双相不锈钢奥氏体铁素体不锈钢之比较
所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各
占一半，一般最少相的含量也许要达到30%。
由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使DSS兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。
与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：
（1）屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型
需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%，有利于降低成本。（2）具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，即使是含合金量
最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀
破裂的能力，尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。
（3）在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L奥氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有
极高的耐腐蚀性，再一些介质中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，乃至耐蚀合金。．
（4）具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏
体不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。
（5）比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合
与碳钢连接，具有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。（6）不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力，这对结构件应付突发事故如冲撞，爆炸等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。
与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：
（1）应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，例如其使用温度必须控制在250摄氏度以下。
（2）其塑韧性较奥氏体不锈钢低，冷，热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。
（3）存在中温脆性区，需要严格控制热处理和焊接的工艺制度，以避免有害相的出现，损害性能。
与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：
（1）综合力学性能比铁素体不锈钢好，尤其是塑韧性，不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。
（2）除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。
（3）冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。（4）焊接性能也远优于铁素体不锈钢，一般焊前不需预热，焊后不需热处理。
（5）应用范围较铁素体不锈钢宽。
与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：
合金元素含量高，价格相对高，一般铁素体不含镍。
综上所述，可以概括地看出DSS的使用性能和工艺性能的概貌，它以其优越的力学与耐腐蚀综合性能赢得了使用者的青睐，已成为既节省重量又节省投资的优良的耐蚀工程材料。304钢也会有磁性有没磁性不能判断不锈钢的优劣
人们常以为磁铁吸附不锈钢材，验证其优劣和真伪，不吸无磁，认为是好的，货真价实；吸者有磁性，则认为是冒牌假货。其实，这是一种极其片面的、不切实的错误的辨别方法。
不锈钢的种类繁多，常温下按组织结构可分为几类：
1、奥氏体型：如304、321、316、310等；
2、马氏体或铁素体型：如430、420、410等；
奥氏体型是无磁或弱磁性，马氏体或铁素体是有磁性的。
通常用作装饰管板的不锈钢多数是奥氏体型的304材质，一般来讲是无磁或弱磁的，但因冶炼造成化学成分波动或加工状态不同也可能出现磁性，但这不能认为是冒牌或不合格，这是什么原因呢？
