硬化不锈钢是什么原因引起的

A. 沉淀硬化不锈钢有什么作用和不同点

沉淀硬化不锈钢(precipitation hardening stainless steel)是指在不锈钢化学成分的基础上添加不同类型、数量的强化元素，通过沉淀硬化过程析出不同类型和数量的碳化物、氮化物、碳氮化物和金属间化合物，既提高钢的强度又保持足够的韧性的一类高强度不锈钢，简称PH钢。沉淀硬化不锈钢根据其基体的金相组织可以分为马氏体型、半奥氏体型和奥氏体型3类
简介
沉淀硬化不锈钢，在各类不锈钢中通过单独或复合加入硬化元素，而获得高强度、高韧性、高耐蚀性的一类不锈钢 。
分类
根据钢中主要合金元素的含量和所加的硬化元素而分为四大类，即：
(1)马氏体沉淀硬化不锈钢，含碳一般低0.1%。通过加入硬化元素(铜，铝，钛和铝等)进行强化，以弥补强度不足。铬含量一般高于17%，并加入适量镍以改善耐蚀性；
(2)马氏体时效不锈钢，含碳不高于0.03%以保证马氏体基体的韧性、耐蚀性、焊接性和加工性，含铬不少12%以确保耐蚀性。另外还加入合金元素钴，进一步改善钢的热处理效果；
(3)半奥氏体型，即过渡型沉淀硬化不锈钢，含铬不少于12%。含碳低，并且以铝作为其主要沉淀硬化元素这类型钢比马氏体沉淀硬化不锈钢有更好的综合性能；
(4)奥氏体沉淀硬化不锈钢，是在淬火状态和时效状态都为稳定奥氏体组织的不锈钢，含镍(高于25%)和锰都高，含铬高于13%，以确保良好的耐蚀性和抗氧化性通常添加钛、铝、钒或磷作为沉淀硬化元素，同时加人微量硼、钒、氮等元素，以获得优良的综合性能 。
特点
沉淀硬化不锈钢具有高强度、高韧性、高耐蚀性、高抗氧化性和优良的成型性、焊接性等综合性能。
典型牌号
(1)0Cr17Ni4Cu4Nb钢
该钢为马氏体沉淀硬化不锈钢，Ms点约150℃，Mf点在30℃以下。马氏体转变完全与否受成分和冷却方式影响。钢中铜以极细小而分散的ε相弥散分布在基体上从而提高强度。H900处理时σb=1310MPa，σ0.2=1170MPa，δ5=10%，ψ=40%。该钢具有良好的耐腐蚀性，耐蚀性优于一般马氏体不锈钢，与一般奥氏体不锈钢相近。它具有良好的切削性能，不需预热就可以焊接并且焊后可不进行局部退火。它主要用于制造耐蚀和高强度部件如喷气发动机压气机机匣及大型汽轮机末级叶片。
(2)0Cr17Ni7Al钢
这个牌号为半奥氏体沉淀硬化不锈钢。它是在0Cr17Ni7这一不稳定的奥氏体钢中添加铝，再经过马氏体转变和析出NiAl化合物而硬化的钢种。在RH950处理后，σb=1580MPa，σ0.2=1470MPa，δ5=6%。该钢在氧化性酸中耐蚀性良好，而在像硫酸、盐酸等非氧化性酸中耐蚀性差。经A或A1750处理后的耐酸性最好。而用TH、RH、CH处理后的耐酸性变差。该钢的焊接可采用与奥氏体不锈钢相同的焊接工艺。若采用与母材成分相同的焊条焊接，则焊缝中将出现大量的δ铁素体，造成焊缝韧性的下降，因而焊条中可适当的降铬或增镍。焊接时应采用惰性气体保护以防焊条中铝的氧化。为获得良好的焊接效率，固溶退火后的焊件，最好先进行固溶处理，然后再进行调整和时效处理。该类钢主要用于制造飞机外壳、结构件、导弹的压力容器和构件，喷气发动机零件、弹簧、隔膜、波纹管、天线、紧固件、测量仪表等。
(3)0Cr15Ni25Ti2MoVB钢
该钢为奥氏体沉淀硬化不锈钢，亦即铁镍基高温合金。钢不仅在固溶态，而且在时效态均为稳定的奥氏体组织。-般由钢中形成金属间化合物来达到提高强度和改善高温性能。在时效态σb=1035MPa，σ0.2=690MPa，δ=25%，ψ=40%。该钢高温强度好，使用温度可达600～700℃。650℃以下的高温屈服强度与室温差不多。低温韧性良好，但存在室温强度低，焊接性能差等缺点 。
应用
而广泛用于尖端工业和民用工业，例如典型的沉淀硬化不锈钢17-4P，可用来制作在370℃以下，要求耐蚀、耐磨、高强度的结构 。

B. 何谓加工硬化，产生的原因是什么，有何利弊

加工硬化就是随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降。

产生的原因：金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。

好处：加工硬化是强化金属（提高强度）的方法之一，对纯金属以及不能用热处理方法强化的金属来说尤其重要。例如可以用冷拉、滚压和喷丸等工艺，提高金属材料、零件和构件的表面强度；

或者零件受力后，某些部位局部应力常超过材料的屈服极限，引起塑性变形，由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展，可提高零件和构件的安全度；

