奥氏体晶体结构-镍在不锈钢的作用

镍镍铁和镍矿介绍1.1镍镍是略带黄色银白色金属，是一种具有磁性的过渡金属。

镍的应用在于镍的抗腐蚀性，合金中添加镍可增强合金的抗腐蚀性。

不锈钢与合金生产领域是镍最广泛应用领域。

全球约2/3的镍用于不锈钢生产，因此不锈钢行业对镍消费的影响居第一位。

捏镍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属性，所以，镍被称为奥氏体形成元素。

目前全球有色金属中，镍的消费仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位。

因此，镍被称为战略物资，一直被各国所重视。

1.2镍铁镍铁主要成分为镍与铁，同时还含有Gr、Si、S、P、C 等杂质元素。

根据国际标准（ISO）镍铁按含镍量分为FeNi20(Ni15~25%)、FeNi30(Ni25~35%)、FeNi40(Ni35~45%)、FeNi50(Ni45~60%),又再分为高碳（1.0~2.5%）、中碳（0.030~1.0%）和低碳（1＜0.030%）；低磷（P＜0.02%）与高磷（P＜0.02%）镍铁。

目前国内生产厂家生产的镍铁品位10~15%，也有部分厂家生产20%或25%以上的镍铁。

1.3 镍矿世界上可开采的镍资源主要有两类，一类是流化矿床，另一类是氧化矿床。

由于硫化镍矿资源品质好，工艺技术成熟，现约60~70%的镍来源于硫化镍矿。

而世界上镍的储量80%为氧化镍矿，矿物组成主要是含水镍镁硅酸盐（xNi.yMgO）Si2n H2O,以及针铁矿Fe2O3.H2O、赤铁矿Fe2O3和磁铁矿2Fe3O4，由于铁的氧化，矿石呈红色，所以通称红土镍矿。

世界上的红土镍矿分布在赤道线南北纬30°以内的热带国家，其可开采部分一般由三层组成：褐铁矿层、过渡层和腐殖土层。

其化学成分组成见表1.褐铁矿层，含铁多、硅镁少、镍低、钴较高，一般采用湿法工艺回收金属；再下层是混有脉石的残积层（过渡层和腐殖土层）矿，含硅镁高、铁较低、钴较低、镍较高，这类矿一般采用火法工艺处理。

【镍的基础知识概述】镍是什么?镍是略带黄色的银白色金属，是一种具有磁性的过渡金属。

全球约 2 /3的镍用于不锈钢生产。

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。

目前全球有色金属中，镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第5位。

因此，镍被视为重要战略物资，一直为各国所重视。

、镍矿的分类及用途(1)红土矿：由铁和镍的氧化物组成的次生共生矿，其特点是硬度小, 含水高，易泥化，品位约1%，红土镍矿占世界镍储量的60%以上。

(2)硫化矿：主要矿物包括镍黄铁矿(Fe,Ni)9S8、镍磁黄铁矿(Fe,Ni)7S8、针硫镍矿NiS等。

在硫化矿中都伴生有黄铜矿和少量钻的硫化物及铂族金属。

特富矿石：Ni>3% ;富矿石Ni 1%〜3%。

(3)应用领域: 镍的主要应用领域是作为合金元素用于生产不锈钢、高温合金钢、高性能特种合金、镍基喷镀材料。

不锈钢广泛应用于民用产品和建筑装饰；镍基合金用于制造喷气涡轮，发电机涡轮；含镍的结构钢、耐酸钢、耐热钢应用于化工、石油机械制造业；镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层；铝镍钻合金是重要的磁性材料，广泛用于仪器仪表等领域；在化学工业中，镍常用作氢化催化剂；镍与铂钯一样，能吸收大量的氢，镍和稀土合成的储氢合金，以及泡沫镍广泛应用于生产镍氢、镍镉电池，含镍钻的三元材料是锂离子电池的重要原料，因此镍也是清洁高效的二次电池原料。

全球镍资源 印度尼西亚、菲律宾、哥伦比亚、多米尼加等国。

硫化矿主要分布在澳大利 俄罗斯、加拿大、中国、南非等国家。

锂矿资源分布我国镍矿资源储量为760万吨。

主要分布于西北、西南和东北地区，其保有储 量占全国总储量的比例分别为 76.8%、12.1%、4.9%。

甘肃镍储量最多，占全 国镍矿总储量的62%，其次是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北 (3.4%)和四川(3.3%)。

