化元素，同時加人微量硼、釩、氮等元素，以獲得優良的綜合性能 。
特點
沉澱硬化不銹鋼具有高強度、高韌性、高耐蝕性、高抗氧化性和優良的成型性、焊接性等綜合性能。
典型牌號
(1)0Cr17Ni4Cu4Nb鋼
該鋼為馬氏體沉澱硬化不銹鋼，Ms點約150℃，Mf點在30℃以下。馬氏體轉變完全與否受成分和冷卻方式影響。鋼中銅以極細小而分散的ε相彌散分布在基體上從而提高強度。H900處理時σb=1310MPa，σ0.2=1170MPa，δ5=10%，ψ=40%。該鋼具有良好的耐腐蝕性，耐蝕性優於一般馬氏體不銹鋼，與一般奧氏體不銹鋼相近。它具有良好的切削性能，不需預熱就可以焊接並且焊後可不進行局部退火。它主要用於製造耐蝕和高強度部件如噴氣發動機壓氣機機匣及大型汽輪機末級葉片。
(2)0Cr17Ni7Al鋼
這個牌號為半奧氏體沉澱硬化不銹鋼。它是在0Cr17Ni7這一不穩定的奧氏體鋼中添加鋁，再經過馬氏體轉變和析出NiAl化合物而硬化的鋼種。在RH950處理後，σb=1580MPa，σ0.2=1470MPa，δ5=6%。該鋼在氧化性酸中耐蝕性良好，而在像硫酸、鹽酸等非氧化性酸中耐蝕性差。經A或A1750處理後的耐酸性最好。而用TH、RH、CH處理後的耐酸性變差。該鋼的焊接可採用與奧氏體不銹鋼相同的焊接工藝。若採用與母材成分相同的焊條焊接，則焊縫中將出現大量的δ鐵素體，造成焊縫韌性的下降，因而焊條中可適當的降鉻或增鎳。焊接時應採用惰性氣體保護以防焊條中鋁的氧化。為獲得良好的焊接效率，固溶退火後的焊件，最好先進行固溶處理，然後再進行調整和時效處理。該類鋼主要用於製造飛機外殼、結構件、導彈的壓力容器和構件，噴氣發動機零件、彈簧、隔膜、波紋管、天線、緊固件、測量儀表等。
(3)0Cr15Ni25Ti2MoVB鋼
該鋼為奧氏體沉澱硬化不銹鋼，亦即鐵鎳基高溫合金。鋼不僅在固溶態，而且在時效態均為穩定的奧氏體組織。-般由鋼中形成金屬間化合物來達到提高強度和改善高溫性能。在時效態σb=1035MPa，σ0.2=690MPa，δ=25%，ψ=40%。該鋼高溫強度好，使用溫度可達600～700℃。650℃以下的高溫屈服強度與室溫差不多。低溫韌性良好，但存在室溫強度低，焊接性能差等缺點 。
應用
而廣泛用於尖端工業和民用工業，例如典型的沉澱硬化不銹鋼17-4P，可用來製作在370℃以下，要求耐蝕、耐磨、高強度的結構 。

B. 何謂加工硬化，產生的原因是什麼，有何利弊

加工硬化就是隨著冷變形程度的增加，金屬材料強度和硬度指標都有所提高，但塑性、韌性有所下降。

產生的原因：金屬在塑性變形時，晶粒發生滑移，出現位錯的纏結，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金屬內部產生了殘余應力等。加工硬化的程度通常用加工後與加工前表面層顯微硬度的比值和硬化層深度來表示。

好處：加工硬化是強化金屬（提高強度）的方法之一，對純金屬以及不能用熱處理方法強化的金屬來說尤其重要。例如可以用冷拉、滾壓和噴丸等工藝，提高金屬材料、零件和構件的表面強度；

或者零件受力後，某些部位局部應力常超過材料的屈服極限，引起塑性變形，由於加工硬化限制了塑性變形的繼續發展，可提高零件和構件的安全度；

壞處：加工硬化提高了變形抗力，給金屬的繼續加工帶來困難。如冷拉鋼絲，由於加工硬化使進一步拉拔耗能大，甚至被拉斷，因此必須經中間退火，消除加工硬化後再拉拔。又如在切削加工中會使工件表層脆而硬，在切削時增加切削力，加速刀具磨損等。