上面提到奥氏体是无磁或弱磁性，而马氏体或铁素体是带磁性的，由于冶炼时成分偏析或热处理不当，会造成奥氏体304不锈钢中少量马氏体或铁素体组织。这样，304不锈钢中就会带有微弱的磁性。
另外，304不锈钢经过冷加工，组织结构也会向马氏体转化，冷加工变形度越大，马氏体转化越多，钢的磁性也越大。9.5
管，无明显磁感，生产Φ76如同一批号的钢带，生产Φ．管。因泠弯变形较大磁感就明显一些，生产方矩形管因变形量比圆管大，特别是折角部分，变形更激烈磁性更明显。要想完全消除上述原因造成的304钢的磁性，可通过高温固溶处理开恢复稳定奥氏体组织，从而消去磁性。
特别要提出的是，因上面原因造成的304不锈钢的磁性，与其他材质的不锈钢，如430、碳钢的磁性完全不是同一级别的，也就是说304钢的磁性始终显示的是弱磁性。
这就告诉我们，如果不锈钢带弱磁性或完全不带磁性，应判别为304或316材质；如果与碳钢的磁性一样，显示出强磁性，因判别为不是304材质。
铁素体不锈钢发展与前景 [我的钢铁] 2008-08-13 10:26:37 一．铁素体不锈钢的发展 近年来，全球资源供应紧张，有色金属市场也水涨船高，尤其07年上半年以前是镍价不断攀升，给不锈钢企业带来了很大的成本压力。镍价的大幅波动以及房屋建筑领域需求的减少，使得300系不锈钢的需求受到影响（见下图1）。原材料价格的飞涨，使得一些低镍的奥氏体不锈钢开始在市场盛行，当然这也给铁素体不锈钢带来了一定发展空间。 图 1 二．铁素体的分类与优势 铁素体不锈钢成本低廉，价格稳定，并且具有许多独特的特点和优势，能够在多领域中替代奥氏体不锈钢。铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比，铁素体不锈钢镍含量少，主要原料是铬和铁，为强化某些特殊性能，一些铁素体不锈钢还含有其他合金元素，如钼。同时铁素体不锈钢不仅拥有昂贵的奥氏体不锈钢大多数力学性能和耐蚀性能，还在一些性能上优于奥氏体，特别在成型性、耐蚀性、抗氧化性上表现出色，被称为“经济型”不锈钢。 1.铁素体不锈钢的化学成分
铁素体不锈钢分为五大类，其中前三类为标准牌号，是迄今为止用量最大且应用范围最广的不锈钢，此外，后两类为特殊牌号，使用于某些有特殊要求的领域（见图2）。 图 2 第一类，由于含铬量最低，因此价格也最便宜，适合在没有腐蚀或轻微腐蚀及允许有局部轻微生锈的环境下使用。其中，409型不锈钢主要使用在汽车排气系统中。而410L型不锈钢常用于容器、公共汽车和长途大轿车，也有用作液晶显示器的外框。λ 第二类，即通常使用最广的430不锈钢，含较高的铬，具有较好的耐蚀性，通常在室内使用，典型的用途包括洗衣机滚筒，室内面板等，其多数性能与304类似，在某些领域可替代304不锈钢如厨房设施，洗碗机，壶和锅等。这类型具有足够的耐蚀性。λ 第三类，这类型较430型具有良好的焊接性和成形性。在多数情况下，其性能甚至优于304。典型用途包括水槽，热交换管（制糖业，能源等），汽车排气系统（比409寿命长）和洗衣机的焊接部位。这类型甚至可替代304用于性能要求更高的场合。λ 第四类，这类型添加了来钼增加耐蚀性，主要应用领域是热水箱，太阳能热水器，汽车排气系统，电加热壶和微波炉部件，汽车装饰条和户外面板等，其中，444钢的耐蚀性能与316相当。λ 第五类，这类型的耐蚀性和抗氧化性优于316，主要是通过添加了更多的铬和含有钼来提高耐蚀性和抗氧化性。主要用于沿海和其它高耐蚀环境。例如JIS447的耐蚀性与金属钛相当。λ 2.铁素体不锈钢的优势
铁素体不锈钢的发展与应用 摘要： 铁素体不锈钢作为一种不含镍的铬系不锈钢，具有含镍不锈钢所具有的成形性、经济性、耐蚀性、抗氧化性等性能，具有成本低、耐应力腐蚀性能优异等显著特点，被称为经济型不锈钢。本文主要分析了铁素体不锈钢的发展以及其合金化，同时介绍了基于铁素体不锈钢特性的各种应用。 关键字：铁素体不锈钢发展应用 不锈钢在如今已得到广泛应用，这是因为它具有许多优越特性，如可成形性、强度及耐腐蚀性。不锈钢开始商业化生产并作为材料用于各种用途大约只有短短50年的历史。304型及430型不锈钢因其最常用而为大家所熟知，其产量占到不锈钢总产量的一半以上。但是，近十年来对不锈钢的需求显著增长，因此，人们一直在开发适用于各种用途的不同种类的不锈钢。以430型不锈钢为代表的铁素体不锈钢的生产成本比奥氏体不锈钢要低。因而，用铁素体不锈钢制造的产品现在发展很快，例如，铁素体不锈钢的用途之一是制作汽车尾气排放控制系统[1,2,3]。为了这种用途，现在已经开发了许多种铁素体不锈钢。在宝钢不锈钢事业部总经理楼定波看来，铁素体不锈钢不含镍，可以回避镍价的波动带来的风险；它同样可以防腐、防锈，但价格比含镍的不锈钢具有竞争力，并且，比含镍不锈钢制造更有门槛。 1 铁素体不锈钢的发展优势及劣势 1.1 铁素体不锈钢的发展优势 铁素体不锈钢具有体心立方晶体结构。除个别牌号外，一般不含稀缺的贵重元素镍。