镍在不锈钢中作用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。

奥氏体不锈钢不锈原理
奥氏体不锈钢是一种不锈钢材料，其不锈原理是在其晶格中含有足够的铬元素，并且还有适量的镍元素。

这些元素的存在可以让奥氏体不锈钢在大气中或在一些特定环境下形成一层坚固且致密的铬氧化物膜，即钝化膜。

这层膜能够有效地隔离内部金属与外界环境之间的接触，从而防止氧、水和其他氧化剂的侵蚀。

奥氏体不锈钢中的铬元素是非常重要的，因为铬元素可以与氧结合形成氧化铬，这是一种非常稳定的氧化物。

当铬含量达到10.5%以上时，奥氏体不锈钢才能具备良好的抗腐蚀性能。

此外，适量的镍元素可以使奥氏体不锈钢具备更好的耐酸性和耐碱性。

当奥氏体不锈钢表面破损或受到机械划伤时，新鲜的金属表面会立即与氧气发生反应形成氧化铬膜。

这层膜可以防止进一步的氧化反应发生，并通过自修复能力修复表面的损伤，从而保护金属免受进一步腐蚀的侵害。

总的来说，奥氏体不锈钢能够保持其不锈的原因是其内部含有适量的铬和镍元素，形成了一层稳定而致密的钝化膜，它能够抵御氧、水和其他氧化剂的侵蚀，同时具备自修复能力，使得奥氏体不锈钢具备了出色的耐腐蚀性能。

镍当量的计算公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]为什么要考虑镍当量只需要按照标准要求的范围验收就可以了。

Ni= 8~10%. 在304不锈钢是一种奥氏体不锈钢, 而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。

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，最着名的是下面的公式：奥氏体形成能力(Ni当量) =Ni%+30C%+30N%+%+%请看下面的资料，相信对你有所启发。

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。

从上述式中可以看出，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%的镍，同时含有%的氮。

由镍等式可知这些氮在形成奥氏体的能力上相当于%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。

奥氏体铁素体不锈钢1.引言1.1 概述奥氏体、铁素体和不锈钢是金属材料领域中常见的概念。

它们在工业生产和日常生活中都起着重要的作用。

奥氏体和铁素体是铁碳合金中的两种重要组织结构，而不锈钢则是一种具有抗腐蚀性能的特殊钢材。

奥氏体是一种由铁和一定量的碳组成的金属组织结构。

它的特点是具有良好的塑性和韧性，能够很好地适应外力的作用。

同时，奥氏体具有较高的硬度和强度，因此在一些需要承受较大压力或负荷的结构材料中广泛应用。

奥氏体形成的条件包括高温下的快速冷却和添加合适的合金元素等。

铁素体是另一种常见的金属组织结构，主要由铁和碳组成。

与奥氏体相比，铁素体的硬度和强度较低，但具有较好的可加工性和可锻造性。

铁素体常用于制造一些需要加工成型的零件和构件。

它形成的条件为低温下的慢速冷却和碳含量较高。

不锈钢是一种合金材料，主要由铁、铬和少量的碳等元素组成。

它具有抗腐蚀性、耐热性和耐磨性等特点，常用于制作厨具、化工设备和建筑材料等。

根据其组织结构和耐腐蚀性能的不同，不锈钢可以分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和双相不锈钢等。

