退火对不锈钢组织和性能的影响

退火对不锈钢组织和性能的影响

摘要：研究了退火处理工艺对304不锈钢组织和硬度、抗拉强度和延伸率等力学性能的影响，为热线生产提供一定的数据支持。

关键字：304不锈钢；退火处理；力学性能

一引言

不锈钢通常是指铬含量（质量分数）在12～30%的铁基耐蚀合金。通常将在大气、水蒸气和淡水等腐蚀性较弱的介质中不生锈的钢种称为不锈钢，将在酸、碱、盐等腐蚀性较强的环境中具有耐蚀性的钢种称为耐酸钢。一般通称不锈钢和耐酸钢为不锈钢，是类型多、含碳量高、强度范围宽及用途广的高合金钢。不锈钢既是抗蚀材料，又是耐磨材料、低温材料、无磁材料和耐热材料。在冷加工的工序中，若制件出现加工硬化、可加工性变坏的现象，必须采用退火的热处理方法消除冷作硬化，使组织均匀和软化、硬度降低、可压力加工性改善。本文主要研究退火对不锈钢组织和性能的影响。

二 304奥氏体不锈钢热处理

1、热处理对304不锈钢组织的影响

304 不锈钢是一种 18-8 系的奥氏体不锈钢。该钢薄板材料冷加工以后，从微观角度看，滑移面及晶界上将产生大量位错，致使点阵产生畸变。变形量越大时，位错密度越高，内应力及点阵畸变越严重，使其强度随变形而增加，塑性降低(即加工硬化现象)。当加工硬化达到一定程度时，20辊轧机进行轧制时，便有开裂或断带的危险；在环境气氛作用下，放置一段时间后，工件会自动产生晶间开裂(通常称为“季裂”)。所以 304不锈钢在冲压成形过程中，一般都必须进行工序间的软化退火(即中间退火)，以降低硬度，恢复塑性，以便能进行下一道加工。为了选择其最佳的中间退火工艺，必须对其加工硬化和退火软化的规律和机理进行深入的研究。在室温下304不锈钢中碳的溶解度很小，溶解度约0.006%。随碳含量的增加，多余的碳以铬-铁碳化物的形式(主要是M23C6,也有少量的以 M7C3或 M3C)析出。碳化物中 M23C6和 M7C3中铬含量约为42%~65%，与不锈钢的基体成分相比，碳化物中铬的含量远大于基体中铬的含量[1]。这样，碳化物的析出就易引起奥氏体不锈钢晶界贫铬，从而导致晶间腐蚀的发生。传统的奥氏体不锈钢使用前通常在 1050~1150℃之间进行固溶退火，使析出的碳化物被重新固溶,然后快速冷却到室温。由于冷速较快,固溶的碳来不及与其它合金元素结合析出，以此提高其耐晶间腐蚀性能。不同温度、不同拉伸形变量与马氏体含量的关系，室温下(25℃)形变量小于 10%时，304 不锈钢仅有少量的马氏体相变，当形变量在 10％~40%之间时，马氏体含量随形变量的增大而增加得较快，马氏体含量由 0.7 增至 6.8。低温下(-70℃)马氏体转变随拉伸形变量增大而变化较大，形变量在 6%以上时，马氏体含量就开始迅速增加，形变量为 20%时，马氏体相变已达到 22%．同一形变量低温时产生的马氏体量要比室温时高得多，可见低温有利于形变诱发马氏体相变，材料经180℃下拉伸后，其马氏体含量没有变化，说明在这个温度下拉伸，304 不锈钢不会产生形变诱发的马氏体相变。

为了提高304奥氏体不锈钢的冷加工性能，防止该种钢在加工过程中产生开裂，使加工硬化得到软化，以便进一步变形，以及要得到好的耐腐蚀性，必须对该不锈钢的成品或半成品进行适当的热处理，在不锈钢热线我们采用退火处理。