影響表面層加工硬化的因素如下：

1、切削力。切削力越大，塑性變形越大，硬化程度也越大，硬化層深度也越大。因此，增大進給量切削深度和減小前角，都會增丈切削力，使加工硬化嚴重。

2、切削溫度。切削時產生的熱最會對工件的表面層硬化產生軟化作用，因此切削溫度越高，表面層的加工硬化回復程度就越大。

3、變形速度（切削速度）。變形速度很快時，工件接觸時間短，塑性變形不充分，因此硬化程度將降低。

4、工件材料硬度低、塑性大時切削加工的表面層加工硬化現象嚴重。

C. 不銹鋼的影響因素

不論不銹鋼板還是耐熱鋼板，奧氏體型的鋼板的綜合性能最好，既有足夠的強度，又有極好的塑性同時硬度也不高，這也是它們被廣泛採用的原因之一。奧氏體型不銹鋼同絕大多數的其它金屬材料相似，其抗拉強度、屈服強度和硬度，隨著溫度的降低而提高；塑性則隨著溫度降低而減小。其抗拉強度在溫度15~80°C范圍內增長是較為均勻的。更重要的是：隨著溫度的降低，其沖擊韌度減少緩慢，並不存在脆性轉變溫度。所以不銹鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。不銹鋼的耐熱性能是指高溫下，既有抗氧化或耐氣體介質腐蝕的性能即熱穩定性。 鉻是奧氏體不銹鋼中最主要的合金元素，奧氏體不銹鋼的不銹性和耐蝕性的獲得主要是由於在會質作用下，鉻促進了鋼的鈍化並使鋼保持穩定鈍態的結果。○1鉻對組織的影響：在奧氏體不銹鋼中，鉻是強烈形成並穩定鐵體的元素，縮小奧氏體區，隨著鋼中含量增加，奧氏體不銹鋼中可出現鐵素體（δ）組織，研究表明，在鉻鎳奧氏體不銹鋼中，當碳含量為0.1%，鉻含量為18%時，為獲得穩定的單一奧氏體組織，所需鎳含量最低，約為8%，就這一點而言，常用的18Cr—8Ni型鉻鎳奧氏體不銹鋼是含鉻，鎳量配比最為適宜的一種。有奧氏體不銹鋼中，隨著鉻含量的增加，一些金屬間相（比如δ相）的形成傾向增大，當鋼中含有鉬時，鉻含含量會增加還會χ相等的形成，如前所述，σ，χ相的析出不僅顯著降低鋼的塑性和韌性，而且在一些條件下還降低鋼的耐蝕性，奧氏體不銹鋼中鉻含量的提高可使馬氏體轉烴溫度（Ms）下降，從而提高奧氏體基體的穩定性。因此高鉻（比如超過20%）奧氏體不銹鋼即使經過冷加工和低溫處理也很難獲得馬氏體組織。
鉻是強碳化物形成元素，在奧氏體不銹鋼中也不例外，奧氏體不銹鋼中常見的鉻碳化物有Cr23C6；當鋼中含有鉬或鉻時，還可見到期Cr6C等碳化物，它們的形成在某些條件下對鋼的性能會產生重要影響。○2鉻對性能的影響：一般來說，只要奧氏體不銹鋼保持完全奧氏體組織而沒有δ鐵素體等的形成，僅提高鋼中鉻含量不會對力學性能有顯著影響，鉻對奧氏體不銹鋼性能影響最大的是耐蝕性，主要表現為：鉻提高鋼的耐氧化性介質和酸性氯化物介質的性能；在鎳以及鉬和銅復合作用下，鉻提高鋼耐一些還原性介質，有機酸，尿素和鹼介質的性能；鉻還提高鋼耐局部腐蝕，比如晶間腐蝕。點腐蝕，縫隙腐蝕以及某此條件下應力腐蝕的性能。對奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感性影響最大的因素是鋼中碳含量，其他元素對晶間腐蝕的作用主要視其對碳化物的溶解和沉澱行為的影響而定，在奧氏體不銹鋼中，鉻能增大碳的溶解度而降低鉻的貧化度，因而提高鉻含量對奧氏體不銹鋼的耐晶間腐蝕是有益，鉻非常有效地改善奧氏體不銹鋼的耐點腐蝕及縫隙腐蝕性能，當鋼中同時有鉬或鉬及氮存在時，鉻的這種有效性大加強，雖然根據研究鉬的耐點腐蝕及縫隙腐蝕的能力為鉻的3倍左右，氮為鉻的30倍，但是大量研究，奧氏體不銹鋼中如果沒有鉻或者鉻含量較低，鉬及氮的耐點腐蝕與縫隙腐蝕作用便會喪失或不夠顯著。
鉻對奧氏體不銹鋼的耐應力腐蝕性能的作用，隨實驗介質條件及實際使用環境而異，在MgCl2沸騰溶液中，鉻的作用一般是有害的，但是在含Cl-和氧的水介質，高溫高壓水以及點腐蝕為起源的應力腐蝕條件下，提高鋼中鉻含量則對耐應力腐蝕有利，同時，鉻還可防止奧氏體不銹鋼及合金中由於鎳含量提高而容易出現的晶間型應力腐蝕的傾向，對開裂性（NaOH）應力腐蝕，鉻的作用也是有益的，鉻除對奧氏體不銹鋼耐蝕性有重要影響外，還能顯著提高該類鋼的抗氧化，抗硫化和抗融鹽腐蝕等性能。 1 鎳對組織的影響
鎳是強烈穩定奧氏體且擴大奧氏體相區的元素，為了獲得單一的奧氏體組織，當鋼中含有0.1%碳和18%鉻時所需的最低鎳含量約為8%，這便是最著名18-8鉻鎳奧氏體不銹鋼的基本分，奧氏體不銹鋼中，隨著鎳含量的增加，殘余的鐵素體可完全消除，並顯著降低σ相形成的傾向；同時馬氏體轉烴溫度降低，甚至可不出現λ→M相變，但是鎳含量的增加會降低碳在奧氏體不銹鋼中的溶解度，從而使碳化物析出傾向增強。