本文将详细介绍奥氏体、铁素体和不锈钢的定义、特点、形成过程以及在工业和生活中的应用领域。

通过对这些材料的深入了解，可以更好地理解金属材料的性能和应用，并为相关产业的发展提供参考和指导。

1.2 文章结构本文将从三个方面详细介绍奥氏体、铁素体和不锈钢的定义、特点、形成以及应用。

下面是文章的具体结构。

第二部分正文将重点介绍奥氏体、铁素体和不锈钢。

首先，在2.1部分将详细阐述奥氏体的定义和特点。

我们将介绍奥氏体的晶体结构、化学成分以及其在不同条件下的形成方式。

此外，我们还将探讨奥氏体的应用领域，如在建筑、航空航天、汽车工业等方面的应用。

接着，在2.2部分，我们将对铁素体进行详细讲解。

我们将介绍铁素体的结构和成分，并探讨铁素体的形成机制。

此外，我们还将探讨铁素体在材料工程领域的广泛应用，包括在制造业、船舶、化工等领域中的应用。

304奥氏体不锈钢晶间腐蚀的研究及防护张晶莹【摘要】介绍了304奥氏体不锈钢的特点,分析了其发生晶间腐蚀的机理、原因及影响因素,并提出了防止晶间腐蚀的有效措施.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】3页(P154-156)【关键词】304不锈钢;晶间腐蚀;影响因素;防止措施【作者】张晶莹【作者单位】广西工业职业技术学院,广西南宁530001【正文语种】中文【中图分类】TQ050.9304奥氏体不锈钢是应用最为广泛的一种Cr-Ni不锈钢，具有良好的耐蚀性、耐热性、机械特性及良好的加工性能和可焊性，被广泛应用于石油化工、冶金机械、家庭用品、建材、食品工业等。

为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢中必须含有18%以上的Cr和8%以上的Ni含量，所以也叫做18-8不锈钢。

1 304不锈钢腐蚀机理分析1.1 晶间腐蚀的基本概念晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中，沿着材料的晶界发生的一种局部腐蚀。

晶间腐蚀的产生，主要是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而引起的。

晶间腐蚀，破坏了晶粒之间的结合，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，看不出已被破坏的痕迹，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化,不能经受敲击，金属强度完全丧失，导致设备突发性破坏，因此是一种很危险的腐蚀。

1.2 晶间腐蚀的形成奥氏体不锈钢的主要合金成分是Cr和Ni。

Cr与Ni在不锈钢中作用：Cr是不锈钢的主加元素，每种不锈钢Cr的含量都必须大于13%。

Cr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加入13%以上的铬元素以后，钢表面自动形成一种非常薄的、无色、透明且非常光滑的一层富铬的氧化物膜（即钝化膜），这层膜的形成，大大缓解了钢的氧化，从而提高了钢的耐腐蚀性能。

Ni与Cr配合，在不锈钢中发挥重要作用。

Ni在不锈钢中的主要作用，在于其改变了钢的晶体结构。

镍在不锈钢中作用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。

在化工生产中，腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生，是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。

普通钢材的耐腐蚀性能较差，不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。

Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。

Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜，使不锈钢钝化，降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度，使不锈钢的耐腐蚀性能提高。

氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。

虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论，但大致可分为2 种观点。

成相膜理论的观点认为，由于氯离子半径小，穿透能力强，故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙，到达金属表面，并与金属相互作用形成了可溶性化合物，使氧化膜的结构发生变化，金属产生腐蚀。

吸附理论则认为，氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力，它们优先被金属吸附，并从金属表面把氧排掉。

因为氧决定着金属的钝化状态，氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点，甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物，氯化物与金属表面的吸附并不稳定，形成了可溶性物质，这样导致了腐蚀的加速。

电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明，氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内，存在着1 个特定的电位值，在此电位下，不锈钢开始活化。

这个电位便是膜的击穿电位，击穿电位越大，金属的钝态越稳定。

因此，可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。

2 应力腐蚀失效及防护措施2． 1 应力腐蚀失效机理其中在压力容器的腐蚀失效中，应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。

因此，研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。

所谓应力腐蚀，就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。

应力腐蚀一般都是在特定条件下产生：①只有在拉应力的作用下。

② 产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质，不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。

镍与不锈钢基础知识-------镍在不锈钢中的作用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素体，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。

