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不锈钢管的金相学是什么?


在没有回答不锈钢管金相学这个问题之前,先了解一下化学要素及其构成对不锈钢管和合金的性能起着怎样的重要作用。

在纯金属方面,钨的熔点达到3380℃,但水银的熔点为零下39℃的金在潮湿的空气下长时间不锈钢,铁表面生锈的银阻系数为1.50×l0-6欧姆厘米,锰的阻系数为185×10-6欧姆厘米,镁的比重为1.74克/厘米3上述数例说明了不同的金属元素,具有完全不同的物理、化学和机械性能。

在合金方面,含有2.0%汨的铜合金,其强度比纯铜高3倍以上的不锈钢管中加入20%锰,磁铁完全失去吸引作用的纯铁中含有几万分之几的硫,在1000~1100℃的锤子锻炼时,破裂成块。这些例子也说明了各种化学要素的构成,对合金的性能产生了的影响。

在最熟悉的铁和碳构成的钢铁材料中,也可以发现碳含量对铁碳合金的性能有很大差异。例如,碳含量为0.3%的铁碳合金(钢)具有改变形状而不破裂的能力,可以通过锻造或轧制方法制作不同形状的工件的碳含量为3.0%的铁碳合金(生铁),无论是高温还是室温,都不能承受任何压力加工来改变形状碳含量为0.1%的铁碳合金(低碳钢),硬度低,塑性高,是制造冷压深冲压产品的主要材料,碳含量为1.0%的铁碳合金(高碳钢),硬度高,耐磨,是制造切削金属的主要材料。这些例子也表明化学成分(含碳量)不同,铁碳合金也表现出不同的性能。

现在大家固定不锈钢管和合金的成分,用改变生产技术条件的方法,看看会发生什么。

例如,同一化学成分的生铁水,一个浇在砂模上,使铁水慢慢凝固冷却,另一个浇在金属模上,快速凝固冷却,发现前者的断口呈暗灰色,后者呈银白色,前者脆性小,不易断裂,后者脆性大,容易断裂,前者硬度低,可以切削加工,后者硬度高,切削困难。

另外,碳含量为0.8%的两根不锈钢管,一根加热到高温(800℃左右)后,在炉子里慢慢冷却,另一根加入同样的温度后,在水中急剧冷却,结果后者的硬度比前者高3~4倍。

另外,纯铜线材在室温冷却后,强度可以加倍以上。

从上述几个例子可以看出,单凭化学成分不足以说明性能差异的原因,这就要求大家更深入地考虑除化学成分外,还有哪些因素影响不锈钢管和合金性能。讨论不锈钢管和合金的内部结构,成为考虑这个问题的主要方法。

不锈钢管和合金的内部结构根据其研究范围从微观到宏观,可分为原子结构、结晶结构、显微组织和宏观组织。原子结构是指构成要素的原子由更细的质量点构成,这些质量点是如何分布在原子内部的晶体结构是指原子用什么方法结合,原子用不锈钢管和合金内部排列成那些样式的显微组织也称为高倍组织,不锈钢管和合金内部在放大率为30~1600倍的显微镜观察下,各种晶体的形状、大小、数量以及其分布样式(近30年来,放大率为数千倍到数十万倍的电子显微镜观察不锈钢管和合金内部更细的组织)

什么是金相学?现在马上回答这个问题。

金相学是研究不锈钢管和合金的各种结晶结构和显微组织,影响其形成的外部条件(温度变化、加工变形、浇注条件等)和内部因素(化学成分)以及与性能有关的科学。只有结合生产实践,了解不锈钢管和合金的结构组织和变化的基本规律,才能切实控制和改善不锈钢管和合金的性能,正确加工不锈钢管和合金,才能合理选择和使用实际应用的不锈钢材料。

本书以铁碳合金为中心先容金相学的基本内容,结合钢热处理先容钢化学成分、组织结构、性能关系的基本常识。


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