2 鎳對性能的影響
鎳對奧氏體不銹鋼特別是對鉻鎳奧氏體不銹鋼力學性能的影響，主要是由鎳對奧氏體穩定性的影響來決定，在鋼中可能發生馬氏體轉變的鎳含量范圍內，隨著鎳含量的增加，鋼的強度降低而塑性提高，具有穩定奧氏體組織的鉻鎳奧氏體不銹鋼韌性（包括極低溫韌性）非常優良，因而可作為低溫鋼使用，這是眾所周知的，對於具有穩定奧氏體組織的鉻錳奧氏體不銹鋼，鎳的加入可進一步改善其韌性。鎳還可顯著降低奧氏體不銹鋼的冷加工硬化傾向，這主要是由於奧氏體穩定性增大，減少以至消除了冷加工過程中的馬氏體轉變，同時對奧氏體本身的冷加工硬化作用不太明顯，不銹鋼冷加工硬化傾向的影響，鎳降低奧氏體不銹鋼冷加工硬化速率，與降低鋼的室溫及低溫強度，提高塑性的作用，決定了鎳含量的提高有利於奧氏體不銹的冷加工成形性能，提高鎳含量還可減少以至消除18-8和17-14-2型鉻鎳奧氏體不銹鋼中的δ鐵素體，從而提高其熱加工性能，但是，δ鐵素體的減少對這些鋼種的可焊接性不利會增大焊接熱裂紋絲傾向，此外，鎳還可顯著提高鉻錳氮（鉻錳鎳氮）奧氏體不銹鋼的熱加工性能，從而顯著提高鋼的成材率，在奧氏體不銹鋼中，鎳的加入以及隨著鎳含量的提高，導致鋼的熱力學穩定性增加，因此奧氏體不銹鋼具有更好的不銹性和耐氧化性介質的性能，且隨著鎳含量增加，耐還原性介質的性能進一步得到改善.值得指出，鎳還是提高奧氏體不銹耐許多介質穿晶型應力腐蝕的唯一重要元素，在各種酸介質中鎳對奧氏體不銹鋼耐蝕性能的影響，需要指出，在高溫高壓水中的一些條件下，鎳含量的提高導致鋼和合金的晶間型應力腐蝕敏感性增加，但是這種不利作用會由於鋼及合金中鉻含量的提高而獲得減輕或受到抑制.隨磁卡奧氏體不銹鋼中鎳含量的提高，其產生晶間腐蝕的臨界碳含量降低，即鋼的晶間腐蝕敏感性增加，至於對奧氏體不銹鋼耐點腐蝕及縫隙腐蝕的性能，鎳的作用並不顯著，此外，鎳還提高奧氏體不銹鋼的高溫抗氧化性能，這主要與鎳改善了鉻的氧化膜的成分，結構和性能降低，並且鎳含量越高越有害，這主要是由於鋼中晶界處低熔點硫化鎳所致，一般來說，簡單的鉻鎳（及鉻錳氮）奧氏體不銹鋼僅用於要求不銹性和耐氧化性介質（比如硝酸等）的使用條件下，鉬作為奧氏體不銹鋼中的重要合金元素加入到鋼中使其使用范圍進一步擴大，鉬的作用主要是提高鋼在還原性介質 1 鉬對組織的影響
鉬和鉻都是形成和穩定鐵素體並擴大鐵素體相區的元素，鉬形成鐵素體的能力與鉻相當。鉬還促進奧氏體不銹鋼中金屬間相，比如σ相，κ相，和Laves相等的沉澱，對鋼的耐蝕性和力學性能都會產生不利影響，特別是導致塑性，韌性下降。為使奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織，隨著鋼中鉬含量的增加，奧氏體形成元素（鎳，氮及錳等）的含量也要相應提高，以保持鋼中鐵素體與奧氏體形成元素之間的平衡。
2 鉬對性能的影響
鉬對奧氏體不銹鋼的氧化作用不顯著，因此當鉻鎳奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織且無金屬間析出時，鉬的加入對其室溫力學性能影響不大，但是，隨著鉬含量的增加，鋼的高溫強度提高，比如持久，蠕變等性能均獲較大改善，因此含鉬不銹鋼也常在高溫下應用，然而，鉬的加入使鋼的高溫變形抗力增大，加之鋼中常常存在少量δ鐵素體因而含鉬不銹鋼的熱衷加工性比不含鉬鋼為差，而且鉬含量越高，熱加工性能越壞，另外，含鉬奧氏體不銹鋼中容易發生κ（σ）相沉澱，這將顯著惡化鋼的塑性和韌性，因此在含鉬奧氏體不銹鋼的生產，設備製造和應用過程中，要注意防止鋼中金屬間相的形成，雖然鉬作用為合金元素對奧氏體不銹鋼耐還原性介質，面點腐蝕及縫隙腐蝕的原因尚不完全清楚，但大量實驗已指出，鉬的耐蝕作用僅相當鋼中含有較高量的鉻時才有效，鉬主要是強化鋼中鉻的耐蝕作用，與此同時，鉬形成酸鹽後的緩蝕作用也已為實驗所證實，在耐高濃氯化物溶液的應力腐蝕方面，雖然鉬作為合金元素對奧氏體不銹鋼耐還原性介質，耐點腐蝕及縫隙腐蝕的原因尚不完全清楚，但大量實驗已指出，鉬的作用僅當鋼中含有較高量的鉻時才有效，鉬主要是強化鋼中鉻的耐蝕作用，與此同時，鉬形成鉬酸鹽後的緩沖作用也已為實驗所證實，在耐高濃氯化物沉淪的應力腐蝕方面，雖然一此實驗指同。3#以下的鉬對奧氏體不銹鋼的耐應力腐蝕性能有害，但是由於常見鉻鎳奧氏體不銹鋼多在含有微量氯化物及飽和氧的水介質中使用，其應力腐蝕又以點腐蝕為起源，因此含鉬的鉻鎳鉬奧氏體不銹鋼由於耐點腐蝕性能較高，所以在實際應用中常常比不含鉬鋼具有更好的耐氯化物應力腐蝕性能。