坏处：加工硬化提高了变形抗力，给金属的继续加工带来困难。如冷拉钢丝，由于加工硬化使进一步拉拔耗能大，甚至被拉断，因此必须经中间退火，消除加工硬化后再拉拔。又如在切削加工中会使工件表层脆而硬，在切削时增加切削力，加速刀具磨损等。

影响表面层加工硬化的因素如下：

1、切削力。切削力越大，塑性变形越大，硬化程度也越大，硬化层深度也越大。因此，增大进给量切削深度和减小前角，都会增丈切削力，使加工硬化严重。

2、切削温度。切削时产生的热最会对工件的表面层硬化产生软化作用，因此切削温度越高，表面层的加工硬化回复程度就越大。

3、变形速度（切削速度）。变形速度很快时，工件接触时间短，塑性变形不充分，因此硬化程度将降低。

4、工件材料硬度低、塑性大时切削加工的表面层加工硬化现象严重。

C. 不锈钢的影响因素

不论不锈钢板还是耐热钢板，奥氏体型的钢板的综合性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性同时硬度也不高，这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，随着温度的降低而提高；塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度15~80°C范围内增长是较为均匀的。更重要的是：随着温度的降低，其冲击韧度减少缓慢，并不存在脆性转变温度。所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。不锈钢的耐热性能是指高温下，既有抗氧化或耐气体介质腐蚀的性能即热稳定性。 铬是奥氏体不锈钢中最主要的合金元素，奥氏体不锈钢的不锈性和耐蚀性的获得主要是由于在会质作用下，铬促进了钢的钝化并使钢保持稳定钝态的结果。○1铬对组织的影响：在奥氏体不锈钢中，铬是强烈形成并稳定铁体的元素，缩小奥氏体区，随着钢中含量增加，奥氏体不锈钢中可出现铁素体（δ）组织，研究表明，在铬镍奥氏体不锈钢中，当碳含量为0.1%，铬含量为18%时，为获得稳定的单一奥氏体组织，所需镍含量最低，约为8%，就这一点而言，常用的18Cr—8Ni型铬镍奥氏体不锈钢是含铬，镍量配比最为适宜的一种。有奥氏体不锈钢中，随着铬含量的增加，一些金属间相（比如δ相）的形成倾向增大，当钢中含有钼时，铬含含量会增加还会χ相等的形成，如前所述，σ，χ相的析出不仅显著降低钢的塑性和韧性，而且在一些条件下还降低钢的耐蚀性，奥氏体不锈钢中铬含量的提高可使马氏体转烃温度（Ms）下降，从而提高奥氏体基体的稳定性。因此高铬（比如超过20%）奥氏体不锈钢即使经过冷加工和低温处理也很难获得马氏体组织。
铬是强碳化物形成元素，在奥氏体不锈钢中也不例外，奥氏体不锈钢中常见的铬碳化物有Cr23C6；当钢中含有钼或铬时，还可见到期Cr6C等碳化物，它们的形成在某些条件下对钢的性能会产生重要影响。○2铬对性能的影响：一般来说，只要奥氏体不锈钢保持完全奥氏体组织而没有δ铁素体等的形成，仅提高钢中铬含量不会对力学性能有显著影响，铬对奥氏体不锈钢性能影响最大的是耐蚀性，主要表现为：铬提高钢的耐氧化性介质和酸性氯化物介质的性能；在镍以及钼和铜复合作用下，铬提高钢耐一些还原性介质，有机酸，尿素和碱介质的性能；铬还提高钢耐局部腐蚀，比如晶间腐蚀。点腐蚀，缝隙腐蚀以及某此条件下应力腐蚀的性能。对奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性影响最大的因素是钢中碳含量，其他元素对晶间腐蚀的作用主要视其对碳化物的溶解和沉淀行为的影响而定，在奥氏体不锈钢中，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，铬非常有效地改善奥氏体不锈钢的耐点腐蚀及缝隙腐蚀性能，当钢中同时有钼或钼及氮存在时，铬的这种有效性大加强，虽然根据研究钼的耐点腐蚀及缝隙腐蚀的能力为铬的3倍左右，氮为铬的30倍，但是大量研究，奥氏体不锈钢中如果没有铬或者铬含量较低，钼及氮的耐点腐蚀与缝隙腐蚀作用便会丧失或不够显著。
铬对奥氏体不锈钢的耐应力腐蚀性能的作用，随实验介质条件及实际使用环境而异，在MgCl2沸腾溶液中，铬的作用一般是有害的，但是在含Cl-和氧的水介质，高温高压水以及点腐蚀为起源的应力腐蚀条件下，提高钢中铬含量则对耐应力腐蚀有利，同时，铬还可防止奥氏体不锈钢及合金中由于镍含量提高而容易出现的晶间型应力腐蚀的倾向，对开裂性（NaOH）应力腐蚀，铬的作用也是有益的，铬除对奥氏体不锈钢耐蚀性有重要影响外，还能显著提高该类钢的抗氧化，抗硫化和抗融盐腐蚀等性能。 1 镍对组织的影响
