碳含量对不锈钢的影响Word下载.docx

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各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用1.铬在不锈钢中的决定作用：

决定不锈钢性属的元素只有一种，这就是铬，每种不锈钢都含有一定数量的铬。

迄今为止，还没有不含铬的不锈钢。

铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素，根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后，促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。

这种变化可以从以下方面得到说明：

①铬使铁基固溶体的电极电位提高

②铬吸收铁的电子使铁钝化钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。

构成金属与合金钝化的理论很多，主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。

2.碳在不锈钢中的两重性碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。

例如工业中应用最广泛的，也是最起码的不锈钢——0Crl3~4Cr13这五个钢号的标准含铬量规定为12~14%，就是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑进去以后才决定的，目的即在于使碳与铬结合成碳化铬以后，固溶体中的含铬量不致低于11.7%这一最低限度的含铬量。

就这五个钢号来说由于含碳量不同，强度与耐腐蚀性能也是有区别的，

0Cr13~2Crl3钢的耐腐蚀性较好但强度低于3Crl3和4Cr13钢，多用于制造结构零件，后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的零件。

含碳量大于0.4%的不锈钢仅占钢号总数的一小部分，这是因为在大多数使用条件下，

不锈钢总是以耐腐蚀为主要目的。

碳元素对奥氏体不锈钢的影响来源：

编辑：

日期：

2007-4-2加入收藏碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体区的元素.碳形成奥氏体的能力约为镍的30倍,碳是一种间隙元素,通过固溶强化可显著提高奥氏体不锈钢的强度.碳还可提高奥氏体不锈钢在高浓氯化物（如42%MgCl2沸腾溶液）

中的耐应力腐蚀的性能。

但是,在奥氏体不锈钢中,碳常常被视为有害元素,这主要是由于在不锈钢和耐蚀用途中的一些条件下（比如焊接或经450~850℃加热）,碳可与钢中的铬形成高铬的Cr23C6型碳化合物从而导致局部铬的贫化,使钢的耐蚀性特别是耐晶间腐蚀性能下降.因此,60年代以来新发展的铬镍奥氏体不锈钢大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的,可以知道随着碳含量降低,钢的晶间腐蚀敏感性降低,当碳含量低于0.02%才具有最明显的效果,一些实验珠光还指出,碳还会增大铬奥氏体不锈钢的点腐蚀分倾向.由于碳的有害作用,不仅在奥氏体不锈钢冶炼过和中应按要求控制尽量低的碳含量,而且在随后的热,冷加工和热处理等过程中也在防止不锈钢表面增碳,且免铬的碳化物析出。

