奧氏體不銹鋼設(shè)備腐蝕與防護(hù)

• ISBN：9787122379344

• 版次：1

• 商品編碼：13072582

• 品牌：化學(xué)工業(yè)出版社

• 包裝：平裝

• 開本：16開

• 出版時(shí)間：2020-11-01

• 用紙：膠版紙

• 頁數(shù)：134

• 正文語種：中文

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書針對(duì)奧氏體不銹鋼局部腐蝕的幾個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)行研究。主要內(nèi)容包括：基礎(chǔ)知識(shí)及腐蝕類型、奧氏體不銹鋼點(diǎn)蝕、奧氏體不銹鋼縫隙腐蝕、管板與換熱管間縫隙的消除、奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕、應(yīng)力腐蝕失效概率分析、奧氏體不銹鋼超聲滾壓表面強(qiáng)化。

本書理論分析、試驗(yàn)研究、有限元模擬并存，論述了奧氏體不銹鋼的腐蝕類型、機(jī)理、影響因素、預(yù)防措施、常見腐蝕案例等內(nèi)容，可為不銹鋼腐蝕領(lǐng)域的研究人員以及不銹鋼設(shè)備管理人員提供幫助，也可供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員、高校相關(guān)專業(yè)師生學(xué)習(xí)參考。