低铬铁素体不锈钢又称为经济不锈钢；中、高铬铁素体不锈钢与所能代用的铬镍奥氏体不锈钢相比，成本和价格也较低。铁素体不锈钢屈服强度较铬镍奥氏体钢高，伸长率稍低，但加工硬化倾向小，易于冷镦，也易切削。 众所周知，铬镍奥氏体不锈钢对应力腐蚀非常敏感，在奥氏体不锈钢制设备、构件等的失效事例中，应力腐蚀破坏事故占有很大比例，而铁素体不锈钢耐应力腐蚀性能优异，虽然在试验室内一些条件下人们也曾发现铁素体不锈钢也产生应力腐蚀的某些现象，但在实际工程应用中，国内外都很少见到铁素体不锈钢产生应力腐蚀破坏的实例。 铁素体不锈钢具有铁磁性，导热系数高，约为铬镍奥氏体不锈钢的130％～150％，非常适用于有热交换的用途；线膨胀系数小，仅为铬镍奥氏体不锈钢的60％～70％，非常适用于热胀、冷缩，有热循环的使用条件。 1.2 铁素体不锈钢的发展劣势 铁素体不锈钢是一种节镍钢，强度高，冷加工硬化倾向较低，导热系数为奥氏体不锈钢的130％～150％，线膨胀系数仅为Cr—Ni奥氏体不锈钢的60％～70％。虽然有上述优点，但与奥氏体不锈钢相比，其用途有限，这主要是因为铁素体不锈钢，特别是Cr>16％的铁素
铁素体不锈钢的发展及展望 摘要：根据国内外不锈钢市场的状况，对比分析了铁素体不锈钢相对于奥氏体不锈钢的优缺点，阐述了提高铁素体不锈钢质量的措施，展望了铁素体不锈钢的良好发展前景。 关键词：不锈钢铁素体奥氏体应用情况提高质量 1 前言 2 004年北京国际现代铁素体不锈钢大会上通过广泛的交流，使大家更加清楚地看到了国内在生产和使用铁素体不锈钢方面与国际发达国家相比使用比例低，使用领域窄的差距。国际平均使用比例是25％，法国65％、日本35％、美国34％、而我国是10％左右。发达国家已经广泛使用在汽车、电子产品、屋顶材料、集装箱、家电产品、水箱、蓄水池等领域，在许多方面替代300系列。而在我国使用面还很有限，主要集中在制品方面；在生产工艺技术水平方面，中国也有差距，特别是超低碳、超低氮铁素体不锈钢的冶炼、表面质量和成本控制等方面。最后是新品种的研究开发方面也有一定的差距。 中国的不锈钢消费中奥氏体钢占90%，铁素体和其他的钢类所占比例还不到10%，这种现状也引发了不锈钢的迅速发展与镍资源供应紧张之间的矛盾。为此，作为中国的不锈钢行业组织中国特钢协不锈钢分会特别提出：要大力推广铁素体不锈钢。 2 铁素体不锈钢较奥氏体不锈钢的优缺点 铁素体不锈钢一般不含稀缺的贵重元素镍。低铬铁素体不锈钢又称为经济不锈钢；中、高铬铁素体不锈钢与所能代用的铬镍奥氏体不锈钢相比，成本和价格也较低。铁素体不锈钢屈服强度较铬镍奥氏体钢高，伸长率稍低，但加工硬化倾向小，易于冷镦，也易切削。众所周知，铬镍奥氏体不锈钢对应力腐蚀非常敏感，在奥氏体不锈钢制设备、构件等的失效事例中，应力腐蚀破坏事故占有很大比例，而铁素体不锈钢耐应力腐蚀性能优异，虽然在试验室内一些条件下人们也曾发现铁素体不锈钢也产生应力腐蚀的某些现象，但在实际工程应用中，国内外都很少见到铁素体不锈钢产生应力腐蚀破坏的实例。铁素体不锈钢具有铁磁性，导热系数高，约为铬镍奥氏体不锈钢的130％～150％，非常适用于有热交换的用途；线膨胀系数小，仅为铬镍奥氏体不锈钢的60％～70％，非常适用于热胀、冷缩，有热循环的使用条件。 但是，铁素体不锈钢为什么没有得到很快的发展呢?这是因为铁素体不锈钢本身存在三个主要问题：第一，在热轧或退火后必须严格控制冷却速度。如果缓慢地冷却通过37O～550C温度区，或者像耐热钢使用中那样在该温度区长期停留，这种钢就会变脆。第二．铁素体型不锈钢焊接性能差。在焊缝热影响区，铁素体晶粒长大或粗化。此外．在高温区，部分铁素体转变成奥氏体，并在随后的冷却过程中转变成脆性的马氏体。这两种影响方式的共同作用．使得焊缝非常脆。虽然二次退火可以把马氏体转变成铁素体．但是，这并不能把已经粗化的铁素体晶粒再细化。第三，当其承受的温差太大时，这一点在夏氏冲击试验或悬臂式冲击试验中记录的所吸收能量显著下降而得到证实。这种钢在实际应用中，表现为不能抗冲击，容易产生裂纹。 3 铁素体不锈钢应用情况 一、家电行业广泛使用铁素体不锈钢 在家电行业中首先是洗衣机。当前最流行的是对衣服摩损最小的滚筒式洗衣机，由于
不锈钢中所含各元素的作用 目前，已知的化学元素有100多种，在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说，最常用的元素有十几种，除了组成钢的基本元素铁以外，对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是：碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外，都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的，当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时，它们的影响要比单独存在时复杂得多，因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用，而且要注意它们互相之间的影响，因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。 