El acero inoxidable es un tipo de acero. El acero se refiere al acero que contiene menos del 2% de carbono (C) y más del 2% es hierro. Durante el proceso de fundición, se añaden elementos de aleación como cromo (Cr), níquel (Ni), manganeso (Mn), silicio (Si), titanio (Ti) y molibdeno (Mo) para mejorar el rendimiento del acero y hacerlo resistente a la corrosión (es decir, a prueba de óxido). El acero inoxidable es un acero de alta aleación que puede resistir la corrosión en el aire o en medios químicos corrosivos. Según el estado organizativo del acero en estado normalizado, se puede dividir en acero inoxidable ferrítico, acero inoxidable austenítico y acero inoxidable martensítico.
01 Acero inoxidable ferrítico.
Cuando el contenido de cromo alcanza el 13%, la aleación de hierro-cromo no tendrá transformación de fase γ; cuando el contenido de cromo alcanza el 12%, puede resistir la corrosión, por lo que el acero ferrítico Cr13 se convierte en acero inoxidable ferrítico.
Características: El acero inoxidable ferrítico tiene buena resistencia a la corrosión y a la oxidación, especialmente buena resistencia a la corrosión bajo tensión, pero malas propiedades mecánicas (el límite elástico es mayor que el del acero inoxidable austenítico, pero la tenacidad al impacto es baja y frágil) y rendimiento del proceso. Se utiliza principalmente para estructuras resistentes a los ácidos con baja tensión y como acero resistente a la oxidación.
1. Tipos y clases de acero inoxidable ferrítico
⑴ Tipo Cr13: como 0Cr13, 0Cr13Al (Al: F expandido, antioxidante), etc., a menudo utilizado como acero resistente al calor, antioxidante.
⑵ Tipo Cr16-19: como Cr17, Cr17Ti, Cr17Mo1Nb, etc., pueden resistir la corrosión en la atmósfera, agua dulce y medios de ácido nítrico diluido.
⑶ Tipo Cr25-28: como Cr25Ti, Cr26Mo1, Cr28, etc., son aceros resistentes a los ácidos y resistentes a medios corrosivos fuertes.
2. Fragilidad del acero inoxidable ferrítico
La desventaja del acero ferrítico con alto contenido de cromo es su alta fragilidad, y las principales razones son:
⑴ Granos originales gruesos:
① La estructura es gruesa en el estado fundido y no se puede refinar mediante la transformación de fase durante el calentamiento y el enfriamiento, sino que solo se puede refinar mediante recristalización por deformación;
② La ferrita tiene una baja temperatura de engrosamiento del grano y una alta tasa de engrosamiento del grano debido a la rápida difusión atómica (el principio es el mismo que el F, no se produce corrosión intergranular y el Cr se difunde rápidamente). Solución: En la producción, la temperatura final de forjado o la temperatura final de laminado se controla a 750 ℃ o menos; se agrega una pequeña cantidad de titanio al acero para evitar el crecimiento del grano con Ti (C, N); se aumenta la cantidad de austenita a alta temperatura en el acero inoxidable ferrítico para controlar el engrosamiento del grano.
⑵Fase σ: La fase σ tiene una dureza alta (HRC68 o superior) y suele distribuirse a lo largo del límite de grano, por lo que provoca una gran fragilidad y puede promover la corrosión intergranular. (Enfriamiento rápido para reducir su precipitación)
⑶475℃ Fragilidad: (Después de un calentamiento prolongado en el rango de temperatura de 400-500℃ o un enfriamiento lento en este rango de temperatura, el acero se vuelve muy quebradizo a temperatura ambiente)
Razón: Cuando se calienta a 475 ℃, los átomos de cromo en la ferrita tienden a ordenarse para formar muchas ferritas ricas en cromo, que mantienen una relación coherente con la fase original, lo que provoca distorsión reticular y tensión interna. En este momento, la resistencia del acero aumenta, la tenacidad al impacto disminuye y la fragilidad aumenta.
⑷El acero contiene impurezas e inclusiones como C, N y O.
3.Tratamiento térmico del acero inoxidable ferrítico
⑴La estructura de equilibrio del acero inoxidable ferrítico es ferrita + carburo de cromo.
⑵ Propósito: Para obtener una estructura de ferrita con una composición uniforme, reducir la precipitación de carburo, eliminar la tendencia a la corrosión intergranular y eliminar la precipitación de la fase σ y la fragilidad a 475 ℃, el acero inoxidable ferrítico a menudo se trata con un tratamiento térmico de temple, revenido o recocido después del laminado en caliente. (Es probable que se produzca corrosión por picaduras y corrosión intergranular cuando se precipitan los carburos)
02 Acero inoxidable austenítico
El acero inoxidable austenítico se desarrolla con 18% Cr-8% Ni como composición típica. (Acero inoxidable austenítico tipo 18-8) Características: alta resistencia a la corrosión (superior al acero inoxidable M, inferior al acero inoxidable F), alta plasticidad, tenacidad y tenacidad a baja temperatura, fácil de procesar en varias formas de acero, buen rendimiento de soldadura, no magnético, etc., es decir, buenas propiedades mecánicas integrales, es el tipo más grande de acero inoxidable.