目錄

第1章緒論001

1．1基礎(chǔ)知識(shí)002

1．1．1不銹鋼的應(yīng)用002

1．1．2腐蝕的危害004

1．2腐蝕的類型006

1．2．1點(diǎn)蝕007

1．2．2縫隙腐蝕007

1．2．3應(yīng)力腐蝕009

1．2．4晶間腐蝕011

第2章奧氏體不銹鋼點(diǎn)蝕014

2．1點(diǎn)蝕機(jī)理015

2．2材料對(duì)點(diǎn)蝕的影響017

2．3點(diǎn)蝕因素關(guān)聯(lián)性分析021

2．3．1灰色系統(tǒng)理論概述022

2．3．2灰色關(guān)聯(lián)分析022

2．3．3案例分析025

2．4點(diǎn)蝕隨機(jī)性031

2．4．1點(diǎn)蝕萌生的隨機(jī)性032

2．4．2隨機(jī)變量分布033

2．5點(diǎn)蝕預(yù)防措施035

第3章奧氏體不銹鋼縫隙腐蝕037

3．1縫隙腐蝕機(jī)理038

3．2縫隙腐蝕影響因素039

3．3縫隙腐蝕數(shù)值模擬041

3．3．1理論分析041

3．3．2數(shù)值模擬043

3．4縫隙腐蝕預(yù)防措施051

第4章管板與換熱管間縫隙的消除053

4．1管板和換熱管連接方式054

4．2液壓脹接壓力理論計(jì)算058

4．3脹接數(shù)值分析062

4．3．1模型建立062

4．3．2數(shù)值計(jì)算與理論計(jì)算的比較065

4．3．3幾何偏差對(duì)最小脹接壓力的影響068

第5章奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕074

5．1應(yīng)力腐蝕特征075

5．2應(yīng)力腐蝕機(jī)理078

5．2．1陽極溶解078

5．2．2氫致開裂理論079

5．3應(yīng)力腐蝕的影響因素080

5．3．1材料因素080

5．3．2環(huán)境因素080

5．3．3力學(xué)因素082

5．4應(yīng)力腐蝕案例分析085

5．5應(yīng)力腐蝕預(yù)防措施088

第6章應(yīng)力腐蝕失效概率分析090

6．1應(yīng)力腐蝕失效概率分析方法091

6．1．1應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型091

6．1．2應(yīng)力腐蝕參數(shù)的概率分布估計(jì)093

6．1．3失效概率計(jì)算方法099

6．2應(yīng)力腐蝕失效概率分析通用模型102

6．2．1啟裂失效概率分析模型102

6．2．2泄漏失效概率分析模型106

6．2．3斷裂失效概率分析模型109

6．3考慮模型不確定性的失效概率模型113

6．3．1模型不確定性的來源113

6．3．2失效概率模型114

第7章奧氏體不銹鋼超聲滾壓表面強(qiáng)化115

7．1超聲滾壓表面強(qiáng)化方法116

7．2表面強(qiáng)化對(duì)材料性能的影響117

7．2．1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)117

7．2．2表面粗糙度118

7．2．3表面硬度120

7．2．4耐腐蝕性120

附錄123

附錄1啟裂失效概率124

附錄2泄漏失效概率125

附錄3斷裂失效概率a/c=0．1126

附錄4斷裂失效概率a/c=0．2128

附錄5斷裂失效概率a/c=0．4130

參考文獻(xiàn)132 2100433B

高鉻鑄鐵鑄態(tài)基體組織通常不是單一組織，含有奧氏體、珠光體，厚大緩冷鑄件中還存在一些二次碳化物以及少量其他非固溶相。為了達(dá)到硬化目的，淬火第一個(gè)步驟就是將鑄件加熱超過A_C3，保溫一定時(shí)問后，使鑄態(tài)基體組織轉(zhuǎn)變成為單一的奧氏體組織。這一過程稱為奧氏體化。

鑄態(tài)基體組織對(duì)奧氏體化過程有一定影響。因?yàn)椴煌嘟M分在奧氏體化溫度下的轉(zhuǎn)變和元素溶解情況是不相同的。例如層狀珠光體的碳擴(kuò)散距離短，易于分解，在奧氏體化過程中能較快達(dá)到固溶體的成分平衡。珠光體基體高鉻鑄鐵能在較短加熱時(shí)間內(nèi)獲得均勻的奧氏體組織，因此規(guī)定高鉻鑄鐵件淬火前實(shí)行預(yù)珠光體化處理是有益的。

高鉻鑄鐵件加熱到A_C1度后，基體局部組織開始發(fā)生點(diǎn)陣改組，出現(xiàn)α→γ轉(zhuǎn)變。隨溫度增高，γ轉(zhuǎn)變量逐漸增加。理論上鑄件溫度達(dá)到A_C3，轉(zhuǎn)變應(yīng)該停止。但是，實(shí)際測(cè)定結(jié)果表明，鑄件加熱到稍高于A_C3溫度進(jìn)行奧氏體化，α→γ轉(zhuǎn)變的速度比較緩慢，即使保溫時(shí)間很長(zhǎng)，也難以使基體全部成為單一奧氏體組織。此外生成的奧氏體組織化學(xué)成分很不均勻，并且含有許多未溶碳化物以及其他熔點(diǎn)較高的雜質(zhì)。已發(fā)現(xiàn)細(xì)小的碳化物常常成片彌散分布。這些不純物不但影響過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變，而且也會(huì)使轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組織均勻性顯著下降，最終導(dǎo)致鑄件力學(xué)性能降低。

加熱溫度超過A_C320～30℃，α→γ轉(zhuǎn)變才開始逐漸趨于停止。高鉻鑄鐵通常采用的奧氏體化溫度超過A_C370～120℃以上。這樣的溫度既是為了奧氏體組織充分均勻化，也是進(jìn)行脫穩(wěn)處理的需要。

確定某一鑄件的奧氏體化溫度，需要知道該鑄件的A_C3溫度。但是高鉻鑄鐵含有多種合金元素，直接影響A_C3溫度，難以寫出各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)A_C1和A_C3溫度綜合影響的表達(dá)式。

碳在奧氏體中的溶解度隨奧氏體化溫度提高而增加，適當(dāng)提高奧氏體化溫度會(huì)使淬火后馬氏體的硬度上升。但是過度提高溫度將產(chǎn)生相反效果。例如奧氏體化溫度超過100℃以后，由于二次碳化物重新溶入奧氏體，使奧氏體含碳量增多、組織穩(wěn)定性提高，淬火后鑄件中殘余奧氏體在基體中的體積分?jǐn)?shù)可能超過70%。因此，高鉻鑄鐵件奧氏體化溫度不應(yīng)超過980～1000℃。

