不銹鋼管的金相學(xué)是什么？

在沒(méi)有回答不銹鋼管金相學(xué)這個(gè)問(wèn)題之前，先了解一下化學(xué)要素及其構(gòu)成對(duì)不銹鋼管和合金的性能起著怎樣的重要作用。

在純金屬方面，鎢的熔點(diǎn)達(dá)到3380℃，但水銀的熔點(diǎn)為零下39℃的金在潮濕的空氣下長(zhǎng)時(shí)間不銹鋼，鐵表面生銹的銀阻系數(shù)為1.50×l0-6歐姆厘米，錳的阻系數(shù)為185×10-6歐姆厘米，鎂的比重為1.74克/厘米3上述數(shù)例說(shuō)明了不同的金屬元素，具有完全不同的物理、化學(xué)和機(jī)械性能。

在合金方面，含有2.0%汨的銅合金，其強(qiáng)度比純銅高3倍以上的不銹鋼管中加入20%錳，磁鐵完全失去吸引作用的純鐵中含有幾萬(wàn)分之幾的硫，在1000~1100℃的錘子鍛煉時(shí)，破裂成塊。這些例子也說(shuō)明了各種化學(xué)要素的構(gòu)成，對(duì)合金的性能產(chǎn)生了的影響。

在最熟悉的鐵和碳構(gòu)成的鋼鐵材料中，也可以發(fā)現(xiàn)碳含量對(duì)鐵碳合金的性能有很大差異。例如，碳含量為0.3%的鐵碳合金(鋼)具有改變形狀而不破裂的能力，可以通過(guò)鍛造或軋制方法制作不同形狀的工件的碳含量為3.0%的鐵碳合金(生鐵)，無(wú)論是高溫還是室溫，都不能承受任何壓力加工來(lái)改變形狀碳含量為0.1%的鐵碳合金(低碳鋼)，硬度低，塑性高，是制造冷壓深沖壓產(chǎn)品的主要材料，碳含量為1.0%的鐵碳合金(高碳鋼)，硬度高，耐磨，是制造切削金屬的主要材料。這些例子也表明化學(xué)成分(含碳量)不同，鐵碳合金也表現(xiàn)出不同的性能。

現(xiàn)在我們固定不銹鋼管和合金的成分，用改變生產(chǎn)技術(shù)條件的方法，看看會(huì)發(fā)生什么。

例如，同一化學(xué)成分的生鐵水，一個(gè)澆在砂模上，使鐵水慢慢凝固冷卻，另一個(gè)澆在金屬模上，快速凝固冷卻，發(fā)現(xiàn)前者的斷口呈暗灰色，后者呈銀白色，前者脆性小，不易斷裂，后者脆性大，容易斷裂，前者硬度低，可以切削加工，后者硬度高，切削困難。

另外，碳含量為0.8%的兩根不銹鋼管，一根加熱到高溫(800℃左右)后，在爐子里慢慢冷卻，另一根加入同樣的溫度后，在水中急劇冷卻，結(jié)果后者的硬度比前者高3~4倍。

另外，純銅線材在室溫冷卻后，強(qiáng)度可以加倍以上。

從上述幾個(gè)例子可以看出，單憑化學(xué)成分不足以解釋性能差異的原因，這就要求我們更深入地考慮除化學(xué)成分外，還有哪些因素影響不銹鋼管和合金性能。討論不銹鋼管和合金的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，成為考慮這個(gè)問(wèn)題的主要方法。

不銹鋼管和合金的內(nèi)部結(jié)構(gòu)根據(jù)其研究范圍從微觀到宏觀，可分為原子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、顯微組織和宏觀組織。原子結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成要素的原子由更細(xì)的質(zhì)量點(diǎn)構(gòu)成，這些質(zhì)量點(diǎn)是如何分布在原子內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)是指原子用什么方法結(jié)合，原子用不銹鋼管和合金內(nèi)部排列成那些樣式的顯微組織也稱為高倍組織，不銹鋼管和合金內(nèi)部在放大率為30~1600倍的顯微鏡觀察下，各種晶體的形狀、大小、數(shù)量以及其分布樣式(近30年來(lái)，放大率為數(shù)千倍到數(shù)十萬(wàn)倍的電子顯微鏡觀察不銹鋼管和合金內(nèi)部更細(xì)的組織)

什么是金相學(xué)？現(xiàn)在馬上回答這個(gè)問(wèn)題。

金相學(xué)是研究不銹鋼管和合金的各種結(jié)晶結(jié)構(gòu)和顯微組織，影響其形成的外部條件(溫度變化、加工變形、澆注條件等)和內(nèi)部因素(化學(xué)成分)以及與性能有關(guān)的科學(xué)。只有結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，了解不銹鋼管和合金的結(jié)構(gòu)組織和變化的基本規(guī)律，才能切實(shí)控制和改善不銹鋼管和合金的性能，正確加工不銹鋼管和合金，才能合理選擇和使用實(shí)際應(yīng)用的不銹鋼材料。

本書(shū)以鐵碳合金為中心介紹金相學(xué)的基本內(nèi)容，結(jié)合鋼熱處理介紹鋼化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、性能關(guān)系的基本知識(shí)。