铁素体在奥氏体不锈钢中的作用奥氏体不锈钢中铁素体起着重要的作用。

奥氏体不锈钢焊缝中常常需要形成一定数量δ相铁素体（3FN~10FN）。

铬镍奥氏体焊缝的结晶模式主要取决于焊缝金属的[Cr／Ni]。

镍当量按下式计算：Creq=Cr+1．37Mo+1．5Si+2Nb+3TiNieq2Ni+0．3 1 Mn+22C+14．2N+Cu作用1、防止热裂纹。

铁素体是对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。

2、提高焊接接头的耐腐蚀性能（晶间腐蚀和应力腐蚀）。

焊接材料（母材和焊材）中的δ相铁素体能显著改善焊缝及热影响区抗晶间腐蚀和应力腐蚀。

δ相铁素体分布在奥氏体晶粒晶界，有阻隔晶界通道并延伸总通道长度的作用，对减少晶间腐蚀有效。

3、奥氏体不锈钢中的铁素体对材料的力学性能有显著影响。

铁素体含量增加时强度增加，同时，延展性和冲击强度减低。

利用此特性，可采用调控铁素体的含量来达到所需要的材料力学性能和加工性能。

缺点1、铁素体含量较高，将造成堆焊层材料脆化，降低材料的韧性，容易产生裂纹等缺项，造成脆性破坏。

2、过高铁素体将造成奥氏体抗腐蚀性能下降。

铁素体与奥氏体的电极电位不同，铁素体数量超过一限度后，会使点蚀倾向增大。

原因在550~900区间，E347堆焊层中的铁素体发生δ—б的转变，Cr—Mn—Ni的存在将是形成б相的倾向增大，б相形成会造成奥氏体贫Cr，因而使金属脆化和抗腐蚀性能下降。

另外，母材中的碳通过融合线向不锈钢堆焊层金属迁移及形成马氏体区，从而形成堆焊层脆化。

应将焊缝铁素体的含量控制在3% ~ 8%，或者采用重新固溶处理，将б相铁素体溶解回基体中。

控制因素1、熔敷金属中铁素体含量随着电弧电压的升高而急剧下降。

2、熔敷金属中铁素体含量随着焊接电流的提高而降低。

3、熔敷金属中铁素体含量随着冷却速度的较快有所提高，随着层间温度的升高而有所下降。

4、焊接角度对熔敷金属中的铁素体含量有一定影响。

镍与不锈钢基础知识—镍在不锈钢中的作用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素体，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。

镍在不锈钢中的主要作用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。

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。

不锈钢是20世纪重要发明之一，经过近百年的研制和开发已形成一个有300多个牌号的系列化的钢种。

《材料腐蚀与防护》结课作业304奥氏体不锈钢的晶间腐蚀报告班级：成型1303班姓名：***学号：********304、347、321钢的化学成分表格1(%)奥氏体不锈钢在许多介质环境中容易发生晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳等腐蚀类型。

在其中加入不同元素可得到不同特性，加Mo 改善点蚀和耐缝隙腐蚀，降低C含量或加入Ti和Nb可减少晶间腐蚀倾向，加Ni和Cr可改善高温抗氧化性和强度，加Ni改善抗应力腐蚀性能。

我查阅了晶间腐蚀的相关资料，因为以前在《金属学与热处理》里接触过晶间腐蚀，而且在《材料腐蚀与防护》的课堂上，自己对晶间腐蚀也更感兴趣。

晶间腐蚀是一种常见的局部腐蚀，遭受这种腐蚀的不锈钢，表面看来还很光亮，但只要轻轻敲击便会破碎成细粒。

由于晶间腐蚀不易检查，会造成设备突然破坏，所以危害性极大。

奥氏体不锈钢是工业中应用最广的不锈钢之一，多半在约427℃～816℃的敏化温度范围内，在特定的腐蚀环境中易发生晶间腐蚀，晶间腐蚀也会加快整体腐蚀。

图1 图2晶间腐蚀的示意图1和显微镜下的图片2典型的奥氏体不锈钢一般是在固溶处理状态下使用，于常温下腐蚀介质中工作，它的耐蚀性能是基于钝化作用。

奥氏体不锈钢含有较高的铬，铬易氧化形成致密的氧化膜，能提高钢的电极电位，因此具有良好的耐蚀性能。

当含铬量18%、含镍量8%时，能得到均匀的奥氏体组织，且含铬和镍量越高，奥氏体组织越稳定，耐蚀性能就越好，故通常没有晶间腐蚀现象。

但如果再次加热到450℃～850℃或在此温度区间工作，且钢中含碳量超过0.02％～0.03％，又缺少Ti、Nb 等能控制碳的元素时，处于腐蚀介质中往往就可以见到晶间腐蚀现象。