镍是强烈稳定奥氏体且扩大奥氏体相区的元素，为了获得单一的奥氏体组织，当钢中含有0.1%碳和18%铬时所需的最低镍含量约为8%，这便是最著名18-8铬镍奥氏体不锈钢的基本分，奥氏体不锈钢中，随着镍含量的增加，残余的铁素体可完全消除，并显著降低σ相形成的倾向；同时马氏体转烃温度降低，甚至可不出现λ→M相变，但是镍含量的增加会降低碳在奥氏体不锈钢中的溶解度，从而使碳化物析出倾向增强。
2 镍对性能的影响
镍对奥氏体不锈钢特别是对铬镍奥氏体不锈钢力学性能的影响，主要是由镍对奥氏体稳定性的影响来决定，在钢中可能发生马氏体转变的镍含量范围内，随着镍含量的增加，钢的强度降低而塑性提高，具有稳定奥氏体组织的铬镍奥氏体不锈钢韧性（包括极低温韧性）非常优良，因而可作为低温钢使用，这是众所周知的，对于具有稳定奥氏体组织的铬锰奥氏体不锈钢，镍的加入可进一步改善其韧性。镍还可显著降低奥氏体不锈钢的冷加工硬化倾向，这主要是由于奥氏体稳定性增大，减少以至消除了冷加工过程中的马氏体转变，同时对奥氏体本身的冷加工硬化作用不太明显，不锈钢冷加工硬化倾向的影响，镍降低奥氏体不锈钢冷加工硬化速率，与降低钢的室温及低温强度，提高塑性的作用，决定了镍含量的提高有利于奥氏体不锈的冷加工成形性能，提高镍含量还可减少以至消除18-8和17-14-2型铬镍奥氏体不锈钢中的δ铁素体，从而提高其热加工性能，但是，δ铁素体的减少对这些钢种的可焊接性不利会增大焊接热裂纹丝倾向，此外，镍还可显著提高铬锰氮（铬锰镍氮）奥氏体不锈钢的热加工性能，从而显著提高钢的成材率，在奥氏体不锈钢中，镍的加入以及随着镍含量的提高，导致钢的热力学稳定性增加，因此奥氏体不锈钢具有更好的不锈性和耐氧化性介质的性能，且随着镍含量增加，耐还原性介质的性能进一步得到改善.值得指出，镍还是提高奥氏体不锈耐许多介质穿晶型应力腐蚀的唯一重要元素，在各种酸介质中镍对奥氏体不锈钢耐蚀性能的影响，需要指出，在高温高压水中的一些条件下，镍含量的提高导致钢和合金的晶间型应力腐蚀敏感性增加，但是这种不利作用会由于钢及合金中铬含量的提高而获得减轻或受到抑制.随磁卡奥氏体不锈钢中镍含量的提高，其产生晶间腐蚀的临界碳含量降低，即钢的晶间腐蚀敏感性增加，至于对奥氏体不锈钢耐点腐蚀及缝隙腐蚀的性能，镍的作用并不显著，此外，镍还提高奥氏体不锈钢的高温抗氧化性能，这主要与镍改善了铬的氧化膜的成分，结构和性能降低，并且镍含量越高越有害，这主要是由于钢中晶界处低熔点硫化镍所致，一般来说，简单的铬镍（及铬锰氮）奥氏体不锈钢仅用于要求不锈性和耐氧化性介质（比如硝酸等）的使用条件下，钼作为奥氏体不锈钢中的重要合金元素加入到钢中使其使用范围进一步扩大，钼的作用主要是提高钢在还原性介质 1 钼对组织的影响
钼和铬都是形成和稳定铁素体并扩大铁素体相区的元素，钼形成铁素体的能力与铬相当。钼还促进奥氏体不锈钢中金属间相，比如σ相，κ相，和Laves相等的沉淀，对钢的耐蚀性和力学性能都会产生不利影响，特别是导致塑性，韧性下降。为使奥氏体不锈钢保持单一的奥氏体组织，随着钢中钼含量的增加，奥氏体形成元素（镍，氮及锰等）的含量也要相应提高，以保持钢中铁素体与奥氏体形成元素之间的平衡。
2 钼对性能的影响
钼对奥氏体不锈钢的氧化作用不显著，因此当铬镍奥氏体不锈钢保持单一的奥氏体组织且无金属间析出时，钼的加入对其室温力学性能影响不大，但是，随着钼含量的增加，钢的高温强度提高，比如持久，蠕变等性能均获较大改善，因此含钼不锈钢也常在高温下应用，然而，钼的加入使钢的高温变形抗力增大，加之钢中常常存在少量δ铁素体因而含钼不锈钢的热衷加工性比不含钼钢为差，而且钼含量越高，热加工性能越坏，另外，含钼奥氏体不锈钢中容易发生κ（σ）相沉淀，这将显著恶化钢的塑性和韧性，因此在含钼奥氏体不锈钢的生产，设备制造和应用过程中，要注意防止钢中金属间相的形成，虽然钼作用为合金元素对奥氏体不锈钢耐还原性介质，面点腐蚀及缝隙腐蚀的原因尚不完全清楚，但大量实验已指出，钼的耐蚀作用仅相当钢中含有较高量的铬时才有效，钼主要是强化钢中铬的耐蚀作用，与此同时，钼形成酸盐后的缓蚀作用也已为实验所证实，在耐高浓氯化物溶液的应力腐蚀方面，虽然钼作为合金元素对奥氏体不锈钢耐还原性介质，耐点腐蚀及缝隙腐蚀的原因尚不完全清楚，但大量实验已指出，钼的作用仅当钢中含有较高量的铬时才有效，钼主要是强化钢中铬的耐蚀作用，与此同时，钼形成钼酸盐后的缓冲作用也已为实验所证实，在耐高浓氯化物沉沦的应力腐蚀方面，虽然一此实验指同。3#以下的钼对奥氏体不锈钢的耐应力腐蚀性能有害，但是由于常见铬镍奥氏体不锈钢多在含有微量氯化物及饱和氧的水介质中使用，其应力腐蚀又以点腐蚀为起源，因此含钼的铬镍钼奥氏体不锈钢由于耐点腐蚀性能较高，所以在实际应用中常常比不含钼钢具有更好的耐氯化物应力腐蚀性能。