碳钢中除铁和碳外，还有锰、硅、硫、磷等杂质，对钢的性能和焊接有一定的影响。

（1）碳（c）：

当钢中含碳量低时，钢的塑性提高，硬度降低，碳化物减少。

当含碳量增加时，钢的强度、硬度明显提高，耐磨性增加但塑性降低。

碳对钢的可焊性影响很大，随着含碳量的增加可焊性下降。

焊接时，碳是一种良好的脱氧剂，它在高温情况下具有很强的还原作用。

随着含碳量的增加，可直接减少氧和氮在焊缝中的含量。

当含碳量过高时钢的塑性、韧性和可焊性急剧变坏，同时由于还原作用剧烈会引起较大的飞溅并产生气孔。

焊缝金属含碳量过高还会使凝固温度降低，不利于仰焊作业，淬火倾向增加，易出现裂缝。

（2）锰（Mn）：

锰是合金剂，当钢中含锰量小于2时，随台锰量增加。

钢的强度和韧性也相应提高。

但含锰量过高（超过2）时，会增大钢的淬火、过热的敏感性。

焊接时，锰又是良好的脱氧剂。

若含锰量超过0.6时，可增加熔渣中的氧化锰含量提高熔渣的流动性。

锰还是很好的脱硫剂，它能与硫化合生成硫化锰以熔渣形式浮于铁水表面，从而减步焊缝热裂纹的倾向。

（3）硅（s，）：

硅是较好的合金剂，钢中含适量的硅能提高强度、弹性及耐蚀性能，但含量过高，就会降低钢的塑性和韧性。

焊接时，硅具有较强的脱氧能力。

当含硅量过多时，会引起焊接飞溅现象，容易造成二氧化硅的非金属夹杂，降低焊缝金属的塑性。

（4）硫（s）：

是钢中的有害杂质。

它会引起严重偏析使钢的组织不均匀，

性能变坏还会大大降低金属的耐蚀性。

焊接时，硫在高温条件下与铁化合生成低熔点硫化亚铁它与其化合物能形成熔点更低的低熔点共晶体（熔点985℃），聚集在晶界处，使焊缝产生热裂纹。

（5）磷（P）：

也是一种有害物质。

它在钢中以磷化铁的形式存在使钢的塑性和韧性下降并能提高钢的脆性转变温度但少量的磷能改善钢的流动性。

焊接时，生成的磷化铁在金属凝固后，会使金属变脆，这种现象称为冷脆性。

另外，磷化铁还能与其它物质形成低熔点共晶体，引起热裂纹不锈钢焊接性能悬赏分：

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解决时间：

2008-3-29 

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在不锈钢的应用中对不锈钢结构进行焊接和切割是不可避免的。

由于不锈钢本身所具有的特性，与普碳钢相比不锈钢的焊接及切割有着其特殊性，更易在其焊接接头及其热影响区HAZ产生各种缺陷。

焊接时要特别注意不锈钢的物理性质。

例如奥氏体型不锈钢的热膨胀系数是低碳钢和高铬系不锈钢的1.5倍导热系数约是低碳钢的1/3，而高铬系不锈钢的导热系数约是低碳钢的1/2比电阻是低碳钢的4倍以上，而高铬系不锈钢是低碳钢的3倍。

这些条件加上金属的密度、表面张力、磁性等条件都对焊接条件产生影响。

马氏体型不锈钢一般以13%Cr钢为代表。

它进行焊接时，由于热影响区中被加热到相变点以上的区域内发生a-rM相变，因此存在低温脆性、低温韧性恶化、伴随硬化产生的延展性下降等问题。

因而对于一般马氏体型不锈钢焊接时需进行预热，但碳、氮含量低的和使用r系焊接材料时可不需预热。

焊接热影响区的组织通常又硬又脆。

对于这个问题，可通过进行焊后热处理使其韧性和延展性得到恢复。

另外碳、氮含量低的牌号，在焊接状态下也有一定的韧性。

铁素体型不锈钢以18%Cr钢为代表。

在含碳量低的情况下有良好的焊接性能，焊接裂纹敏感性也较低。

但由于被加热至900℃以上的焊接热影响区晶粒显著变粗，使得在室温下缺少延伸性和韧性，易发生低温裂纹。

也就是说，一般来讲铁素体型不锈钢有475℃脆化、700-800℃长时间加热下发生б相脆性、夹杂物和晶粒粗化引起的脆化、低温脆化、碳化物析出引起耐蚀性下降以及高合金钢中易发生的延迟裂纹等问题。

通常应在焊接时进行焊前预热和焊后热处理，并在具有良好韧性的温度范围进行焊接。

奥氏体型不锈钢以18%Cr-8%Ni钢为代表。

原则上不须进行焊前预热和焊后热处理。

一般具有良好的焊接性能。

但其中镍、钼的含量高的高合金不锈钢进行焊接时易产生高温裂纹。

另外还易发生б相脆化，在铁素体生成元素的作用下生成的铁素体引起低温脆化，以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂纹等缺陷。

经焊接后，

焊接接头的力学性能一般良好，但当在热影响区中的晶界上有铬的碳化物时会极易生成贫铬层，而贫铬层和出现将在使用过程中易产生晶间腐蚀。

为避免问题的发生，应采用低碳C≤0.03%的牌号或添加钛、铌的牌号。

为防止焊接金属的高温裂纹，通常认为控制奥氏体中的δ铁素体肯定是有效的。

一般提倡在室温下含5%以上的δ铁素体。

对于以耐蚀性为主要用途的钢，应选用低碳和稳定的钢种，并进行适当的焊后热处理而以结构强度为主要用途的钢，不应进行焊后热处理，以防止变形和由于析出碳化物和发生δ相脆化。

双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低。

但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶间腐蚀敏感性提高，因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题。

对于沉淀硬化型不锈钢有焊接热影响区发生软化等问题。

晶间腐蚀英文名称 

：

intergranular

corrosion;

intercrystalline 

corrosion

说明:

局部腐蚀的一种。

沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。

主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。

晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。

而且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，

力学性能恶化, 

不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。

通常出现于黄铜、硬铝合金和一些不锈钢、镍基合中。

不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。

不锈钢的晶间腐蚀:

不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。

产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。

晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区 

（HAZ） 

、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀线腐蚀 

（KLA） 

。

不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于10~12%。

当温度升高时，碳