D. 不銹鋼能否硬化處理

不銹鋼可以硬化處理。
硬化處理不銹鋼的方法：
一．利用低壓等離子體輝光放電技術在350～450℃之間對奧氏體不銹鋼後卡進行滲氮表面強化，在壓強100～150KPa，處理60～100分鍾即可得到厚度10～30 um左右的高硬度的氮過飽和奧氏體固溶體強化層．採用X射線衍射、電子探針及俄歇譜儀等對滲層進行結構分析表明，在處理溫度低於450℃時，滲層為單相氮過飽和奧氏體固溶體層，顯微硬度達到IOOOHV，與原基體材料相比，耐磨性提高了2～3倍。
二．利用低壓等離子體輝光放電技術在350～450℃之間對奧氏體不銹鋼後卡進行快速滲碳表面強化，在壓強100～150KPa，處理60～100分鍾即可得到厚度10～30 u m左右的高硬度的碳過飽和奧氏體固溶體強化層．採用X射線衍射、電子探針及俄歇譜儀等對滲層進行結構分析表明，在處理溫度低於450℃時，滲層為單相碳過飽和奧氏體固溶體層，顯微硬度達到900HV，與原基體材料相比，耐磨性提高，抗咬合性能得到改善。

E. 不銹鋼在什麼情況下會出現裂紋和變脆性

304不銹鋼是一種很常見的不銹鋼，業內也叫做18/8不銹鋼。它的抗腐蝕性能要優於 430不銹鋼，但是價格又比316不銹鋼便宜，因此廣百泛使用於生活中，例如：一些高檔的不銹鋼度餐具，戶外的不銹鋼欄桿等。

系統描述：304不銹鋼是應用最為廣泛的一種鉻-鎳不銹鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械特性。在大氣中耐腐蝕， 如果是工業性氣氛或重污染地區，則需要及時清潔以避免腐蝕。適合用於食品知的加工、儲存和運輸。 具有良好的加工性能和可焊性。 板式換熱器、波紋管、家庭用品、建材、化學、食品工業等。304不銹鋼為國家認可的食品級不銹鋼。

抗拉強度 σb (MPa)≥520
條件屈服強度 σ0.2 (MPa)≥205
伸長率 δ5 (%)≥40
斷面收縮率道 ψ (%)≥60
硬度：≤187HB;≤90HRB;≤200HV
304不銹鋼會在什麼樣的環境下發生較嚴重腐蝕？
不銹鋼是石油、化工、化肥、食品、國防、餐具、合成纖維和石油提煉等產業行業中廣泛使用的金屬材，而很多容器、管道、閥門、泵、等一般都因與各種腐蝕性介質接觸遭受腐蝕而報廢。據統計，全世界每年因腐蝕而報廢的鋼材約占鋼材年產量的1／4。而不銹鋼的產量占鋼鐵總產量的1%。因此，材料受到腐蝕而失效是當今材料研究與發展中的三大主要題目之一。
不銹鋼是指具有抗腐蝕性能的一類鋼種。

通常所說的不銹鋼是不銹鋼與耐酸鋼的總稱。

不銹鋼不一定耐酸，但耐酸鋼同時又是不銹鋼。

所謂不銹鋼是指能抵抗大氣及弱腐蝕介質腐蝕的鋼種。腐蝕速度＜0.01mm／年者為完全耐腐蝕鋼，速度＜0.1mm／年者為耐蝕鋼。所謂的耐酸鋼是指在各種強腐蝕介質中能耐酸的鋼．腐蝕速度＜0.1mm／年者為完全耐蝕，腐蝕速度＜1mm／年者為耐蝕。因此，不銹鋼並不是不腐蝕、只不過腐蝕速度較慢而已、盡對不被腐蝕的鋼是不存在的。

值得留意的是在同一介質中．不同種類的不銹鋼腐蝕速度大不相同而同一種不銹鋼在不同的介質中腐蝕行為也大不一樣。例如．Ni-Cr不銹鋼在氧化性介質中的耐蝕性很好．但在非氧化介質中(如鹽酸）的耐蝕性就不好了。因此把握各類不銹鋼的特點、對於正確選擇和使用不銹鋼是很重要的。

不銹鋼不僅要耐蝕，還要承受或傳遞載荷，因此還需要具有較好的力學性能。不銹鋼一般以板、管等型材加工成構件或零件，因此．要有良好的切削加工性能和良好的焊接性能。

不銹鋼按典型組織分為：鐵素體（F）型不銹鋼；馬氏體（M）型不銹鋼；奧氏體（A）型不銹鋼；奧氏體-鐵素體（A-F）雙相型不銹鋼；沉澱硬化型不銹鋼。

一、金屬腐蝕

（一）金屬的腐蝕過程

在外界介質的作用下使金屬逐漸受到破壞的現象稱為腐蝕。腐蝕基本上有兩種形式．化學腐蝕和電化學腐蝕。在生產實際中碰到的腐蝕主要是電化學腐蝕，化學腐蝕中不產生電流，巨在腐蝕過程中形成某種腐蝕產物。這種腐蝕產物一般都覆蓋在金屬表面上形成一層膜，使金屬與介質隔離開來。

假如這層化學天生物是穩定、緻密、完整並同金屬表層牢固結合的，則將大大減輕甚至可以防止腐蝕的進一步發展，對金屬起保護作用。形成保護膜的過程稱為鈍化。例如，天生SiO2、Al2O3、Cr2O3等氧化膜，這些氧化膜結構緻密、完整、無疏鬆、無裂紋且不易剝落，可起到保護基體金屬、避免繼續氧化的作用。例如鐵在高溫氧化時天生的Fe2O3。反之，有些氧化膜是不連續的，或者是多孔狀的．對基體金屬沒有保護作用。例如．有些金屬的氧化物，如Mo2O3、WO3在高溫下具有揮發性，完全沒有覆蓋基體的保護作用。