D. 不锈钢能否硬化处理

不锈钢可以硬化处理。
硬化处理不锈钢的方法：
一．利用低压等离子体辉光放电技术在350～450℃之间对奥氏体不锈钢后卡进行渗氮表面强化，在压强100～150KPa，处理60～100分钟即可得到厚度10～30 um左右的高硬度的氮过饱和奥氏体固溶体强化层．采用X射线衍射、电子探针及俄歇谱仪等对渗层进行结构分析表明，在处理温度低于450℃时，渗层为单相氮过饱和奥氏体固溶体层，显微硬度达到IOOOHV，与原基体材料相比，耐磨性提高了2～3倍。
二．利用低压等离子体辉光放电技术在350～450℃之间对奥氏体不锈钢后卡进行快速渗碳表面强化，在压强100～150KPa，处理60～100分钟即可得到厚度10～30 u m左右的高硬度的碳过饱和奥氏体固溶体强化层．采用X射线衍射、电子探针及俄歇谱仪等对渗层进行结构分析表明，在处理温度低于450℃时，渗层为单相碳过饱和奥氏体固溶体层，显微硬度达到900HV，与原基体材料相比，耐磨性提高，抗咬合性能得到改善。

E. 不锈钢在什么情况下会出现裂纹和变脆性

304不锈钢是一种很常见的不锈钢，业内也叫做18/8不锈钢。它的抗腐蚀性能要优于 430不锈钢，但是价格又比316不锈钢便宜，因此广百泛使用于生活中，例如：一些高档的不锈钢度餐具，户外的不锈钢栏杆等。

系统描述：304不锈钢是应用最为广泛的一种铬-镍不锈钢，具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性。在大气中耐腐蚀， 如果是工业性气氛或重污染地区，则需要及时清洁以避免腐蚀。适合用于食品知的加工、储存和运输。 具有良好的加工性能和可焊性。 板式换热器、波纹管、家庭用品、建材、化学、食品工业等。304不锈钢为国家认可的食品级不锈钢。

抗拉强度 σb (MPa)≥520
条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥205
伸长率 δ5 (%)≥40
断面收缩率道 ψ (%)≥60
硬度：≤187HB;≤90HRB;≤200HV
304不锈钢会在什么样的环境下发生较严重腐蚀？
不锈钢是石油、化工、化肥、食品、国防、餐具、合成纤维和石油提炼等产业行业中广泛使用的金属材，而很多容器、管道、阀门、泵、等一般都因与各种腐蚀性介质接触遭受腐蚀而报废。据统计，全世界每年因腐蚀而报废的钢材约占钢材年产量的1／4。而不锈钢的产量占钢铁总产量的1%。因此，材料受到腐蚀而失效是当今材料研究与发展中的三大主要题目之一。
不锈钢是指具有抗腐蚀性能的一类钢种。

通常所说的不锈钢是不锈钢与耐酸钢的总称。

不锈钢不一定耐酸，但耐酸钢同时又是不锈钢。

所谓不锈钢是指能抵抗大气及弱腐蚀介质腐蚀的钢种。腐蚀速度＜0.01mm／年者为完全耐腐蚀钢，速度＜0.1mm／年者为耐蚀钢。所谓的耐酸钢是指在各种强腐蚀介质中能耐酸的钢．腐蚀速度＜0.1mm／年者为完全耐蚀，腐蚀速度＜1mm／年者为耐蚀。因此，不锈钢并不是不腐蚀、只不过腐蚀速度较慢而已、尽对不被腐蚀的钢是不存在的。

值得留意的是在同一介质中．不同种类的不锈钢腐蚀速度大不相同而同一种不锈钢在不同的介质中腐蚀行为也大不一样。例如．Ni-Cr不锈钢在氧化性介质中的耐蚀性很好．但在非氧化介质中(如盐酸）的耐蚀性就不好了。因此把握各类不锈钢的特点、对于正确选择和使用不锈钢是很重要的。

不锈钢不仅要耐蚀，还要承受或传递载荷，因此还需要具有较好的力学性能。不锈钢一般以板、管等型材加工成构件或零件，因此．要有良好的切削加工性能和良好的焊接性能。

不锈钢按典型组织分为：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）双相型不锈钢；沉淀硬化型不锈钢。

一、金属腐蚀

（一）金属的腐蚀过程

在外界介质的作用下使金属逐渐受到破坏的现象称为腐蚀。腐蚀基本上有两种形式．化学腐蚀和电化学腐蚀。在生产实际中碰到的腐蚀主要是电化学腐蚀，化学腐蚀中不产生电流，巨在腐蚀过程中形成某种腐蚀产物。这种腐蚀产物一般都覆盖在金属表面上形成一层膜，使金属与介质隔离开来。