一、各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用 1-1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。 1-2. 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。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大（约为镍的30倍），另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成—系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。 认识了这一影响的规律，我们就可以从不同的使用要求出发，选择不同含碳量的不锈钢。 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
铁素体不锈钢的种类和特性 原创：不锈钢分会中国特钢企业协会不锈钢分会 目录 一五大类铁素体不锈钢 (2) 二现代铁素体不锈钢的优异性能 (4) 三优良的成形性能 (5) 四独特的磁性能 (5) 五独特的技术优势 (6) 六匹配即完美 (7) 不锈钢之所以“不锈”，是由于所含的铬使其具有显著的耐蚀性。铁素体不锈钢也不例外。铁素体不锈钢主要元素为铬（≥10.5%）和铁，有的牌号仅含铬，有的牌号除铬外，还含有其他元素（如Mo、Ti、Nb 等）以获得一些特殊性能。 铁素体不锈钢含铬不含镍，而铬的价格在历史上相对稳定，因此与含镍的奥氏体不锈钢相比，其成本更低、更稳定。 铁素体不锈钢具有奥氏体不锈钢的大多数力学性能和耐 蚀性能，并且还有许多优于奥氏体不锈钢的独特性能。因此铁素体不锈钢能够： -- 在不锈钢家族中作为304不锈钢的补充（304仍然是使用范围最广、最常用的牌号）； -- 替代200 系不锈钢（通常具有更好的使用性能）； -- 由于其特殊性能，可在许多领域替代其他材料如碳钢、Cu、Zn、Al、塑料等，甚至在原本只能采用奥氏体不锈钢的领域，也可能成为优秀的替代材料。
采用铁素体不锈钢的用户通常会得益于其技术性能及较低的寿命周期成本。 铁素体不锈钢的“磁性”并不是“负面”的，而是它区别于其它不锈钢的一种特殊性能。 大家熟知的标准铁素体不锈钢409、410 和430在全世界都可买到。它们在洗衣机滚桶、排汽系统等许多重要应用领域都非常成功。实际上铁素体不锈钢在各个领域都有巨大的应用潜力。 新开发的铁素体不锈钢如439，441，444等，能够用于更广泛的领域。它们可加工成复杂的形状，并以最普通的连接方式进行连接和焊接。添加了钼的铁素体不锈钢444对局部腐蚀的耐蚀能力至少可与奥氏体不锈钢316 相当。 铁素体不锈钢由于成本、特性和供货渠道方面的优势，成为理想的选材。 一五大类铁素体不锈钢 铁素体不锈钢分为五大类，其中1-3类为标准牌号，4-5类为特殊牌号。迄今为止，用量最大和应用范围最广的主要集中于标准钢号。因此，标准铁素体不锈钢一般完全能够满足和适用大多数应用领域的要求。 第1 类-- Cr 含量：10%-14%；典型牌号409，410L 。
2.铁素体型不锈钢 铁素型不锈钢在碳和氮的含量极少时，无论在高温下还是在室温下均为铁素体单相。当碳和氮的含量增加时就会在高温下生成r相，可通过回火处理析出碳化物和氮化物而变为铁素体单相。据有关资料介绍。在600-900℃回火时大部分碳和氮将析出。 高铬铁素体型不锈钢在经高温加热后会产生各种脆化现象。这些现象与其金属组织有关，如σ相脆化、475℃脆性和高温脆性。 σ相脆化：在Fe-Cr二元系合金中，在铬含量为46at%-53at%的很窄范围内产生，是非磁性和硬的相。当铬含量大于25%和加热温度高于600℃时即可在较短时间内产生。当钢中含有硅、锰、镍和钼等元素时，其产生范围加宽。铬、硅和铝对σ相也有一定的影响。随铬的增加TTT曲线向短时间方向扩展。硅虽有明显的析出促进作用但铝却予以抑制。在冷加工中，可在很短时间内便产生σ相析出。一旦发生σ相脆化的钢，可加热至850-900℃使析出的σ相固溶，然后再进行急冷就可消除脆性和恢复韧性。 475℃脆性：是将铁素体钢在400-500℃长时间加热时出现的脆化现象。475℃脆性产生与σ相脆化产生相比较，首先是产生温度范围不同，其次是475℃脆性较σ相脆化在更短的时间内产生。能够减轻475℃脆性的合金添加元素还没有发现。对发生475℃脆性的钢在600℃进行短时间处理即可消除脆性和恢复韧性。 高温脆性：当高铬铁素体型不锈钢从900-1000℃的高温急冷时，随着晶粒的粗化和碳化物向晶界凝集发生明显脆化。铬含量越高，脆化的程度越大。破坏现象与475℃脆性相象。由于晶粒粗化，因此在进行深冲、弯曲等冷加工时表面易发生粗糙等缺陷。又因为晶界上析出碳化物因此晶间腐蚀敏感性增加。为避免该缺陷的产生同，需从高温缓冷至800℃左右，或650-800℃短时间的退火。