可見，氧化膜的產生及氧化膜的結構和性質是化學腐蝕的重要特徵。因此，進步金屬耐化學腐蝕的能力，主要是通過合金化或其它方法，在金屬表面形成一層穩定的、完整緻密的並與基體結合牢固的氧化膜，也稱為鈍化膜，電化學腐蝕是金屬腐蝕更重要的、更普遍的形式，它是由不同的金屬或金屬的不同電極電位而構成原電池所產生的。

這種原電池腐蝕是在顯微組織之間產生的故又稱之為微電池腐蝕。電化學腐蝕的特點是有電介質存在，不同金屬之間、金屬微區之間或相之間有電位差異連通或接觸，同時有腐蝕電流產生。

二、腐蝕類型

金屬材料在產業生產中的腐蝕失效形式是多種多樣的。不同材料在不同負荷及不同介質環境的作用下，其腐蝕形式主要有以下幾類：

一般腐蝕：金屬裸露表面發生大面積的較為均勻的腐蝕，雖降低構件受力有效面積及其使用壽命，但比局部腐蝕的危害性小。

晶間腐蝕：指沿品界進行的腐蝕，使晶粒的連接遭到破壞。這種腐蝕的危害性最大，它可以使金屬變脆或喪失強度，敲擊時失往金屬聲響，易造成忽然事故。晶間腐蝕為奧氏體不銹鋼的主要腐蝕形式，這是由於晶界區域與晶內成分或應力有差別，引起晶界區域電極電位明顯降低而造成的電極電位助差別所致。

應力腐蝕：金屬在腐蝕介質及拉應力（外加應力或內應力）的共同作用下產生破裂現象。斷裂方式主要是沿晶的、也有穿晶的，這是一種危險的低應力脆性斷裂、在氯化介質和鹼性氧化物或其它水溶性介質中常發生應力腐蝕，在很多設備的事故中占相當大的比例。

點腐蝕：點腐蝕是發生在金屬表面局部區域的一種腐蝕破壞形式、點腐蝕形成後能迅速地向深處發展，最後穿透金屬。點腐蝕危害性很大，尤其是對各種容器是極為不利的。出現點腐蝕後應及時磨光或塗漆，以避免腐蝕加深。

點腐蝕產生的原因是在介質的作用下，金屬表面鈍化膜受到局部損壞而造成的。或者在含有氯離子的介質中，材料表面缺陷疏鬆及非金屬夾雜物等都可引出發點腐蝕。

腐蝕疲憊：金屬在腐蝕介質及交變應力作用下發生的破壞、其特點是產生腐蝕坑和大量裂紋。明顯降低鋼的疲憊強度，導致過早斷裂。腐蝕疲憊不同於機械疲憊，它沒有一定的疲憊極限，隨著循環次數的增加，疲憊強度一直是下降的。

除了上述各種腐蝕形式以外，還有由於宏觀電池作用而產生的腐蝕。例如，金屬構件中鉚釘與鉚接材料不同、異種金屬的焊接、船體與螺旋槳材料不同等因電極電位差別而造成的腐蝕。

從上述腐蝕機理可見，防止腐蝕的著眼點應放在：盡可能減少原電池數目，使鋼的表面形成一層穩定的、完整的、與鋼的基體結合牢固的鈍化膜；在形成原電池的情況下，盡可能減少兩極間的電極電位差。

不銹鋼的合金化原理

進步鋼耐蝕性的方法很多，如表面塗一層耐蝕金屬、塗敷非金屬層、電化學保護和改變腐蝕環境介質等。但是利用合金化方法，進步材料本身的耐蝕性是最有效的防止腐蝕破壞的措施之一，其方法如下：

（1）加進合金元素，進步鋼基體的電極電位，從而進步鋼的抗電化學腐蝕能力。一般鋼中加進Cr、Ni、Si多元素均能進步其電極電位。由於Ni較缺，Si的大量加進會使鋼變脆，因此，只有Cr才是明顯進步鋼基體電極電位常用的元素。

Cr能進步鋼的電極電位，但不是呈線性關系。實驗證實鋼的電極電位隨合金元素的增加，存在著一個量變到質變的關系，遵循1/8規律。

當Cr含量達到一定值時即1／8原子（l／8、2／8、3/8……）時，電極電位將有一個突變。因此，幾乎所有的不銹鋼中，Cr含量均在12.%（原子）以上，即11.7%（質量）以上。

（2）加進合金元素使鋼的表面形成一層穩定的、完整的與鋼的基體結合牢固的純化膜。從而進步鋼的耐化學腐蝕能力。如在鋼中加進Cr,Si.Al等合金元素，使鋼的表層形成緻密的Cr2O3,SiO2,Al2O3等氧化膜，就可進步鋼的耐蝕性。