假如这层化学天生物是稳定、致密、完整并同金属表层牢固结合的，则将大大减轻甚至可以防止腐蚀的进一步发展，对金属起保护作用。形成保护膜的过程称为钝化。例如，天生SiO2、Al2O3、Cr2O3等氧化膜，这些氧化膜结构致密、完整、无疏松、无裂纹且不易剥落，可起到保护基体金属、避免继续氧化的作用。例如铁在高温氧化时天生的Fe2O3。反之，有些氧化膜是不连续的，或者是多孔状的．对基体金属没有保护作用。例如．有些金属的氧化物，如Mo2O3、WO3在高温下具有挥发性，完全没有覆盖基体的保护作用。

可见，氧化膜的产生及氧化膜的结构和性质是化学腐蚀的重要特征。因此，进步金属耐化学腐蚀的能力，主要是通过合金化或其它方法，在金属表面形成一层稳定的、完整致密的并与基体结合牢固的氧化膜，也称为钝化膜，电化学腐蚀是金属腐蚀更重要的、更普遍的形式，它是由不同的金属或金属的不同电极电位而构成原电池所产生的。

这种原电池腐蚀是在显微组织之间产生的故又称之为微电池腐蚀。电化学腐蚀的特点是有电介质存在，不同金属之间、金属微区之间或相之间有电位差异连通或接触，同时有腐蚀电流产生。

二、腐蚀类型

金属材料在产业生产中的腐蚀失效形式是多种多样的。不同材料在不同负荷及不同介质环境的作用下，其腐蚀形式主要有以下几类：

一般腐蚀：金属裸露表面发生大面积的较为均匀的腐蚀，虽降低构件受力有效面积及其使用寿命，但比局部腐蚀的危害性小。

晶间腐蚀：指沿品界进行的腐蚀，使晶粒的连接遭到破坏。这种腐蚀的危害性最大，它可以使金属变脆或丧失强度，敲击时失往金属声响，易造成忽然事故。晶间腐蚀为奥氏体不锈钢的主要腐蚀形式，这是由于晶界区域与晶内成分或应力有差别，引起晶界区域电极电位明显降低而造成的电极电位助差别所致。

应力腐蚀：金属在腐蚀介质及拉应力（外加应力或内应力）的共同作用下产生破裂现象。断裂方式主要是沿晶的、也有穿晶的，这是一种危险的低应力脆性断裂、在氯化介质和碱性氧化物或其它水溶性介质中常发生应力腐蚀，在很多设备的事故中占相当大的比例。

点腐蚀：点腐蚀是发生在金属表面局部区域的一种腐蚀破坏形式、点腐蚀形成后能迅速地向深处发展，最后穿透金属。点腐蚀危害性很大，尤其是对各种容器是极为不利的。出现点腐蚀后应及时磨光或涂漆，以避免腐蚀加深。

点腐蚀产生的原因是在介质的作用下，金属表面钝化膜受到局部损坏而造成的。或者在含有氯离子的介质中，材料表面缺陷疏松及非金属夹杂物等都可引出发点腐蚀。

腐蚀疲惫：金属在腐蚀介质及交变应力作用下发生的破坏、其特点是产生腐蚀坑和大量裂纹。明显降低钢的疲惫强度，导致过早断裂。腐蚀疲惫不同于机械疲惫，它没有一定的疲惫极限，随着循环次数的增加，疲惫强度一直是下降的。

除了上述各种腐蚀形式以外，还有由于宏观电池作用而产生的腐蚀。例如，金属构件中铆钉与铆接材料不同、异种金属的焊接、船体与螺旋桨材料不同等因电极电位差别而造成的腐蚀。

从上述腐蚀机理可见，防止腐蚀的着眼点应放在：尽可能减少原电池数目，使钢的表面形成一层稳定的、完整的、与钢的基体结合牢固的钝化膜；在形成原电池的情况下，尽可能减少两极间的电极电位差。

不锈钢的合金化原理

进步钢耐蚀性的方法很多，如表面涂一层耐蚀金属、涂敷非金属层、电化学保护和改变腐蚀环境介质等。但是利用合金化方法，进步材料本身的耐蚀性是最有效的防止腐蚀破坏的措施之一，其方法如下：

（1）加进合金元素，进步钢基体的电极电位，从而进步钢的抗电化学腐蚀能力。一般钢中加进Cr、Ni、Si多元素均能进步其电极电位。由于Ni较缺，Si的大量加进会使钢变脆，因此，只有Cr才是明显进步钢基体电极电位常用的元素。

Cr能进步钢的电极电位，但不是呈线性关系。实验证实钢的电极电位随合金元素的增加，存在着一个量变到质变的关系，遵循1/8规律。

当Cr含量达到一定值时即1／8原子（l／8、2／8、3/8……）时，电极电位将有一个突变。因此，几乎所有的不锈钢中，Cr含量均在12.%（原子）以上，即11.7%（质量）以上。

（2）加进合金元素使钢的表面形成一层稳定的、完整的与钢的基体结合牢固的纯化膜。从而进步钢的耐化学腐蚀能力。如在钢中加进Cr,Si.Al等合金元素，使钢的表层形成致密的Cr2O3,SiO2,Al2O3等氧化膜，就可进步钢的耐蚀性。

