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不锈钢合金管的金相结构
时间:2022-04-27 10:21:35        点击量:【 】次

在没有回答什么是不锈钢管金相学这一问题前,让我们先了解以下一些现象,有助于我们认识化学元素及其组成对不锈钢管和合金的性能起着何等重要的作用。

    在纯金属方面,钨的熔点高达3380℃,但是水银的熔点在零下39℃;金在潮湿的空气中长时间不锈,而铁表面有锈斑;银的电阻系数只有1.50×l0-6欧姆·锰的电阻系数高达厘米185×10-6欧姆·厘米;镁的比例只有1.74克/厘米3,白金密度为21.45克/厘米3;钒的硬度为HB264,锡的硬度仅HB5左右。上述数例表明,不同的金属元素具有完全不同的物理、化学和机械性能。

     2.0铍铜合金的强度是纯铜的三倍多;在不锈钢管中加入20%锰,磁铁完全失去吸引力;如果纯铁中含有1000~的硫1100℃锤锻时,碎成块。这些例子还表明,各种化学元素的组成对合金的性能有着深远的影响。

    以最熟悉的由铁和碳组成的钢材为例,也可以发现碳含量对铁碳合金的性能有明显的差异。例如,碳含量为0.3%铁碳合金(钢)具有良好的改变形状而不破裂的能力,可通过锻造或轧制制造不同形状的工件;碳含量为3.0%的铁碳合金(生铁),无论在高温还是室温下,都不能承受任何压力来改变其形状,只能通过铸造来浇筑成件。碳含量为0.1%铁碳合金(低碳钢)是制造冷压深冲产品的主要材料,硬度低,塑性高;碳含量为1.0%铁碳合金(高碳钢)是制造切削金属的主要材料,具有高硬度和耐磨性。这些例子还表明,不同的化学成分(含碳量)也表现出不同的性能。

    现在我们固定不锈钢管或合金的成分,通过改变其生产工艺条件,看看会发生什么。

    例如,在砂模中浇注相同化学成分的生铁水,使铁水慢慢凝固冷却,在金属模中浇注,快速凝固冷却,发现前者断口为深灰色,后者为银白色;前者脆性小,不易断裂,后者脆性大,易断裂;前者硬度低,可切割,后者硬度高,难以切割。

     又如,碳含量相同0.8%的两根不锈钢管一起加热到高温(800℃左右)之后,在炉子里慢慢冷却,另一块加到同样的温度后,在水中急冷,后者的硬度可以比前者高三到四倍。

   又如纯铜线,在室温下冷拔后,强度可提高一倍以上。

    从上述例子可以看出,仅化学成分不足以解释性能差异的原因,这要求我们更深入地考虑影响不锈钢管和合金性能的因素。讨论不锈钢管或合金的内部结构已成为考虑这一问题的主要途径。

     不锈钢管和合金的内部结构可分为:原子结构、晶体结构、显微组织和宏观组织。所谓的原子结构是指组成元素的原子是由更微妙的质量组成的,这些质量是如何分布在原子内部的;晶体结构是指不锈钢管和合金内的不同形状、大小、数量和分布风格(近30年来,电子显微镜观察不锈钢管和合金内部更详细的组织);宏观组织,又称低倍组织,是指肉眼或不超过十倍的放大镜,观察不锈钢管、合金磨面或断口上晶体的特征。

     什么是金相学?现在回答这个问题。

    金相学是一门科学,研究不锈钢管和合金的各种晶体结构和显微组织,影响其外部条件(如温度变化、加工变形、浇筑条件等)和内部因素(化学成分),以及它们与性能之间的关系。只有结合生产实践,了解不锈钢管和合金的结构组织及其变化的基本规律,才能有效控制和提高不锈钢管或合金的性能,正确处理不锈钢管和合金,合理选择和使用不锈钢材料进行实际应用。

    本书将介绍金相学的基本内容,并结合钢热处理介绍化学成分、组织结构和与性能的关系。


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