（3）加進合金元素使鋼在常溫時能以單相狀態存在，減少微電池數目從而進步鋼的耐蝕性。如加進足足數目的Cr或Cr－Ni,使鋼在室溫下獲得單相鐵素體或單相奧氏體。

（4）加進Mo、Cu等元素，進步抗腐蝕的能力。

（5）加進Ti，Nb等元素，消除Cr的晶間偏析，從而減輕了晶間腐蝕傾向。

（6）加進Mn、N等元素，代替部分Ni獲得單相奧氏體組織，同時能大大進步鉻不銹鋼在有機酸中的耐蝕性。

不銹鋼的種類和特點

不銹鋼有兩種分類法：一種是按合金元素的特點，劃分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼。

另一種是按在正火狀態下鋼的組織狀態，劃分為M不銹鋼、F不銹鋼、A不銹鋼、A一F雙相不銹鋼。

三、馬氏體不銹鋼

典型的馬氏體不銹鋼有1Cr13～4Cr13和9Cr18等

1Cr13鋼加工工藝性能良好。可不經預熱進行深沖、彎曲、卷邊及焊接。2Crl3冷變形前不要求預熱，但焊接前需預熱，1Crl3、2Cr13主要用來製作耐蝕結構件如汽輪機葉片等，而3Cr13、4Cr13主要用來製作醫療器械外科手術刀及耐磨零件；9Crl8可做耐蝕軸承及刀具。

四、鐵素體不銹鋼

鐵素不銹鋼的含Cr量一般為13％～30％合碳量低於0.25%。有時還加進其它合金元素。金相組織主要是鐵素體，加熱及冷卻過程中沒有αγ轉變，不能用熱處理進行強化。抗氧化性強。同時，它還具有良好的熱加工性及一定的冷加工性。鐵?體不銹鋼主要用來製作要求有較高的耐蝕性而強度要求較低的構件，廣泛用於製造生產硝酸、氮肥等設備和化工使用的管道等。

典型的鐵素體不銹鋼有Crl7型、Cr25型和Cr28型。

五、奧氏體不銹鋼

奧氏體不銹鋼是克服馬氏作不銹鋼耐蝕性不足和脆性過大而發展起來的。基本成分為Crl8%、Ni8%簡稱18－8鋼。其特點是合碳量低於0.1%，利用Cr、Ni配合獲得單相奧氏體組織。

奧氏作不銹鋼一般用於製造生產硝酸、硫酸等化工設備構件、冷凍產業低溫設備構件及經形變強化後可用作不銹鋼彈簧和鍾表發條等。

奧氏體不銹鋼具有良好的抗均勻腐蝕的性能，但在局部抗腐蝕方面，仍存在下列題目：

1、奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕

奧氏作不銹鋼在450～850℃保溫或緩慢冷卻時，會出現晶問腐蝕。

含碳量越高，晶間蝕傾向性越大。此外，在焊接件的熱影響區也會出現晶間腐蝕。這是由於在晶界上析出富Cr的Cr23C6。使其四周基體產生貧鉻區，從而形成腐蝕原電池而造成的。這種晶間腐蝕現象在前面提到的鐵素體不銹鋼中也是存在的。

工程上常採用以下幾種方法防止晶間腐蝕：

（1）降低鋼中的碳量，使鋼中合碳量低於平衡狀態下在奧氏體內的飽和溶解度，即從根本上解決了鉻的碳化物（Cr23C6）在晶界上析出的題目。通常鋼中合碳量降至0.03％以下即可滿足抗晶間腐蝕性能的要求。

（2）加進Ti、Nb等能形成穩定碳化物（TiC或NbC）的元素，避免在晶界上析出Cr23C6，即可防上奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕。

（3）通過調整鋼中奧氏體形成元素與鐵素體形成元素的比例，使其具有奧氏體+鐵索體雙相組織，其中鐵素體佔5％一12％。這種雙相組織不易產生晶間腐蝕。

（4）採用適當熱處理工藝，可以防止晶間腐蝕，獲得最佳的耐蝕性。

2、奧氏體不銹鋼的應力腐蝕

應力（主要是拉應力）與腐蝕的綜合作用所引起的開裂稱為應力腐蝕開裂，簡稱SCC（StressCrackCorrosion）。奧氏體不銹鋼輕易在含氯離子的腐蝕介質中產生應力腐蝕。當含Ni量達到8%一10%時，奧氏體不銹鋼應力腐蝕傾向性最大，繼續增加含Ni量至45～50%應力腐蝕傾向逐漸減小，直至消失。

防止奧氏體不銹鋼應力腐蝕的最主要途徑是加進Si2～4％並從冶煉上將N含量控制在0.04％以下。此外還應盡量減少P、Sb、Bi、As等雜質的含量。另外可選用A-F雙相鋼，它在Cl-和OH-介質中對應力腐蝕不敏感。當初始的微細裂紋碰到鐵素體相後不再繼續擴展，鐵素體含量應在6%左右。

3、奧氏作不銹鋼的形變強化

單相的奧氏體不銹鋼具有良好的冷變形性能，可以冷拔成很細的鋼絲，冷軋成很薄的鋼帶或鋼管。經過大量變形後，鋼的強度大力進步，尤其是在零下溫區軋制時，效果更為明顯。抗拉強度可達2000MPa以上。這是由於除了冷作硬化效果外，還疊加了形變誘發M轉變。

奧氏作不銹鋼經形變強化後可用來製造不銹彈簧、鍾表發條、航空結構中的鋼絲繩等。形變後若需焊接，則只能採用點焊工藝、形變使應力腐蝕傾向性增加。並因部分γ->M轉變而產生鐵磁性，在使用時（如儀表零件中）應予以考慮。

再結晶溫度隨形變數而改變，當形變數為60％時，其再結晶溫度降為650℃冷變形奧氏體不銹鋼再結晶退火溫度為850～1050℃，850℃則需保溫3h，1050℃時透燒即可，然後水冷。