（3）加进合金元素使钢在常温时能以单相状态存在，减少微电池数目从而进步钢的耐蚀性。如加进足足数目的Cr或Cr－Ni,使钢在室温下获得单相铁素体或单相奥氏体。

（4）加进Mo、Cu等元素，进步抗腐蚀的能力。

（5）加进Ti，Nb等元素，消除Cr的晶间偏析，从而减轻了晶间腐蚀倾向。

（6）加进Mn、N等元素，代替部分Ni获得单相奥氏体组织，同时能大大进步铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性。

不锈钢的种类和特点

不锈钢有两种分类法：一种是按合金元素的特点，划分为铬不锈钢和铬镍不锈钢。

另一种是按在正火状态下钢的组织状态，划分为M不锈钢、F不锈钢、A不锈钢、A一F双相不锈钢。

三、马氏体不锈钢

典型的马氏体不锈钢有1Cr13～4Cr13和9Cr18等

1Cr13钢加工工艺性能良好。可不经预热进行深冲、弯曲、卷边及焊接。2Crl3冷变形前不要求预热，但焊接前需预热，1Crl3、2Cr13主要用来制作耐蚀结构件如汽轮机叶片等，而3Cr13、4Cr13主要用来制作医疗器械外科手术刀及耐磨零件；9Crl8可做耐蚀轴承及刀具。

四、铁素体不锈钢

铁素不锈钢的含Cr量一般为13％～30％合碳量低于0.25%。有时还加进其它合金元素。金相组织主要是铁素体，加热及冷却过程中没有αγ转变，不能用热处理进行强化。抗氧化性强。同时，它还具有良好的热加工性及一定的冷加工性。铁?体不锈钢主要用来制作要求有较高的耐蚀性而强度要求较低的构件，广泛用于制造生产硝酸、氮肥等设备和化工使用的管道等。

典型的铁素体不锈钢有Crl7型、Cr25型和Cr28型。

五、奥氏体不锈钢

奥氏体不锈钢是克服马氏作不锈钢耐蚀性不足和脆性过大而发展起来的。基本成分为Crl8%、Ni8%简称18－8钢。其特点是合碳量低于0.1%，利用Cr、Ni配合获得单相奥氏体组织。

奥氏作不锈钢一般用于制造生产硝酸、硫酸等化工设备构件、冷冻产业低温设备构件及经形变强化后可用作不锈钢弹簧和钟表发条等。

奥氏体不锈钢具有良好的抗均匀腐蚀的性能，但在局部抗腐蚀方面，仍存在下列题目：

1、奥氏体不锈钢的晶间腐蚀

奥氏作不锈钢在450～850℃保温或缓慢冷却时，会出现晶问腐蚀。

含碳量越高，晶间蚀倾向性越大。此外，在焊接件的热影响区也会出现晶间腐蚀。这是由于在晶界上析出富Cr的Cr23C6。使其四周基体产生贫铬区，从而形成腐蚀原电池而造成的。这种晶间腐蚀现象在前面提到的铁素体不锈钢中也是存在的。

工程上常采用以下几种方法防止晶间腐蚀：

（1）降低钢中的碳量，使钢中合碳量低于平衡状态下在奥氏体内的饱和溶解度，即从根本上解决了铬的碳化物（Cr23C6）在晶界上析出的题目。通常钢中合碳量降至0.03％以下即可满足抗晶间腐蚀性能的要求。

（2）加进Ti、Nb等能形成稳定碳化物（TiC或NbC）的元素，避免在晶界上析出Cr23C6，即可防上奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。

（3）通过调整钢中奥氏体形成元素与铁素体形成元素的比例，使其具有奥氏体+铁索体双相组织，其中铁素体占5％一12％。这种双相组织不易产生晶间腐蚀。

（4）采用适当热处理工艺，可以防止晶间腐蚀，获得最佳的耐蚀性。

2、奥氏体不锈钢的应力腐蚀

应力（主要是拉应力）与腐蚀的综合作用所引起的开裂称为应力腐蚀开裂，简称SCC（StressCrackCorrosion）。奥氏体不锈钢轻易在含氯离子的腐蚀介质中产生应力腐蚀。当含Ni量达到8%一10%时，奥氏体不锈钢应力腐蚀倾向性最大，继续增加含Ni量至45～50%应力腐蚀倾向逐渐减小，直至消失。

防止奥氏体不锈钢应力腐蚀的最主要途径是加进Si2～4％并从冶炼上将N含量控制在0.04％以下。此外还应尽量减少P、Sb、Bi、As等杂质的含量。另外可选用A-F双相钢，它在Cl-和OH-介质中对应力腐蚀不敏感。当初始的微细裂纹碰到铁素体相后不再继续扩展，铁素体含量应在6%左右。

3、奥氏作不锈钢的形变强化

单相的奥氏体不锈钢具有良好的冷变形性能，可以冷拔成很细的钢丝，冷轧成很薄的钢带或钢管。经过大量变形后，钢的强度大力进步，尤其是在零下温区轧制时，效果更为明显。抗拉强度可达2000MPa以上。这是由于除了冷作硬化效果外，还叠加了形变诱发M转变。