奥氏体钢没有相变点，当经冷变形奥氏体钢被升温到高温，在奥氏体发生再

结晶的同时，使(Fe，Cr)23C6和ζ相充分分解固溶；依靠快冷，能把碳呈固溶状态的奥氏体保持到常温，可在室温下获得单相的奥氏体组织，获得碳及合金元素在γ-铁中的过饱和固溶体，即过饱和合金奥氏体；如果随后缓冷至溶解度曲线以下时，将从奥氏体中析出(Fe，Cr)23C6，冷到一定温度时将发生奥氏体一铁素体转变，则钢在室温下的组织为：奥氏体+铁索体+(Fe，Cr)23C6。

对于304奥氏体不锈钢，在1200℃时碳的溶解度为0.34％，1000℃时为0.18％，因此304不锈钢含碳在0.18％以下(通常是0.06～0.07％)时，碳全部固溶于γ体中。

304不锈钢的加热温度是1010～1150℃，在此温度下使析出的碳化物被重新固溶,然后快速冷却到室温。由于冷速较快,固溶的碳来不及与其它合金元素结合析出，以此提高其耐晶间腐蚀性能。在退火过程中温度不宜过高，以免因温度过高使钢中析出δ铁素体和引起钢的晶粒粗化，另一方面固溶处理温度过高还会增加钢的晶间腐蚀敏感性。对于冷冲压中的薄件，固溶热处理中，如缓慢升温，在中间温度时碳化物会充分析出，为了将其固溶就要耗费很长时间。因此，最好直接装入预先升温到固溶温度的炉子中进行保温为好。对于像深冲加工件那样各部分变形量不同，局部变形量小的工件，就因当选择在下限温度退火，下限温度只用于变形程度大而又均匀的冷作件。所以深冲用薄钢板，考虑到加工会使表面变得粗糙，因此要求晶粒度达到7～8级(既约为0.035mm左右)，如出现粗大晶粒组织，无论是从延伸率和脆性方面，还是从加工后的表面粗糙度方面来考虑，都是不利的。而且晶粒的长大与材料热处理前的冷加工变形量有关，当冷加工变形量约为5％时，加热后就产生非常粗大的晶粒。因此对于冷加工变形量、退火温度及保温时间都必须加以考虑(如图卜12)。如用1015℃经2分钟左右即可。而保温时间过长，会使晶粒增长过快。所以对冷作的奥氏体钢退火时，最好迅速加热到1050～1150℃，再次温度保持很短时问(对薄板只须2～3min)即可完成。上述加热固溶的碳化物如从固溶化温度缓慢冷却，便在冷却过程中析出而发生敏化，所以冷却速度也是重要的，如果冷却不适当，好不容易固溶了的碳化物就会再析出而使钢的材质恶化，往往有时甚至还不如不进行热处理的材质。碳析出的原因是，碳原子的原子半径小，超过固溶极限的碳不能存在于奥氏体晶体内，而沿晶界析出。但是只有这一部分碳是不稳定的，所以便于其周围基体的Cr化合