4、奧氏作不銹鋼的熱處理

奧氏體不銹鋼常用的熱處理工藝有：固溶處理、穩定化處理和往應力處理等。

（1）固溶處理。將鋼加熱到1050～1150℃後水淬，主要目的是使碳化物溶於奧氏體中，並將此狀態保存到室溫，這樣鋼的耐蝕性會有很大改善。

如上所述，為了防止晶問腐蝕，通常採用固溶化處理，使Cr23C6溶於奧氏體中，然後快速冷卻。對於薄壁件可採用空冷，一般情況採用水冷。 （2）穩定化處理。一般是在固溶處理後進行，常用於含Ti、Nb的18-8鋼，固處理後，將鋼加熱到850～880℃保溫後空冷，此時Cr的碳化物完全溶解，脫而鈦的碳化物不完全溶解，且在冷卻過程中充分析出，使碳不可能再形成鉻的碳化物，因而有效地消除了晶間腐蝕。

（3）往應力處理。往應力處理是消除鋼在冷加工或焊接後的殘余應力的熱處理工藝一般加熱到300～350℃回火。對於不含穩定化元素Ti、Nb的鋼，加熱溫度不超過450℃，以免析出鉻的碳化物而引起晶間腐蝕。對於超低碳和含Ti、Nb不銹鋼的冷加工件和焊接件，需在500～950℃,加熱，然後緩冷，消除應力（消除焊接應力取上限溫度），可以減輕晶間腐蝕傾向並進步鋼的應力腐蝕抗力。

六、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼

在奧氏不銹鋼的基礎上，適當增加Cr含量並減少Ni含量，並與回溶化處理相配合，可獲得具有奧氏體和鐵素體的雙相組織（含40～60％δ-鐵素體）的不銹鋼，典型鋼號有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。雙相不銹鋼有較好的焊接性，焊後不需熱處理，而且其晶間腐蝕、應力腐蝕傾向性也較小。但由於含Cr量高，易形成σ相，使用時應加以留意。

在腐蝕環境中選擇不銹鋼時，除應對不銹鋼的具體使用條件有詳細的了解外，還需要考慮的主要因素有：不銹鋼的耐蝕性、強度、韌性和物理性能、加工、成形性能、資源、價格和取得的難易。
1.耐蝕性能
耐蝕性包括不銹性和耐酸,鹼,鹽等腐蝕介質的性能以及高溫下抗氧化,硫化,氯化,氟化等的性能.由於選用不同不銹鋼主要是為了解決實際工程中所遇到的各種腐蝕問題,為此在腐蝕環境中不銹鋼的耐蝕性如何是選材人員首先需要考慮的.腐蝕是金屬與介質間由於化學或電化學作用而引起的破壞,而耐蝕性指不銹鋼抵抗介質腐蝕破壞的能力,故當選材中涉及耐蝕性時,需要注意以下幾點.
1.耐蝕性的標準是人為確定的,既要承認它,使用它,又不能受它的約束,要根據具體使用要求來確定是否耐蝕的具體標准.
目前對不銹鋼的耐蝕性多採用10級標准,選擇哪一級做為耐腐蝕的要求,要考慮設備,部個的特點(薄厚,大小).使用壽命長短,產品質量(如雜質,顏色,純度)等的要求,一般說來,對使用過程中要求光潔鏡面或尺寸精密的設備儀表和部件,可選擇1~3級標准;對要求密切配合,長期不漏或要求使用限長的設備,部件選2~5級,對要求不高檢修方便或要求壽命不很長的設備,部件則可選用4~7級,除特殊例外,不銹鋼在使用條件下年腐蝕率超過1mm者一般多不選用,需要指出,10級標准對於產生局部腐蝕時是不適用的.
2.耐蝕性是相對的,有條件的,常說的不銹鋼的不銹性,耐蝕性系指指相對於生銹和不耐蝕而言,是指在一定條件下(介質,濃度,溫度,雜質,壓力,流速等一定時).截至目前為止,還沒有在任何腐蝕環境中均具有不銹性,耐蝕性的不銹鋼,因此選項材人員心須針對具體使用條件加以選擇,不銹鋼牌號選定後,使用部門還要針對所選用的不銹鋼的特性正確使用,即合理選材加正確使用才能達到具有不銹性或耐腐蝕的目的.
3.選擇不銹鋼既要考慮其耐一般腐蝕的性能,又要考慮其耐局部腐蝕的性能,在一些水介質和化工介質中,後者更需予以注意,這是因為,選材人員一般多重視不銹鋼的耐一般腐蝕性能,而在使用條件下,它們對局部腐蝕,例如對應力腐蝕孔蝕等的敏感性如何則考慮較少;不銹鋼的局部腐蝕多在耐一般腐蝕性能很好的腐蝕環境中發生,局部腐蝕常常導致不銹鋼設備,部件的突然破壞,其危害性遠遠大於一般腐蝕.
4.在一些使用條件下,還會遇到這種情況,當工作介質中或所生產的工業產品中,即使含有微量的某種或某此不銹鋼中的金屬離子時,便會影響化工工藝過程工工業產品的質量(包括光澤,顏色,純度等).這種情況在核燃料制葯和顏料等工業中最為常見,此時常常選用不含某種元素的不銹鋼或適當提高所選用不銹鋼耐蝕性檔次,以便使金屬離子降低到允許的限度.
5.不銹鋼製造設備,部件若因腐蝕而失效時,應當進行腐蝕破壞原因的分析,查明原因後採取措施,而不應一扔了之.

