不锈钢概论PDF电子书下载

1　不锈钢的涵义和分类 1

1.1　什么是不锈钢，不锈钢为什么不生锈和耐腐蚀 1

1.1.1　不锈钢是不锈钢和耐酸钢的简称或统称 1

1.1.2　不锈钢为什么不生锈和耐腐蚀 1

（1）铁的生锈 1

（2）不锈钢为什么不生锈和耐腐蚀 2

（3）钝化膜 4

1.1.3　小结 4

1.2　不锈钢的分类 5

1.2.1　按钢中的主要化学成分（特征元素）分类 5

（1）铬系 5

（2）铬镍系 5

1.2.2　按钢的组织结构特征分类 5

（1）铁素体不锈钢（F） 5

（2）奥氏体不锈钢（A） 6

（3）马氏体不锈钢（M） 6

（4）双相不锈钢（F+A） 8

（5）沉淀硬化不锈钢 9

1.2.3 按钢的化学成分和组织结构相结合的方法分类 9

1.3　不锈钢分类的简单概括和代表性牌号 10

主要参考文献 10

2　合金元素对不锈钢组织和性能的影响 11

2.1　合金元素对不锈钢组织的影响 11

2.1.1 不锈钢中的合金元素和铬当量与镍当量 11

（1）影响不锈钢组织的两大类合金元素 11

（2）铬当量与镍当量 12

（3）铬当量和镍当量对不锈钢基体组织的影响 12

2.1.2　不锈钢中的各种化合物及合金元素的作用 15

（1）不锈钢中常见的化合物及合金元素的作用 15

（2）碳、氮化合物和金属间化合物对不锈钢性能的影响 15

（3）几种典型不锈钢牌号中，碳化物、氮化物和金属间化合物的析出行为 18

2.1.3　不锈钢中的各种化合物和δ铁素体等在基体中的分布示意图 19

2.2　合金元素对不锈钢性能的影响 21

2.2.1　铬 21

2.2.2　镍 22

2.2.3　钼 26

2.2.4　氮 28

2.2.5　铜 31

2.2.6　碳 33

2.2.7　钛和铌 35

2.2.8　硅 36

2.2.9　锰 36

2.3　不锈钢的化学成分、组织结构和性能等关系的示意图 40

主要参考文献 41

3　马氏体不锈钢的发展和性能特点 43

3.1　发展简况 43

3.2　性能特点 45

3.2.1　传统马氏体铬不锈钢的性能特点 47

3.2.2　马氏体铬镍不锈钢的性能特点 50

主要参考文献 55

4　铁素体不锈钢的发展和性能特点 56

4.1　发展简况 56

4.2　性能特点 60

4.2.1 传统铁素体不锈钢的性能特点，优点与缺点和不足以及影响因素、产生原因和改进方向 60

（1）优点 60

（2）缺点和不足、影响因素、产生原因和改进方向 62

4.2.2　现代铁素体不锈钢的性能特点 67

（1）高纯铁素体不锈钢 67

（2）超级铁素体不锈钢 79

（3）现代中铬铁素体不锈钢 92

（4）现代低铬铁素体不锈钢 98

主要参考文献 111

5　奥氏体不锈钢的发展和性能特点 114

5.1　发展简况 115

5.2　性能特点 118

5.2.1　18-8型Cr-Ni不锈钢 118

（1）1Cr17Ni7（301）和00Cr17Ni7N（301L） 118

（2）0Cr19Ni9（304）、0Cr19Ni9N（304N）、00Cr19Ni10（304L）、00Cr19Ni10N（304LN）、0Cr18Ni10Ti（321）、0Cr18Ni11Nb（347） 118