这说明，晶间腐蚀和钢的成分（碳和碳化物形成元素）有关，还与加热条件有关。

现已有一些学说对晶间腐蚀现象做了解释，其中腐蚀机理主要有“贫Cr理论”和“晶界杂质选择性溶解理论”等。

贫Cr理论：C在奥氏体中的饱和溶解度小于0.102%，一般不锈钢的碳含量都高于这个数值。

铬镍奥氏体不锈钢和奥氏体不锈钢铬镍奥氏体不锈钢与奥氏体不锈钢是两种不同种类的不锈钢，它们之间的区别主要在以下几个方面：
1. 化学成分的差异
铬镍奥氏体不锈钢的化学成分中，除了含有铬和镍外，还添加了一些稀有金属元素，如钼、钒、钛等，使得该不锈钢的耐腐蚀性能和耐高温性能更佳。

而奥氏体不锈钢的化学成分中只含有铬和少量的镍。

2. 微观结构的不同
铬镍奥氏体不锈钢采用奥氏体晶体结构，即均匀分布的铁、铬、镍等元素在晶格内形成具有紧密排列的体心立方结构，这使得其具有很好的强度和韧性，同时，该不锈钢经过冷加工后，还能形成更细小、更均匀的晶粒，从而提高了其强度和韧性。

而奥氏体不锈钢则是采用铁素体晶体结构，其晶格结构不如奥氏体结构紧密，从而强度和韧性相对较差。

3. 物理性能的区别
由于铬镍奥氏体不锈钢含有更多的金属元素，因此其密度相对较高，同时，其抗拉强度和屈服强度也比奥氏体不锈钢更高，同时，铬镍奥氏体不锈钢耐磨性和耐腐蚀性能也更好。

综上所述，铬镍奥氏体不锈钢与奥氏体不锈钢在化学成分、微观结构及物理性能等方面存在着不同，铬镍奥氏体不锈钢具有更高的耐腐蚀
性能、耐高温性能和抗拉强度等物理性能，因此在一些高端领域的应用会比奥氏体不锈钢更为广泛。

一、304 钢也会有没有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。

如同一批号的钢带，生产①76管，无明显磁感，生产①9.5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。

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。

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。

二、国内市场201不锈钢性能分析国内市场“ 201”义销售的产品，基本上都是J4。

最近，在市场上采购了国内最大的五个生产“ 200系列不锈钢企业生产的以“ 201 ”义销售板材的样品，送到钢铁研究总院进行化学成分检验和点蚀性能检验，并与宝钢、太钢生产的409L、Cr13、439L、304进行了对比。

硅在不锈钢腐蚀中的作用：1．提高基体金属的电极电位，减少微电池数目，可有效地提高钢的耐蚀性，但含量大于4~5% 时，钢的脆性很大，不能锻、轧；2．可有效地提高铁的钝化能力，从而提高钢的耐蚀性3．亦能在钢的表面形成一层致密的氧化膜，提高钢的耐蚀性；Mo可以增加不锈钢的抗点蚀能力,改善耐缝隙腐蚀能力降低C含量或者增加Ti、Nb可以改善不锈钢的晶体间抗析出腐蚀倾向,增强不锈钢的稳定性加Ni、Cr可以改善不锈钢的高温抗氧化能力,强度加Ni可以改善不锈钢的抗应力耐腐蚀性加S或Se可以改善切削性、构建表面精度锰Mn：提高强度、可取代Ni的添加（Mn：Ni = 4：1,可降低成本）、沃斯田铁相安定元素,但对炼制的过程来说,添加过多的Mn会严重侵蚀炉壁.C:含量饱和可以增强材料的强度和硬度,但塑性降低、脆性增大N增强常温及高温的强度（与C同）,但几乎不影响耐蚀性.Cu:增加非氧化性气氛的耐蚀性；3%以上的Cu有析出强化效果；降低不锈钢加工硬化效应,使之易冷作成形；但热加工性差、会发生热脆化.硅Si:杂质成份,可减少高温时的锈皮产生、增加耐热性、高温强度佳、肥粒铁相的安定元素.磷P：杂质成份,一般在0.045%（0.04%）以下.硫S：杂质成份,一般在0.03%以下,但增加S可改善材料的切削性电解金属锰制造四氧化三锰的主体材料，另外由于纯度高、杂质少，是生产不锈钢、高强度低合金钢、铝锰合金、铜锰合金等的重要合金元素，也是电焊条、铁氧体、永磁合金元素，及许多医药化工用锰盐生产中不可缺少的原料；新开发的减振合金也需用电解金属锰。