F. 鋼材的硬化有三種情況

金屬材料
碳：存在於所有的鋼材,是最重要的硬化元素.有助於增加鋼材的強度,我們通常希望刀具級別的鋼材擁有0.6%以上的碳,也成為高碳鋼.
磷是鋼中有害雜質之一.含磷較多的鋼,在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂,稱為「冷脆」.鋼中含碳越高,磷引起的脆性越嚴重.一般普通鋼中規定含磷量不超過 0.045％,優質鋼要求含磷更少.
硫在鋼中偏析嚴重,惡化鋼的質量.在高溫下,降低鋼的塑性,是一種有害元素,它以熔點較低的FeS的形式存在.
鉻：增加耐磨損性,硬度,最重要的是耐腐蝕性,擁有13%以上的認為是不銹鋼.盡管這么叫,如果保養不當,所有鋼材都會生銹.
錳：重要的元素,有助於生成紋理結構,增加堅固性,和強度、及耐磨損性.
鉬：碳化作用劑,防止鋼材變脆,在高溫時保持鋼材的強度,出現在很多鋼材中.
鎳：保持強度、抗腐蝕性、和韌性.
硅：有助於增強強度.和錳一樣,硅在鋼的生產過程中用於保持鋼材的強度.
鎢：增強抗磨損性.將鎢和適當比例的鉻或錳混合用於製造高速鋼.
釩：增強抗磨損能力和延展性.一種釩的碳化物用於製造條紋鋼.在許多種鋼材中都含有釩.

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G. 什麼叫做硬化處理不銹鋼

硬化處理不銹鋼：
一．利用低壓等離子體輝光放電技術在350～450℃之間對奧氏體不回銹鋼後卡進行滲氮表面強答化，在壓強100～150KPa，處理60～100分鍾即可得到厚度10～30 um左右的高硬度的氮過飽和奧氏體固溶體強化層．採用X射線衍射、電子探針及俄歇譜儀等對滲層進行結構分析表明，在處理溫度低於450℃時，滲層為單相氮過飽和奧氏體固溶體層，顯微硬度達到IOOOHV，與原基體材料相比，耐磨性提高了2～3倍。
二．利用低壓等離子體輝光放電技術在350～450℃之間對奧氏體不銹鋼後卡進行快速滲碳表面強化，在壓強100～150KPa，處理60～100分鍾即可得到厚度10～30 u m左右的高硬度的碳過飽和奧氏體固溶體強化層．採用X射線衍射、電子探針及俄歇譜儀等對滲層進行結構分析表明，在處理溫度低於450℃時，滲層為單相碳過飽和奧氏體固溶體層，顯微硬度達到900HV，與原基體材料相比，耐磨性提高，抗咬合性能得到改善。

H. 不銹鋼應變硬化要注意什麼

加工硬化------隨著冷變形程度的增加，金屬材料強度和硬度指標都有所提高，但塑內性、韌性有所容下降。 應變硬化------在材料的拉伸壓縮實驗中，材料經過屈服階段之後，又增強了抵抗變形的能力。這時，要使材料繼續變形需要增大應力。經過屈服滑移之後，材料重新呈現抵抗繼續變形的能力，稱為應變硬化。（又稱為冷作應變）。 一.常溫下鋼經過塑性變形後，內部組織將發生變化，晶粒沿著變形最大的方向被拉長，晶格被扭曲，從而提高了材料的抗變形能力。這種現象稱為應變硬化或加工硬化。 二. 金屬材料在再結晶溫度以下塑性變形時強度和硬度升高，而塑性和韌性降低的現象。又稱冷作硬化。產生原因是，金屬在塑性變形時，晶粒發生滑移，出現位錯的纏結，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金屬內部產生了殘余應力等。加工硬化的程度通常用加工後與加工前表面層顯微硬度的比值和硬化層深度來表示

I. 什麼是不銹鋼形成的原因

首先不銹鋼它不是自然形成的，它是科學家們不斷研究和實驗冶煉出來的含鉻成分的合金鋼。它發明於第一次世界大戰時，英國在戰場上的槍支，總是因槍膛磨損不能使用而運回後方。軍工生產部門命令研製高強度耐磨合金鋼的布雷爾利，專門研究解決槍膛的磨損問題。布雷爾利和其助手搜集了國內外生產的各種型號的鋼材，各種不同性質的合金鋼，在各種不同性質的機械上進行性能實驗，然後選擇出較為適用的鋼材製成槍枝。一天，他們實驗了一種含大量鉻的國產合金鋼，經耐磨實驗後，查明這種合金並不耐磨，說明這不能製造槍支，於是，他們記錄下實驗結果，往牆角一扔了事。幾個月後的一天，一位助手拿著一塊鋥光瓦亮的鋼材興沖沖跑來對布雷爾利說：「先生，這是我在清理倉庫時發現的毛拉先生送來的合金鋼，您是否實驗一下，看它到底有什麼特殊作用！」「好！」布雷爾利看著光亮耀眼的鋼材。經實驗結果證明：它是一塊不怕酸、鹼、鹽的不銹鋼。這種不銹鋼是德國的毛拉在1912年發明的，然而，毛拉卻並不知道這種不銹鋼有什麼用途。布雷爾利心裡盤算道：「這種不耐磨卻耐腐蝕的鋼材，不能制槍枝，是否可以做餐具呢？」他說干就干，動手製作了不銹鋼的水果刀、叉、勺、果盤及折疊刀等。於是不銹鋼就正式開始不斷的冶煉鍛造加工製造出各種耐腐蝕不上綉（實際它也氧化）的製品。
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