（3）1Cr18Ni9（302）、1Cr18Ni12（305）、0Cr18Ni9Cu3和Y 1Cr18Ni9、Y 1Cr18Ni9Se 122

5.2.2　含钼（2％～4％）的Cr-Ni奥氏体不锈钢 124

5.2.3　δ铁素体对18-8型和18-12-2型不锈钢性能的影响 126

5.2.4　高钼（Mo＞4％）奥氏体不锈钢和超级奥氏体不锈钢 128

（1）00Cr18Ni16Mo5（317LM）、00Cr18Ni16Mo5N（316LMN）和00Cr20Ni25Mo4.5Cu（2RK65,904L） 128

（2）超级奥氏体不锈钢 131

5.2.5　专用Cr-Ni奥氏体不锈钢 138

（1）硝酸级不锈钢 138

（2）尿素级不锈钢 139

（3）核级不锈钢 143

（4）耐强氧化性酸介质的高硅奥氏体不锈钢 149

5.2.6　以锰、氮代镍的奥氏体不锈钢 152

（1）AISI 200系铬锰奥氏体不锈钢AISI 201（1Cr17Mn6Ni5N）和AISI 202（1Cr18Mn8Ni5N） 153

（2）AISI 205和美国其他铬锰不锈钢 158

（3）印度的J1和J4 159

（4）高氮铬锰奥氏体不锈钢 164

（5）无锰节镍和无锰无镍的高氮奥氏体不锈钢 167

主要参考文献 170

6　α＋γ Cr-Ni双相不锈钢的发展和性能特点 173

6.1　发展简况 173

6.2　性能特点 177

6.2.1　力学性能 177

6.2.2　耐腐蚀性能 180

（1）耐应力腐蚀性能 180

（2）耐点腐蚀性能 181

（3）耐缝隙腐蚀性能 184

（4）耐腐蚀疲劳性能 185

6.2.3　热加工性和冷成型性 187

（1）热加工性 187

（2）冷成型性 189

6.2.4　焊接性 190

6.2.5　相比例对性能的影响 196

（1）相比例对力学性能的影响 196

（2）相比例对耐全面腐蚀和耐晶间腐蚀性能的影响 198

（3）相比例对耐应力腐蚀性能的影响 199

（4）相比例对耐点蚀性能的影响 201

（5）两相所引起的选择性腐蚀 201

主要参考文献 204

7　沉淀硬化不锈钢的发展和性能特点 206

7.1　发展简况 206

7.2　性能特点 208

7.2.1　马氏体沉淀硬化不锈钢 208

7.2.2　半奥氏体沉淀硬化不锈钢 210

7.2.3　奥氏体沉淀硬化不锈钢 213

主要参考文献 216

8　不锈钢腐蚀的现象、产生原因和防止措施 217

8.1　不锈钢为什么也会生锈和腐蚀 217

8.1.1 不锈钢的不锈性和耐蚀性是有条件的 217

8.1.2　正确选择和合理使用不锈钢 217

8.2　腐蚀的涵义和分类 218

8.2.1　腐蚀的涵义 218

8.2.2　腐蚀的分类 218

（1）按腐蚀作用的性质分类 218

（2）按腐蚀的形态分类 218

8.3　常见的不锈钢腐蚀形态、产生原因和防止措施 219

8.3.1　常见的腐蚀形态 219

8.3.2　全面腐蚀的现象、产生原因和防止措施 220

（1）现象 220

（2）原因 220

（3）防止措施 220

8.3.3 晶间腐蚀的现象、产生原因和防止措施 223

（1）现象 223

（2）原因 223

（3）防止措施 224

8.3.4　点腐蚀的现象、产生原因和防止措施 225

（1）现象 225

（2）原因 225

（3）防止措施 225

8.3.5　缝隙腐蚀的现象、产生原因和防止措施 226

（1）现象 226

（2）原因 226

（3）防止措施 227

8.3.6　应力腐蚀的现象、产生原因和防止措施 228

（1）现象 228

（2）原因 229

（3）防止措施 229

8.3.7　腐蚀疲劳的现象、产生原因和防止措施 232

（1）现象 232

（2）原因 233

（3）防止措施 233

主要参考文献 233

9　不锈钢的质量控制 234

9.1 不锈钢质量的确定和衡量不锈钢质量的五项判据 234

9.1.1　不锈钢质量的确定 234

9.1.2 不锈钢标准和技术条件中要求检验的项目 235

9.1.3　衡量不锈钢质量的五项判据 235

9.2　不锈钢的纯净度 238

9.2.1　钢中的硫和磷 238

9.2.2　钢中的氢、氧、氮 241

9.2.3　钢中的非金属夹杂物 244

（1）钢中非金属夹杂物的种类 244

（2）钢中非金属夹杂物的来源 244

（3）钢中非金属夹杂物的有害作用 244

9.2.4　钢中的有色金属杂质 248

（1）来源 248

（2）特性 249

（3）有害作用 249

9.2.5　提高不锈钢纯净度的途径 250

（1）防止进入钢中 250

（2）从钢中去除 250

9.2.6　小结 254

9.3　不锈钢表面状况和表面加工 257

9.3.1 国内不锈钢表面状况、质量问题实例（7例） 257

（1）热轧中板表面局部氧化皮处的严重锈蚀 257

（2）00Cr18Ni10不锈钢工艺管道焊缝附近的锈蚀 259

（3）1Cr18Ni9Ti管材内、外表面局部过酸洗产生的晶间腐蚀 261

（4）1Cr18Ni9Ti不锈钢管材表面划伤后，经实际使用后的应力腐蚀 261

（5）一种18-8不锈钢构件打磨处的应力腐蚀 262

（6）由于焊后焊缝表面高应力状态和未加维护而引起的0Cr18Ni9大口径管道的应力腐蚀 263

（7）6Cr13Mo不锈钢刀具的表面非金属夹杂 263

9.3.2 不锈钢的表面加工和耐蚀性 265

（1）不锈钢板材的表面加工 265

（2）在大气中，表面加工对不锈钢耐蚀性的影响 266

（3）在大气、高温水和海水中，电解抛光等表面加工对不锈钢耐蚀性的影响 268

（4）在含氯化物的介质中，酸洗等表面加工对不锈钢耐点蚀、耐应力腐蚀性能的影响 271

主要参考文献 273

附录 国内外相同或相近不锈钢标准牌号对照表 275