电解金属锰生产工艺：电解金属锰是锰的湿法冶金产品，在国内多年的生产实践中，一般采用“浸出——净化——电解”的生产工艺。

主要是采用碳酸锰粉与无机酸反应，制得锰盐溶液，加铵盐作缓冲剂，用加氧化剂氧化中和的方法除铁，加硫化剂除重金属，经过“沉降——过滤——深度净化——过滤”得出纯净的硫酸锰溶液，加入添加剂后，作为电解液进入电解槽电解，生产出金属锰。

奥氏体不锈钢形成条件奥氏体不锈钢是一种重要的不锈钢品种，其特点是具有良好的耐腐蚀性、强度和可塑性。

其主要成分为铁、铬、镍和钼等合金元素，这些元素的含量对奥氏体不锈钢的性能有着重要的影响。

在生产过程中，需要通过一定的方法和工艺来满足奥氏体不锈钢的形成条件。

1.合金元素含量的控制铬是奥氏体不锈钢中最主要的合金元素之一，其含量通常在12%-27%之间。

镍和钼的含量对奥氏体不锈钢的形成也有重要的影响。

在一定范围内增加镍和钼的含量，可以促进奥氏体的形成。

钛、铌等元素的添加也可以提高奥氏体的形成程度。

2.热处理工艺奥氏体不锈钢的形成与热处理工艺密切相关。

在制备过程中，需要采用适当的加热和冷却工艺来促进奥氏体的形成。

一般来说，通过高温加热至800℃以上，保温一段时间，然后快速冷却（如水冷或气冷），可促进奥氏体相变的形成。

还可以采用多次加热与冷却的方法，来进一步促进奥氏体的形成。

3.冷变形处理在奥氏体不锈钢的制备过程中，也需要进行冷变形处理。

这主要是通过冷轧、冷拔等加工方法，来使晶体结构发生变形，从而促进奥氏体的形成。

实验表明，冷变形程度的增加，可以使奥氏体的形成程度得到进一步提高。

4.合理的化学成分设计在奥氏体不锈钢的制备过程中，需要进行合理的化学成分设计。

通过调整合金元素的含量、控制纯度和添加其他元素等方法，可以更好地满足奥氏体不锈钢的形成条件。

还需要根据具体产品的要求，合理设计材料的化学成分，以保证其各项性能指标达到要求。

奥氏体不锈钢的形成条件需要通过合理的合金元素含量控制、热处理工艺、冷变形处理和化学成分设计等方法来实现。

这些方法的具体应用需要结合具体产品要求和生产实践，才能得到更好的效果。

5. 适当的淬火工艺除了热处理工艺外，淬火工艺也是奥氏体不锈钢形成的重要因素之一。

在制备过程中，需要特别注意淬火的温度和时间，以保证奥氏体在适当的条件下形成。

一般来说，淬火温度越高，奥氏体形成的程度就越高。

过高的淬火温度也会导致钢材变形和变质等问题，因此需要根据具体情况来调整淬火温度和时间，以达到最佳的效果。

镍元素对不锈钢的影响镍是的主要合金元素,其主要作用是稳定奥氏体,使钢获得完全奥氏体组织,从而使钢具有良好的强度和塑性,韧性的配合,并具有优良的冷,热加工性和冷形成性以及焊接,低温与无磁等性能,同时提高奥氏体不锈钢的热力学稳定性,使之不仅比相同铬,钼含量的铁素体,马氏体等类不锈钢肯有更好的不锈性和耐氧化性介质的性能,而且于表面膜稳定性的提高,从而使钢还具有更加优异的耐一些还原性介质的性能。

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成分,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;同时马氏体转变温度降低,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，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。