奥氏作不锈钢经形变强化后可用来制造不锈弹簧、钟表发条、航空结构中的钢丝绳等。形变后若需焊接，则只能采用点焊工艺、形变使应力腐蚀倾向性增加。并因部分γ->M转变而产生铁磁性，在使用时（如仪表零件中）应予以考虑。

再结晶温度随形变量而改变，当形变量为60％时，其再结晶温度降为650℃冷变形奥氏体不锈钢再结晶退火温度为850～1050℃，850℃则需保温3h，1050℃时透烧即可，然后水冷。

4、奥氏作不锈钢的热处理

奥氏体不锈钢常用的热处理工艺有：固溶处理、稳定化处理和往应力处理等。

（1）固溶处理。将钢加热到1050～1150℃后水淬，主要目的是使碳化物溶于奥氏体中，并将此状态保存到室温，这样钢的耐蚀性会有很大改善。

如上所述，为了防止晶问腐蚀，通常采用固溶化处理，使Cr23C6溶于奥氏体中，然后快速冷却。对于薄壁件可采用空冷，一般情况采用水冷。 （2）稳定化处理。一般是在固溶处理后进行，常用于含Ti、Nb的18-8钢，固处理后，将钢加热到850～880℃保温后空冷，此时Cr的碳化物完全溶解，脱而钛的碳化物不完全溶解，且在冷却过程中充分析出，使碳不可能再形成铬的碳化物，因而有效地消除了晶间腐蚀。

（3）往应力处理。往应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到300～350℃回火。对于不含稳定化元素Ti、Nb的钢，加热温度不超过450℃，以免析出铬的碳化物而引起晶间腐蚀。对于超低碳和含Ti、Nb不锈钢的冷加工件和焊接件，需在500～950℃,加热，然后缓冷，消除应力（消除焊接应力取上限温度），可以减轻晶间腐蚀倾向并进步钢的应力腐蚀抗力。

六、奥氏体-铁素体双相不锈钢

在奥氏不锈钢的基础上，适当增加Cr含量并减少Ni含量，并与回溶化处理相配合，可获得具有奥氏体和铁素体的双相组织（含40～60％δ-铁素体）的不锈钢，典型钢号有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。双相不锈钢有较好的焊接性，焊后不需热处理，而且其晶间腐蚀、应力腐蚀倾向性也较小。但由于含Cr量高，易形成σ相，使用时应加以留意。

在腐蚀环境中选择不锈钢时，除应对不锈钢的具体使用条件有详细的了解外，还需要考虑的主要因素有：不锈钢的耐蚀性、强度、韧性和物理性能、加工、成形性能、资源、价格和取得的难易。
1.耐蚀性能
耐蚀性包括不锈性和耐酸,碱,盐等腐蚀介质的性能以及高温下抗氧化,硫化,氯化,氟化等的性能.由于选用不同不锈钢主要是为了解决实际工程中所遇到的各种腐蚀问题,为此在腐蚀环境中不锈钢的耐蚀性如何是选材人员首先需要考虑的.腐蚀是金属与介质间由于化学或电化学作用而引起的破坏,而耐蚀性指不锈钢抵抗介质腐蚀破坏的能力,故当选材中涉及耐蚀性时,需要注意以下几点.
1.耐蚀性的标准是人为确定的,既要承认它,使用它,又不能受它的约束,要根据具体使用要求来确定是否耐蚀的具体标准.
目前对不锈钢的耐蚀性多采用10级标准,选择哪一级做为耐腐蚀的要求,要考虑设备,部个的特点(薄厚,大小).使用寿命长短,产品质量(如杂质,颜色,纯度)等的要求,一般说来,对使用过程中要求光洁镜面或尺寸精密的设备仪表和部件,可选择1~3级标准;对要求密切配合,长期不漏或要求使用限长的设备,部件选2~5级,对要求不高检修方便或要求寿命不很长的设备,部件则可选用4~7级,除特殊例外,不锈钢在使用条件下年腐蚀率超过1mm者一般多不选用,需要指出,10级标准对于产生局部腐蚀时是不适用的.
2.耐蚀性是相对的,有条件的,常说的不锈钢的不锈性,耐蚀性系指指相对于生锈和不耐蚀而言,是指在一定条件下(介质,浓度,温度,杂质,压力,流速等一定时).截至目前为止,还没有在任何腐蚀环境中均具有不锈性,耐蚀性的不锈钢,因此选项材人员心须针对具体使用条件加以选择,不锈钢牌号选定后,使用部门还要针对所选用的不锈钢的特性正确使用,即合理选材加正确使用才能达到具有不锈性或耐腐蚀的目的.
3.选择不锈钢既要考虑其耐一般腐蚀的性能,又要考虑其耐局部腐蚀的性能,在一些水介质和化工介质中,后者更需予以注意,这是因为,选材人员一般多重视不锈钢的耐一般腐蚀性能,而在使用条件下,它们对局部腐蚀,例如对应力腐蚀孔蚀等的敏感性如何则考虑较少;不锈钢的局部腐蚀多在耐一般腐蚀性能很好的腐蚀环境中发生,局部腐蚀常常导致不锈钢设备,部件的突然破坏,其危害性远远大于一般腐蚀.
4.在一些使用条件下,还会遇到这种情况,当工作介质中或所生产的工业产品中,即使含有微量的某种或某此不锈钢中的金属离子时,便会影响化工工艺过程工工业产品的质量(包括光泽,颜色,纯度等).这种情况在核燃料制药和颜料等工业中最为常见,此时常常选用不含某种元素的不锈钢或适当提高所选用不锈钢耐蚀性档次,以便使金属离子降低到允许的限度.
5.不锈钢制造设备,部件若因腐蚀而失效时,应当进行腐蚀破坏原因的分析,查明原因后采取措施,而不应一扔了之.