成碳化铬Cr23C6而稳定化，既碳化物沿晶界可能连续析出。因为Cr23C6中含有一部分Fe，所以可写成(Fe，Cr)23C6。按重量％计算，C约与十倍的Cr生成碳化物，因而晶界附近由于C的析出而贫Cr，由于Cr的原子半径大，很难扩散到这种贫Cr层中，因而产生贫Cr现象。这种状态叫做敏化。这种敏化通常是在固溶处理后，再在500～850℃加热～定时间而产生的，这是由于C的析出、Cr的迁移都需要能量的缘故。在500℃以下即使经相当长时间的加热，因为能量不够也不能发生敏化，再如在850℃以上温度加热，就会固溶，固不宜在(500～850℃)温度范围内对不锈钢进行热处理。敏化和时间的关系图叫TTs曲线，经研究可知，对于含碳0.07％的304奥氏体不锈钢，在700℃经4，5分钟即可敏化。退火温度越高，冷却过程中热效应就越强，所以有必要快速冷却。如冷却稍慢，就会进入等温保温的敏化范围内而造成同样的热影响。因此，热处理后的冷却速度必须保证不至于产生敏化热效应。冷却速度可说是越快越好，但也存在由于热应变而引起的变形(甚至水冷有淬裂的危险)和残余应力的增大以及快冷方法上的问题。所以应根据材料的尺寸和形状，适当地选用静止空冷、吹风冷却、蒸气冷却、喷水冷却或水中冷却。固溶热处理的另一个问题是金属表层氧化。奥氏体钢在1050℃的高温退火形成的氧化皮不易去除[2]。Cr的氧化物以CrO-Cr2O3-CrO3的顺序进行氧化，氧化程度轻微的氧化皮(Cr以CrO存在)，现场称为蓝鳞(blue scal e)的淡蓝色氧化皮。如果形成氧化程度轻严重的氧化皮，厚度达250A以上时，则在酸洗去除时非常困难，以至使得氧化皮的基体金属受到相当的破坏才能去掉。即令用特种酸洗液将其消除了，在干净的表面也会留下一些灰色粘性沉淀物，往往用手才能擦掉。故在控制气氛中退火免除事后酸洗的必要性是值得提倡的。另一方面退火使加工硬化后的金属一方面基本上保留加工硬化状态的硬度和强度，同时使内应力消除，以稳定和改善性能，减少变形和开裂，提高腐蚀性。一般情况下奥氏体不锈钢在200～400℃加热时便已开始应力松弛，用430～480℃缓冷的热处理方式，保温时间在30分钟左右，其残余应力是不能完全消除的，但能消除局部集中的应力[3]。在热线的生产中，我们采用气冷，气水冷和水冷，是温度迅速降低到700℃以下，已达到所需的性能。

2、退火对304不锈钢力学性能的影响

2.1力学性能分析的基本理论

拉伸试验是评价板材的基本力学性能及成形性能的主要试验方法。由于简单可行，所以是目前普遍采用的一种方法。拉伸试验值与冲压成形性能有密切关系的几项。主要性能参数为：屈服强度、抗拉强度、屈强比、总伸长率、均匀伸长率、塑性应变比r 值(表示板材各向异性的参数)。由于板材在制造过程中经历轧制与退火等工艺,使板材形成结晶方位趋于一致的织构组织，在宏观上表现为各向异性，即在不同的方向上板材的性能有一定的差异，板材的各向异性对冲压性能有很大的影响。r 值等于用对数应变表示的宽度方向应变与厚度方向应变之比。r=1 时钢板呈各向同性；r>1 时,钢板抗厚度变薄的能力强，即r 愈高，钢板愈难变薄,从而提高了钢板的冲压性能。薄板的晶粒大小对塑性影响很大，晶粒过大,则塑性降低，在冲压成形时,不仅容易产生破裂，而且制件表面还容易产生粗糙的桔皮，对后续的抛光、电镀、涂漆等工序带来不利的影响：晶粒过细,则钢板强度高,塑性降低,回弹现象增加。当钢中铁素体内形成{111}<110>织构,特别是{111}<110>+{111}<112>混合织构时[4],其r 值较大且Δr趋近于零,这将有利于拉伸性能的提高,相反就不能得到理想的拉伸性能。

2.2 塑性应变比 r 值

塑性应变比r 值是评价金属薄板深冲性能的重要参数。它反映金属薄板在

某平面内承受的拉力或压力时，抵抗变薄或变厚的能力。由于板材在制造过程中经历轧制与退火等工艺，使板材形成结晶方位趋于一致的织构组织,在宏观上表现为各向异性，即在不同的方向上板材的性能有一定的差异，板材的各向异性对冲压性能有很大的影响。r 的值物理意义：试样拉伸时，长度延伸，宽度和厚度都要收缩(变窄、变薄) , 实际拉伸时宽度和厚度方向的收缩并不相同, 一般以宽度方向的应变量εb与厚度方向的应变量εa的比值r 来表示这种差异，称为塑性应变比r。