1、镍Ni：镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。普通碳钢的晶体结构称为铁氧体，呈体心立方(BCC)结构，加入镍，促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构，这种结构被称为奥氏体。然而，镍并不是唯一具有此种性质的元素。常见的奥氏体形成元素有：镍、碳、氮、锰、铜。这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。目前，人们已经研究出很多公式来表述奥氏体形成元素的相对重要性，最著名的是下面的公式： 奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu% 从这个等式可以看出：碳是一种较强的奥氏体形成元素，其形成奥氏体的能力是镍的30倍，但是它不能被添加到耐腐蚀的不锈钢中，因为在焊接后它会造成敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀问题。氮元素形成奥氏体的能力也是镍的30倍，但是它是气体，想要不造成多孔性的问题，只能在不锈钢中添加数量有限的氮。添加锰和铜会造成炼钢过程中耐火生命减少和焊接的问题。 从镍等式中可以看出，添加锰对于形成奥氏体并不非常有效，但是添加锰可以使更多的氮溶解到不锈钢中，而氮正是一种非常强的奥氏体形成元素。在200系列的不锈钢中，正是用足够的锰和氮来代替镍形成100%的奥氏体结构，镍的含量越低，所需要加入的锰和氮数量就越高。例如在201型不锈钢中，只含有4.5%的镍，同时含有0.25%的氮。由镍等式可知这些氮在形成奥氏体的能力上相当于7.5%的镍，所以同样可以形成100%奥氏体结构。这也是200系列不锈钢的形成原理。在有些不符合标准的200系列不锈钢中，由于不能加入足够数量的锰和氮，为了形成100%的奥氏体结构，人为的减少了铬的加入量，这必然导致了不锈钢抗腐蚀能力的下降。 在不锈钢中，有两种相反的力量同时作用：铁素体形成元素不断形成铁素体，奥氏体形成元素不断形成奥氏体。最终的晶体结构取决于两类添加元素的相对数量。铬是一种铁素体形成元素，所以铬在不锈钢晶体结构的形成上和奥氏体形成元素之间是一种竞争关系。因为铁和铬都是铁素体形成元素，所以400系列不锈钢是完全铁素体不锈钢，具有磁性。在把奥氏体形成元素-镍加入到铁-铬不锈钢的过程中，随着镍成分增加，形成的奥氏体也会逐渐增加，直至所有的铁素体结构都被转变为奥氏体结构，这样就形成了300系列不锈钢。如果仅添加一半数量的镍，就会形成50%的铁素体和50%的奥氏体，这种结构被称为双相不锈钢。 400系列不锈钢是一种铁、碳合铬的合金。这种不锈钢具有马氏体结构和铁元素，因此具有正常的磁特性。400系列不锈钢具有很强的抗高温氧化能力，而且与碳钢相比，其物理特性和机械特性都有进一步的改善。大多数400系列不锈钢都可以进行热处理。 300系列不锈钢是一种含有铁、碳、镍和铬的合金材料，一种无磁性不锈钢材料，比400系列不锈钢具有更好的可锻特性。由于300系列不锈钢的奥氏体结构，因此它在许多环境中具有很强的抗腐蚀性能，具有很好的抗金属超应力引起的腐蚀所造成的断裂的性能，而且其材料特性不受热处理的影响。是主要奥氏体形成元素，能减缓钢的腐蚀现象及在加热时晶粒的长大镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。普通碳钢的晶体结构称为铁氧体，呈体心立方(BCC)结构，加入镍，促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构，这种结构被称为奥氏体。然而，镍并不是唯一具有此种性质的元素。常见的奥氏体形成元素有：镍、碳、氮、锰、铜。这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。目前，人们已经研究出很多公式来表述奥氏体 形成元素的相对重要性，最著名的是下面的公式：
合金元素对铁素体不锈钢组织和性能的影响 常用铁素体不绣钢，按钢中铬含量分类主要有Cr11％~15％型、 Cr16％~20％型和Cr21％~30％型三种。而对铁素体不锈钢组织和性能影响最大的合金元素主要是Cr，Mo，C和N以及Ni。当然，有的铁素体不锈钢中还含有Ti，Nb，Cu等，它们对铁素体不锈钢的组织和性能也有—定的影响，下面将就这些合金元素的作用和影响加以扼要介绍。 1.1 铬的影响 铬是使铁素体不锈钠具有铁素体组织并具有良好耐蚀性的主要元素。 铁素体不锈钢中，随铬量的增加对钢的组织的主要影响是加速α'相和σ相的形成和沉淀并使钢的铁素体晶粒更加粗大。这些因素反映在对铁素体不锈钢性能的影响上，主要是脆化倾向的增加。表3-2和图3-21~图3-22指出了一些试验结果。前面已述及σ相的析出将降低铁素体不锈钢的耐蚀性，而α'相的沉淀在一些介质中，同样显著降低钢的耐蚀化（图3-23）。