F. 钢材的硬化有三种情况

金属材料
碳：存在于所有的钢材,是最重要的硬化元素.有助于增加钢材的强度,我们通常希望刀具级别的钢材拥有0.6%以上的碳,也成为高碳钢.
磷是钢中有害杂质之一.含磷较多的钢,在室温或更低的温度下使用时,容易脆裂,称为“冷脆”.钢中含碳越高,磷引起的脆性越严重.一般普通钢中规定含磷量不超过 0.045％,优质钢要求含磷更少.
硫在钢中偏析严重,恶化钢的质量.在高温下,降低钢的塑性,是一种有害元素,它以熔点较低的FeS的形式存在.
铬：增加耐磨损性,硬度,最重要的是耐腐蚀性,拥有13%以上的认为是不锈钢.尽管这么叫,如果保养不当,所有钢材都会生锈.
锰：重要的元素,有助于生成纹理结构,增加坚固性,和强度、及耐磨损性.
钼：碳化作用剂,防止钢材变脆,在高温时保持钢材的强度,出现在很多钢材中.
镍：保持强度、抗腐蚀性、和韧性.
硅：有助于增强强度.和锰一样,硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度.
钨：增强抗磨损性.将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢.
钒：增强抗磨损能力和延展性.一种钒的碳化物用于制造条纹钢.在许多种钢材中都含有钒.

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G. 什么叫做硬化处理不锈钢

硬化处理不锈钢：
一．利用低压等离子体辉光放电技术在350～450℃之间对奥氏体不回锈钢后卡进行渗氮表面强答化，在压强100～150KPa，处理60～100分钟即可得到厚度10～30 um左右的高硬度的氮过饱和奥氏体固溶体强化层．采用X射线衍射、电子探针及俄歇谱仪等对渗层进行结构分析表明，在处理温度低于450℃时，渗层为单相氮过饱和奥氏体固溶体层，显微硬度达到IOOOHV，与原基体材料相比，耐磨性提高了2～3倍。
二．利用低压等离子体辉光放电技术在350～450℃之间对奥氏体不锈钢后卡进行快速渗碳表面强化，在压强100～150KPa，处理60～100分钟即可得到厚度10～30 u m左右的高硬度的碳过饱和奥氏体固溶体强化层．采用X射线衍射、电子探针及俄歇谱仪等对渗层进行结构分析表明，在处理温度低于450℃时，渗层为单相碳过饱和奥氏体固溶体层，显微硬度达到900HV，与原基体材料相比，耐磨性提高，抗咬合性能得到改善。

H. 不锈钢应变硬化要注意什么

加工硬化------随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑内性、韧性有所容下降。 应变硬化------在材料的拉伸压缩实验中，材料经过屈服阶段之后，又增强了抵抗变形的能力。这时，要使材料继续变形需要增大应力。经过屈服滑移之后，材料重新呈现抵抗继续变形的能力，称为应变硬化。（又称为冷作应变）。 一.常温下钢经过塑性变形后，内部组织将发生变化，晶粒沿着变形最大的方向被拉长，晶格被扭曲，从而提高了材料的抗变形能力。这种现象称为应变硬化或加工硬化。 二. 金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。又称冷作硬化。产生原因是，金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示

I. 什么是不锈钢形成的原因

首先不锈钢它不是自然形成的，它是科学家们不断研究和实验冶炼出来的含铬成分的合金钢。它发明于第一次世界大战时，英国在战场上的枪支，总是因枪膛磨损不能使用而运回后方。军工生产部门命令研制高强度耐磨合金钢的布雷尔利，专门研究解决枪膛的磨损问题。布雷尔利和其助手搜集了国内外生产的各种型号的钢材，各种不同性质的合金钢，在各种不同性质的机械上进行性能实验，然后选择出较为适用的钢材制成枪枝。一天，他们实验了一种含大量铬的国产合金钢，经耐磨实验后，查明这种合金并不耐磨，说明这不能制造枪支，于是，他们记录下实验结果，往墙角一扔了事。几个月后的一天，一位助手拿着一块锃光瓦亮的钢材兴冲冲跑来对布雷尔利说：“先生，这是我在清理仓库时发现的毛拉先生送来的合金钢，您是否实验一下，看它到底有什么特殊作用！”“好！”布雷尔利看着光亮耀眼的钢材。经实验结果证明：它是一块不怕酸、碱、盐的不锈钢。这种不锈钢是德国的毛拉在1912年发明的，然而，毛拉却并不知道这种不锈钢有什么用途。布雷尔利心里盘算道：“这种不耐磨却耐腐蚀的钢材，不能制枪枝，是否可以做餐具呢？”他说干就干，动手制作了不锈钢的水果刀、叉、勺、果盘及折叠刀等。于是不锈钢就正式开始不断的冶炼锻造加工制造出各种耐腐蚀不上绣（实际它也氧化）的制品。
注：本文摘自网络