板材抵抗厚度变化的能力, 因为冲压成形时, 一般都希望在板平面方向变形, 而不希望厚度发生过大的变化, 宽向变窄容易用毛料的尺寸来补偿, 而厚向变薄容易导致破裂的发生, 所以r> 1 时, 板平面方向容易变形。r=1 时钢板呈各向同性；r>1 时,钢板抗厚度变薄的能力强,即r 愈高,钢板愈难变薄,从而提高了钢板的冲压性能。对r 其主要影响因素是冷轧总压下率，较高的冷轧总压下率能使再结晶退火后的有利织构增强，益于提高冷轧薄板的冲压成形性能，但冷轧总压

下率过高，反而使不利织构增加，从而降低薄板的r 值。冷轧后的薄板进行最终热处理是获得优良成形性能的重要工序。最终热处理一般为罩式退火、连续退火和正火，长的加热时间和高的加热温度可造成更强烈的软化和更好的延伸性，急剧加热会使薄板的r 值显著下降。塑性应变比r 定义为：“将金属薄板试样单轴拉伸到产生均匀塑性变形时，试样标距内，宽度方向的真实应变与厚度方向的真实应变之比”。

2.3 加工硬化指数 n 值

应变硬化指数n 是金属薄板在塑性变形过程中形变强化能力的一种度量，应变硬化是材料阻止继续塑性变形的一种力学性能。它是试验材料真实应力—应变在双对数坐标平面上关系曲线的斜率。n 值代表材料的加工硬化能力，它可用来评价同一金属系列的伸展成型性。就成型性而言（特别是延伸性能），n 值是很重要的，它与材料的纯净度和晶粒度有关，由于它有助于促进应变的均一性，n 值越大，拉延能力越强，冲压性能越好。一般希望n 值相对高些，在0.28~0.4 范围内，对于纯净钢质，n 值一般更高，如何改进工艺以提高n 值是改善深冲性能的关键。应变硬化机理：金属材料的应变硬化机理，至今尚不清楚，有各种不同的理论。但普遍认为，金属材料的应变硬化是塑性变形过程中的多系滑移和交滑移造成的。在多滑移过程中，由于位错的交互作用，形成割阶、Lomer-Cottree 位错锁和胞状结构等障碍，使位错运动的阻力增大，而产生应变硬化。在交滑移过程中，硬化主要是由于原滑移面中刃位错密度大，产生应变硬化。金属具有应变硬化能力，使金属具有广泛用作结构材料可以承受超过屈服强度的应变而不致引起整个构件的迫害的特性。因而关于金属应变硬化的研究就成为金属力学性能的中心课题之一。应变硬化指数n 定义为：“在单轴拉伸力作用下,真实应力与

真实应变数学方程式中的真实应变指数”。

经研究发现[5]，在对冷轧后的厚度为0.6mm 的硬态材料按制定的退火工艺进行热处理，可知从n 值的计算结果来看，在1060℃，1080℃,1100℃随着退火时间的增加，n 值逐渐增大，退后时间到5min 后n 值逐渐减小。在退火时间为2min 和5min 的情况下，随着退火温度的升高n 值逐渐增加。退火时间为8min，退火温度1060~1080℃时n值增加，1080~1100℃时n 值减小。

从r 值得计算结果来看，在1060℃时随着退火时间的增加r 值逐渐减小。

在1080℃，1100℃时，退火时间2~5min，r 逐渐增大，5~8min 时r 值逐渐减小。退火时间为5min 和8min 时随着退火温度的升高r 逐渐增大，退火时间为2min 时，退火温度1060~1080 ℃时r 值增大，退火温度1080~1100℃时r 值减小。退火工艺1100 ℃5min 时r 值达到 1.391 拉伸性能最好，满足材料性能要求。

经研究[5]可知在退火时间为2min 时，退火温度从1060~1080℃，延伸率逐渐增加，在退火温度为1080~1100℃时延伸率稍微减小。退火时间5min 和8min 时随着退火温度的升高延伸率增大，但增加幅度不大。退火温度为1060℃，1080℃，1100℃随着退火时间的增加延伸率增大。退火温度为1060℃，1100℃时，退火时间2~5min 时抗拉强度减小，5~8min时抗拉强度增加。1080℃时随着退火时间的增加抗拉强度逐渐减小，但减小的幅度不大。退火时间为2min，5min，8min 时随着退火温度的升高抗拉强度逐渐减小，退火时间为5min 时抗拉强度减小幅度最大。退火温度为1060℃，1080℃，1100℃时退火时间2~5min 时屈服强度逐渐减小，5~8min 时屈服强度增大。在退火时间为2min，5min，8min 时随着退火温度的升高，屈服强度逐渐减小。