鑄件在爐內(nèi)加熱到預(yù)定的奧氏體化溫度后開始計(jì)算奧氏體化保溫時(shí)問。此時(shí)間過程包括：鑄件整體達(dá)到奧氏體化溫度所需時(shí)問、成分均勻化及二次碳化物析出所需時(shí)間。

奧氏體化所需時(shí)間中，成分均勻化所需時(shí)問比較長(zhǎng)，鉻、碳含量較高時(shí)需要的時(shí)間更長(zhǎng)。其次是鑄件結(jié)構(gòu)所決定的鑄件整體加熱到奧氏體化溫度所需時(shí)問。在爐內(nèi)升溫過程

中，鑄件的實(shí)際溫度總是滯后于爐子的測(cè)定溫度，而且鑄件的模數(shù)越高，滯后越顯著。鑄件表面溫度向內(nèi)部傳導(dǎo)，是滯后的重要原因。據(jù)測(cè)定，二次碳化物析出時(shí)間并不長(zhǎng)，一般高鉻鑄鐵件整體達(dá)到奧氏體化溫度后，20min即可結(jié)束析出過程。這可能與鑄件加熱過程中已有二次碳化物析出有關(guān)。

鑄件具體的奧氏體化保溫時(shí)間，可以這樣計(jì)算：厚度25mm的鑄件基本保溫時(shí)間為2h，厚度每增加25mm保溫時(shí)間增加1h?；蚋鶕?jù)鑄件最大模數(shù)計(jì)算保溫時(shí)間，1cm模數(shù)鑄件保溫時(shí)間2h，每增加1cm模數(shù)，增加0.5h。即：保溫時(shí)間=2h 0.5h/1cm模數(shù).

如果加熱前鑄件的基體組織為珠光體，保溫時(shí)間可適當(dāng)減少。

其顯微組織為奧氏體。它是在高鉻不銹鋼中添加適當(dāng)?shù)逆嚕ㄦ嚨馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%~25%）而形成的，具在奧氏體組織的不銹鋼。奧氏體型不銹鋼以Cr18Ni19鐵基合金為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上隨著不同的用途，發(fā)展成圖1-2所示的鉻鎳奧氏體不銹鋼系列。

奧氏體-鐵素體型不銹鋼

其顯微組織為奧氏體加鐵素體。鐵素體的體積分?jǐn)?shù)小于10%的不銹鋼，是在奧氏體鋼基礎(chǔ)上發(fā)展的鋼種。

原始奧氏體晶粒小的好處是，相變時(shí)產(chǎn)生的馬氏體片也小。這不僅提高強(qiáng)度，而且也改善延性和韌性。一種能大大細(xì)化原奧氏體晶粒的方法是，用很快的速率加熱至奧氏體化溫度，并在剛高于A_C3溫度處作非常短時(shí)間的保溫。這時(shí)可用瞬間過熱來溶解碳化物，而又不至于粗化奧氏體晶粒。

由于馬氏體晶粒細(xì)化以及淬火時(shí)位錯(cuò)密度的提高，這種處理能使屈服應(yīng)力提高約10%。位錯(cuò)密度提高的原因還不很清楚，但在200℃以下的回火不能消除這些位錯(cuò)，于是沖擊性能變差。提高回火溫度確能消除位錯(cuò)，這時(shí)性能主要由極細(xì)的回火馬氏體片尺寸控制。采用400℃以上的回火溫度，快速熱處理能改善沖擊性能，但效果不很大。有證據(jù)表明，奧氏體形變熱處理前，如果不用普通奧氏體化而采用快速熱處理，強(qiáng)度雖只有少量提高，但韌性卻大大提高。原因主要是快速奧氏體化產(chǎn)生的晶粒細(xì)。

快速奧氏體化處理，用于顯著改善超高強(qiáng)度鋼的強(qiáng)度和韌性，主要還局限于實(shí)驗(yàn)室研究。尚有許多控制上的問題存在。因?yàn)殇摰臒釋W(xué)參數(shù)使作這樣熱處理的零件截面尺寸受到限制，除非有的只要求表面薄層的性能。