在铁素体不锈钢中，即使在正常状态下的退火态。随铬量地增加，钢的韧性也下降。特别是当铬含量＞15％~16％后，其韧性的下降更加明显（图3-24）。与此同时．随铁素体不锈钢中铬含量的增加，钢的脆性转变温度也显著上移（图
3-29）。研究含铬量对铁素体不锈钢抗拉强度的影响，其结果表明，含铬量在~25％以下，随铬量增加，钢的强度下降；而当高于~25％后，则铬量增加，钢的强度稍有提高（图3-25）。这种现象一般解释为．Cr＜~25％时，随铬量增加，纯铁素体组织抑制了马氏体的形成；Cr＜~ 25％后，随铬量增加，铬的固溶强化作用而使钢的强度提高。
铬是不锈钢获得不锈性和耐蚀性的最主要的元素，在铁素体不锈钢中也不例外，铁素体不绣钢在氧化性介质中，铬能使不锈钢表面上迅速生成氧化铬（例如Cr2O3）的钝化膜，这层膜是非常致密和稳定的。即使一旦被破坏也能迅速修复。 不同含铬量的Fe-Cr合金在H2SO4介质中的阳极极化曲线以及腐蚀电位 E，临 corr 界钝化电位 E与铬含量的关系分别示于图3-27和图3-28中。这些曲线说明以p 下问题。
关于奥氏体不锈钢中铁素体含量说明 摘要：介绍了奥氏体不锈钢中铁素体的作用和测量方法，分析了奥氏体不锈钢中铁素体形成机理，重点阐述了采用不锈钢组织图和合金元素铬当量与镍当量控制奥氏体不锈钢中铁素体含量的计算方法。 1 概述 奥氏体不锈钢具有较好的耐蚀性、耐热性、耐低温性及良好的易成形性和优异的可焊接性，是不锈钢系列材料中重要的一类，其产量约占不锈钢总产量的70%。不锈钢阀门主体材料几乎全部采用奥氏体不锈钢，而阀门行业对奥氏体不锈钢的认识水平，还仅涉及其化学成分和力学性能方面。随着科技进步，在核电站、核反应堆工程用核安全级阀门、国防军工用特种阀门以及大型化工装置中“SHA 级”管道重要阀门，都相继对奥氏体不锈钢焊接母材和焊缝中的铁素体含量进行了规定。因此，必须掌握奥氏体不锈钢中铁素体含量的测量和计算方法。 2 奥氏体不锈钢中铁素体的作用 分析奥氏体不锈钢中铁素体的作用是十分重要的技术基础，只有通过深入的研究，充分的了解和掌握铁素体的正面（有利）和负面（不利）的作用，才能正确的加以利用或控制。奥氏体不锈钢中铁素体的作用，对阀门来讲，最重要的方面是对焊接性能的影响，其次是对材料耐腐蚀性能、力学性能和加工性能的影响。 2.1 含量 不锈钢阀门的承压件（阀体、阀盖和阀瓣）大部分材料采用ASTM A351 中的 C F类不锈钢铸件和ASTM A182 中的F304 和F316 类不锈钢锻件，其属于18-8 型和18-12 型（其数值表示Cr 和Ni 的大致含量）奥氏体不锈钢。 不锈钢按晶体结构分为奥氏体、铁素体和马氏体。奥氏体具有面心立方晶体结构，无磁性。铁素体具有体心立方晶体结构，有磁性。应当指出，冶金产品称谓的奥氏体不锈钢，并不表明它的组织结构必须是100% 的奥氏体。在不锈钢阀门和零件验收时，常可见到用磁铁来吸引被检测物体，若出现有弱磁性就以此认为产品存在质量问题，其实这是对奥氏体不锈钢的一种误解，这种做法往往容易造成错误判断。 奥氏体不锈钢中通常都会有一定数量的铁素体。依据《金属手册》中第三卷《性能与选择：不锈钢》，在《铸造不锈钢的性能》中指出：对于CF 类铸造不锈钢，通常具有5% ~ 25% 的铁素体。为此，美国材料与试验协会（ASTM）将阀门用奥氏体不锈钢铸件标准的名称定义为ASTM A351《承压件用奥氏体奥氏体-铁素体（双相）铸钢》。 2.2 焊接性能 奥氏体不锈钢在焊接中的主要问题是焊缝和热影响区的热裂纹以及耐蚀性，这类问题也是奥氏体钢工艺焊接性和使用焊接性的指标。 2.2.1防止焊缝的热裂纹 奥氏体不锈钢焊缝中铁素体起着极其重要的作用。奥氏体不锈钢焊缝中常常需要形成一定数量δ 相铁素体（4% ~ 12%），以防止焊缝产生凝固裂纹（热裂纹）。δ 铁素体是奥氏体不锈钢（含焊缝金属）在一次结晶过程（凝固过程）中生成并保留至常温的铁素体。由于铁素体含碳量很低，性能与纯铁相似，有良好的塑性和韧性，低的强度和硬度。铁素体的有利作用是对S、P、Si 和Nb等元素溶解度较大，能防止这些元素的偏析和形成低熔点共晶，从而阻止凝固裂纹产生。 焊接过程实际上是一个在焊接结构上，母材金属与焊材局部进行的冶金和热处理过程。焊缝中的铁素体可以有效的阻止低溶点共晶生成和减少偏析程度以及二次晶界的错位运动，因而可防止热影响区裂纹和高温低塑性裂纹。总之，焊接中的δ 铁素体对防止和降低奥氏体焊缝金属的热裂纹和微裂纹作用是肯定的，它显著的改进了焊接性，提高了焊接结构的安全程度。δ 铁素体在焊缝中具有一定的负作用。对于焊后需要600℃以上热处理的焊件或长期在600 ~ 850℃温度下工作的焊件，由于在上述高温下δ 相铁素体会析出б 相铁素体，б 相具有四方