退火时间对屈强比的影响[5]：在退火温度为1060℃，退火时间2~5min 屈强比明显减小，5~8min 时屈强比增大。退火温度1080℃时随着退火时间的增加，屈强比逐渐减小。退火温度为1100℃时，退火时间2~5min 时屈强比增大，5~8min 时屈强比减小。

退火温度对延伸率的影响[5]：在退火时间为2min 和8min 时随着退火温度的升高，屈强比逐渐减小。退火时间为5min 时退火温度1060~1080℃时屈强比减小，1080~1100℃时屈强比明显增加。304 奥氏体不锈钢通常在1050~1150℃之间进行固溶退火,使析出的碳化物被重新固溶,然后快速冷却到室温。由于冷速较快,固溶的碳来不及与其它合金元素结合析出,以此提高其耐晶间腐蚀性能。退火中，晶粒从新长大，重组，提高其材料的性能。退火工艺1100℃5min 晶粒分布较均匀，晶粒较大，材料的拉伸性能最佳。

三结论

1、通过分析可知，退火工艺对304 不锈钢的性能有明显的影响。

2、随退火温度的升高和保温时间的延长，晶粒增大，屈强比减小，且晶粒大小

均匀，有助于增强材料的深冲性能。

3、退火过程中，对不同厚度钢卷制定出不同的退火温度和退火时间，并控制好

冷却速度，已达到最佳性能。

4、通过304 不锈钢的退火研究，获得了综合性能较高的热处理工艺参数，能够

为生产提供一定的参考作用。

参考文献

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化学成分对不锈钢的组织和性能的影响

化学成分对不锈钢的组织和性能的影响 1、铬（Cr）：铬是决定不锈钢耐腐蚀性能的主要元素。 2、碳（C）：碳具有双重作用。碳是不锈钢中仅次于铬的第二号常用元素，不锈钢的组织和性能在很大程度上取决于碳含量及其分布状态。 3、镍（Ni）：镍是稳定奥氏体元素。镍是不锈钢中第三号常用元素，它在钢中起扩大奥氏体区、稳定奥氏体组织的作用。铬不锈钢加入一定量的镍后，组织的性能都发生明显变化。镍能有效地降低素体钢的脆性，改善其焊接性能，但对抗应力腐蚀性能有不利的影响，对于奥氏体钢，镍能降低钢的冷加工硬化趋势，改善冷加工性能，使钢在常温和低温下均具有很高的塑性和韧性。 4、锰和氮（Mn、N）：锰和氮可以代替镍。锰是奥氏体形成的元素，它能抑制奥氏体的分解，使高温形成的奥氏体组织保持到室温。锰稳定奥氏体的作用为镍的1/2，2%的锰可以代替1%的镍。含锰钢具有冷加工硬化效应显著、耐磨性高的优点。缺点是对晶间腐蚀很敏感，并且不能通过加钛和铌来消除晶间腐蚀。 氮也是稳定奥氏体元素，氮和锰结合能取代比较贵的镍。氮稳定奥氏体的作用比镍大。与碳相当。氮代镍的比例约为0.025：1，一般认为氮可取代2.5% ~6.5%的镍。在奥氏体中氮也使最有效的固溶强化元素之一。氮和铬的亲和力要比碳与铬的亲和力小，奥氏体钢很少见到Cr2N的析出。因此，氮能在不降低腐蚀性能的基础上，提高不锈钢的强度，研制含氮不锈钢是近几年来不锈钢工业的趋势。 5、钛和铌（Ti、Nb）：钛和铌可以防止晶间腐蚀。铬-镍奥氏体不锈钢在450~800 ℃温度区加热，常发生沿晶界的腐蚀破坏，成为晶间腐蚀。一般认为，晶间腐蚀是碳从饱和的奥氏体以Cr23C6形态析出，造成晶界处奥氏体贫铬所致。防止晶界贫铬是防止晶间腐蚀的有效方法。如将各种元素按与碳的亲和力大小排列，顺序为：钛、锆、钒、铌、钨、钼、铬、锰。钛和铌与碳的亲和力都比铬大，把它们加入钢中后，碳优先与它们结合生成碳化钛（TiC）和碳化铌（NbC），这样就避免了析出碳化铬而造成晶界贫铬。从而有效防止晶间腐蚀。 6、钼和铜（Mo、Cu）：钼和铜可以提高腐蚀性能。不锈钢的钝化作用是在氧化性介质中形成的，通常所说的耐腐蚀，多指氧化介质而言。在非氧化性酸中，