1. Grados de acero típicos, propiedades y aplicaciones
⑴Acero inoxidable Cr-Ni: 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni11Nb, 00Cr18Ni10, 00Cr17Ni7Cu2, (añadiendo Ti y Nb para reducir la corrosión intergranular; añadiendo Cu para reducir la corrosión bajo tensión y expandir el elemento A)
⑵Acero inoxidable Cr-Mn-N, Cr-Mn-Ni-N (agregar Mn y N puede reemplazar Ni) Grados de acero típicos: 1Cr17Mn13N, 1Cr18Mn8Ni5N (Análisis: acero inoxidable WCr﹪>12﹪; que contiene Mn, Ni, N es acero inoxidable austenítico, como el que contiene Cr y Al es acero inoxidable F) El fortalecimiento de la solución sólida de N hace que el acero tenga mayor resistencia al rendimiento, plasticidad y tenacidad.
⑶Acero inoxidable austenítico metaestable: durante la deformación en frío se produce una transformación martensítica parcial, de modo que el acero se refuerza con martensita sobre la base del endurecimiento por trabajo en frío. Suplemento: La deformación entre Ms y Md induce la transformación de fase M, y una deformación mayor que Md hace que A se estabilice mecánicamente.
2. Estructura de equilibrio y tratamiento térmico del acero inoxidable austenítico.
La estructura de equilibrio del acero inoxidable austenítico de tipo 18-8 es una estructura de fase compleja de austenita + ferrita + carburo, y la austenita monofásica real se obtiene mediante un tratamiento de solución. El propósito es disolver tanto la ferrita como el carburo en A para obtener A monofásico.
03 Acero inoxidable martensítico
1. El acero inoxidable martensítico contiene entre un 12 y un 18 % de cromo. En comparación con el acero inoxidable ferrítico, sus características de composición son las siguientes:
⑴ El límite superior del contenido de cromo es menor (si es demasiado, es F)
⑵ También contiene una cierta cantidad de carbono, níquel y otros elementos estabilizadores de la fase γ. (El níquel no puede ser excesivo)
⑶ Este tipo de acero tiene peor resistencia a la corrosión y soldabilidad que los aceros inoxidables austeníticos y ferríticos, y peor plasticidad que el acero inoxidable A, pero debido a que tiene una buena combinación de propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión (tiene cierta resistencia a la corrosión y puede soportar ciertas cargas)
2、Se utiliza para fabricar piezas mecánicas, herramientas médicas quirúrgicas, herramientas de medición, cojinetes de acero inoxidable, resortes, etc.
3、Compare exhaustivamente la resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas de los aceros inoxidables A (austenítico), F (ferrítico) y M: el acero inoxidable M tiene poca resistencia a la corrosión, pero puede soportar una cierta carga; el acero inoxidable A tiene una resistencia a la corrosión moderada, resistencia promedio, pero buena plasticidad y tenacidad; el acero inoxidable F tiene buena resistencia a la corrosión y a la oxidación, pero es frágil.
4. Grados de acero típicos, composición y aplicaciones
⑴① Acero con bajo contenido de carbono 13% Cr: como 1Cr13, 2Cr13;
② 17 % Cr-2 % Ni con bajo contenido de carbono (Ni: estabiliza A): el Cr se refuerza principalmente con solución sólida. ① y ② son equivalentes al acero templado resistente a la corrosión: el tratamiento térmico es temple + templado a alta temperatura. (La aleación hace que el punto S se desplace hacia la izquierda, por lo que el efecto es similar al del acero templado)
⑵ Acero con contenido medio de carbono 13 % Cr: como 3Cr13, 4Cr13 es equivalente al acero para herramientas resistente a la corrosión; temple + revenido a baja temperatura
⑶ Acero con alto contenido de carbono y 18 % de cromo: como el 9Cr18, etc., es equivalente al acero para herramientas resistente a la corrosión. Temple + revenido a baja temperatura
2. Tratamiento térmico del acero inoxidable martensítico.
3、⑴ Tratamiento de ablandamiento: equivalente al tratamiento térmico preliminar Después del forjado y el laminado, el acero producirá una transformación martensítica debido al enfriamiento por aire, lo que endurecerá la forja y producirá grietas en la superficie de la forja, y tampoco es fácil de cortar.
① Revenido a alta temperatura
② Recocido completo
⑵ Tratamiento de temple y revenido
⑶ Temple y revenido a baja temperatura
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