XXXXXXXXXX公司 双相不锈钢铁素体含量对腐蚀性的影响 XXX
目录 摘要 (3) 引言 (3) 正文 (4) 1双相不锈钢的定义及分类 (4) 2.双相不锈钢铁素体含量的测量与分析 (4) 2.1化学成分对双相不锈钢中铁素体含量的影响 5 2.2热处理对双相不锈钢中铁素体含量的影响 (6) 3 铁素体含量对双相不锈钢腐蚀性的影响 (7) 3.1 耐全面腐蚀性能 (8) 3.2耐晶间腐蚀性能 (8) 3.3耐应力腐蚀开裂性能 (9) 3.4耐点腐蚀性能 (9) 4实验方案 (10) 4.1点蚀实验 (10) 4.2全面腐蚀实验 (11) 4结论 (11) 5结束语 (11)
摘要 双相不锈钢在以其良好的耐蚀性越来越受到更多的重视，本文通过对双相不锈钢铁素体含量对耐全面腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、点蚀的影响的探究，发现双相不锈钢中铁素体含量在50%左右时具有最好的耐蚀性，期望通过本文研究对实际生产能产生帮助。 关键词：双相不锈钢铁素体合金元素热处理耐蚀性 引言 近十年多来，由于现代工业技术的飞跃发展，双相不锈钢越来越被人们所重视。主要原因为：首先传统的奥氏体不锈钢经常遭到晶间腐蚀、应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等各种腐蚀和破坏。而在这方面人们对双相不锈钢又有了新的认识，双相不锈钢在上述各腐蚀类型中表现出极强的抗腐蚀能力。其次，双相不锈钢有极好的力学性能，其强度为一般奥氏体不锈钢的两倍，且有良好的韧性，根据其强度高的优点，可通过降低产品厚度来降低产品成本，实现经济性。目前,国际上双相不锈钢广泛应用于石油化工业、运输业、纸浆和造纸工业、建筑业等几大领域。国内由于起步较晚,在研究、生产和应用中也相对落后。国内双相不锈钢的使用是有一定局限性的，像国外大量使用双相不锈钢的诸如纸浆和造纸工业、油气工业、运输业、甚至建筑业几个大的领域我们涉及得不多，有的还只是刚刚开始。 我厂目前在容器堆焊的不锈钢多为奥氏体不锈钢，但双相不锈钢在耐腐蚀压力容器设备中被应用得越来越广泛，双相不锈钢及其复合板制造压力容器的技术也逐渐成熟。随着我厂的不断发展将来会接触
1 铬对钢组织的影响铬是一种碳化物形成元素。在金属材料中，它能与碳生成Cr3C等金属化合物，而这种金属化合物具有较高的强度、硬度。当它以颗粒状弥散性分布在金属基体上时，能大大提高材料的强度、韧性、耐磨性。 2 铬阻碍奥氏体晶粒长大除锰以外，所有合金元素都能阻碍加热时奥氏体晶粒的长大。在材料中，它与碳形成的碳化物Cr3C的存在，当加热的温度不太高时，这种未溶的碳化物能阻碍奥氏体晶粒的长大。这样就易获得细小的奥氏体的晶粒，从而获得细小的冷却后的组织。我们知道，细小的晶粒比粗大的晶粒具有更高的强度，更好的塑性、韧性。 3 铬能提高淬透性材料经淬火处理，目的是为了获得更多的马氏体组织。含铬的合金，当淬火时，铬能使C曲线(奥氏体等温转变曲线)右移，并出现了双C曲线。这样降低了获得马氏体组织的最小冷却速度，则更易获得马氏体组织，从而降低了残余奥氏体的含量。在回火时就能获得更多的回火组织，而这种回火组织性能优良是我们所需的。 4 铬能提高钢的回火稳定性回火时，铬减慢了铁与碳原子的扩散速度，因而使淬火钢回火时马氏体不易分解，并减慢了碳物的形成与聚集。在相同温度下回火时，合金钢的强度和硬度比相同含碳量的碳钢为高。反之，当回火成相同硬度时，合金钢因回火温度高，回火时间长，而具有较高的塑性、韧性，其内应力也小。 5 铬在不锈钢中的作用铬是不锈钢中最基本的合金元素，其含量一般均在13%以上。它的主要作用是提高钢的耐蚀性。在氧化性介质中，有使钢表面形成一层牢固而致密的铬的氧化物，使钢受到保护。铬溶于钢中能显著提高钢的电极电位，降低了因电极电位不同形成的电化学腐蚀。铬还能与镍配合，可形成单相奥氏体组织并赋予钢良好的耐蚀性、良好的韧性和强度。由此可见，铬在不锈钢中的作用尤为重要。综上所述，铬在金属材料中的作用十分重要。我们充分认识到这一点，合理地将铬应用于各种材料中，对材料的性能可起到很好的改善作用。 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、镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的 镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素，但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织，含镍量要达到24％；而只有含镍27％时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢。但是镍与铬同时存在于不锈钢中时，含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。 基于上面的情况可知，镍作为合金元素在不锈钢中的作用，在于它使高铬钢的组织发生 变化，从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。 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。1-2. 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
1铁素体不锈钢的耐大气腐蚀性 由于铁素体不锈钢具有良好的耐大气腐蚀性，近来一直被用作建筑物的屋顶和幕墙。但是，离海较近地区的大气环境特别恶劣，尤其是来自海水空气中的悬浮微粒是相当强的腐蚀性物质，因此，在这些环境下使用的高铬铁素体不锈钢得到了开发。抗大气腐蚀的不锈钢含有高铬和高钼，并添加了少量的铌和钛。该钢种实际含22％的铬和1.2％的钼，足够的铬和钼对改善不锈钢的耐点蚀能力是必不可少的。304型和316型奥氏体不锈钢随着周期腐蚀试验周期次数的增加，生锈面积显著增多。相反，如：444型及研发钢种这样的铁素体不锈钢，在前600次试验周期内，生锈面积稍微增加，而在经过更长的试验周期后，生锈面积处于饱和状态。研发钢种(22Cr—1.2Mo—Nb，Ti)则显示出其在任何试验周期生锈面积均为最少的特性。 2铁素体不锈钢的耐晶间腐蚀性 410L或409型不锈钢由于具有良好的耐腐蚀性、成形性及耐热性而被用作汽车尾气排放控制系统材料。近几年来，汽车排气的设计温度提高了，这是因为汽车排气温度的升高能够提高催化转化器的转化效率，减少有害气体诸如NOx、SOx以及碳氢化合物(HC)的排放量。但温度的提高可能导致材料的腐蚀条件更恶劣。例如，在排气温度下碳化铬将在消音器上产生沉积物，即在400～500℃的温度下，将导致晶界贫铬，发生晶间腐蚀。由于焊缝区域对晶间腐蚀特别敏感，有必要对含12％Cr的铁素体不锈钢提高其耐腐蚀性。解决此问题的另一条途径是研发新的铁素体不锈钢。其中一例是对含12％Cr的钢中添加铌。
这些钢作为耐晶间腐蚀材料广泛应用于汽车尾气排放系统中，如前导管、中心管及消音器上。众所周知，降低钢中的碳和氮含量对防止晶间腐蚀是相当有效的。这样，在钢中添加铌和钛就可以进一步提高其耐晶间腐蚀性。 3铁索体不锈钢的可成形性 铁素体不锈钢的用途是如此的广泛，每种用途所要求的铁素体不锈钢的性能又各自不同。然而，铁素体不锈钢的可成形性比奥氏体不锈钢如304钢要差。尽管铁素体不锈钢的γ值、即深冲性指数在1.0～2.0较宽的范围变化，但n值，即延展性指数有限，约为0.2，比奥氏体不锈钢的0.4～0.65低。对于拉延成型制品，很难用铁素体不锈钢代替奥氏体不锈钢，如要代替就必须改变制品的设计，把它设计成拉延成型的形状。 4铁素体不锈钢的韧性 关于钛和铌对压力成形性的作用已进行了很多研究，其焦点主要集中于平均γ值的研究，所得出的结论是适量的这些元素可有效地改善压力成形性。但是，过量添加这些元素也会产生有害影响。例如，随着钛和铌含量的增加，纵向裂纹的转化温度也随之提高。即使铁素体不锈钢具有良好的平均γ值，但韧性脆性转变温度可能对深冲性造成损坏。由于转变温度对可成形性是决定性的因素之一，在较高的转变温度下，变形可能难以进行。 5铁素体不锈钢的高温强度 409L(11Cr—Ti)不锈钢被用作汽车排气歧管的材料，排气温度设
合金元素在不锈钢中的作用 合金元素指的是在炼金属的时候加入一定量一种或多种的金属或非金属元素可以获得材料的特殊性能，如提高强度、改善抗氧化性能、提高塑性和工艺性能等。而这些加进去的辅助性元素材料就叫作合金元素。 各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用 1.铬（Cr）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。由于铬形成的致密、稳定的三氧化二铬，阻止了介质对金属机体的继续深入腐蚀。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，促使其材料机体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。 2.碳（C）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。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大（约为镍的30倍），另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成—系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。 认识了这一影响的规律，我们就可以从不同的使用要求出发，选择不同含碳量的不锈钢。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。