InN薄膜的退火特性

第27卷　第2期2006年2月 半　导　体　学　报 C HIN ES E J OU RNAL O F S EM ICON D U C TO RS V ol.27　N o.2 Feb.,2006 3国家重点基础研究发展规划(批准号:G2000068305),国家高技术研究发展规划(批准号:2001AA311110,2003AA311060,2004AA311080), 国家自然科学基金(批准号:6039072,60476030),国家杰出青年基金(批准号:60025411)和江苏省自然科学基金(批准号:B K2005210,B K2003203)资助项目 通信作者.Email :xzl @https://www.sodocs.net/doc/c88443629.html, 2005208224收到,2005210212定稿ν2006中国电子学会 In N 薄膜的退火特性 3 谢自力 张　荣　修向前　毕朝霞　刘　斌　濮　林　陈敦军　韩　平　顾书林 江若琏　朱顺明　赵　红　施　毅　郑有　 (南京大学物理系江苏省光电功能材料重点实验室,南京　210093) 摘要:对InN 薄膜在氨气氛下的高温退火行为进行了研究.利用XRD ,S EM 和XPS 对样品进行了分析.结果表 明,InN 薄膜的结晶质量和表面形貌并不随退火温度单调变化.由于高温退火时N 原子的挥发,剩下的In 原子在样品表面聚集形成In 颗粒.当退火温度高于425℃时,In 原子的脱吸附作用增加,从而导致样品表面的In 颗粒在退火温度高于425℃时逐渐减少.XRD 和S EM 结果表明In 颗粒密度最高的样品具有最差的结晶质量.这种现象可能是由于In 颗粒隔离了其下面的InN 与退火气氛的接触,同时,金属In 和InN 结构上的差异也可能在InN 中导致了高密度的结构缺陷,从而降低了InN 薄膜的结晶质量. 关键词:InN ;热退火;X 射线衍射;扫描电子显微镜;X 射线光电子谱PACC :7360F ;7155;6820 中图分类号:TN30412+3 文献标识码:A 文章编号:025324177(2006)022******* 1　引言 在Ⅲ族氮化物半导体中,I nN 有其特殊的物理性质.例如,I nN 具有最小的电子有效质量,它决定了I nN 具有最高的峰值和饱和电子漂移速率.这使I nN 在高速、高频电子器件如高电子迁移率晶体管方面有着极为重要的应用价值.I nN 具有最小的禁带宽度(最新报道为017eV ),其和GaN 的合金I n x Ga 1-x N 的带隙宽度覆盖了从红外到紫外的波长范围.因此I n GaN 合金不仅可以用来做紫外和红外光电子器件,而且目前光纤通信中所应用的光学器件也有可能用I n GaN 合金来制备.另外,调节I n x Ga 1-x N 中的I n 组分可以用来制备不同禁带宽度的多结太阳能电池,其理论效率可达到70%以上.因此,I nN 作为Ⅲ族氮化物半导体中的一员,有 着重要的研究价值[1] .但是直到现在,对于I nN 材料的研究还不够充分,一些光电子参数比如光学常数、禁带宽度、载流子的有效质量和声子波数等都有待更精确地确定,这主要是因为高质量的I nN 薄膜很难制备[2]. 由于I nN 具有低的离解温度(≥600℃分解)要求低温生长,而作为氮源的N H 3的分解温度较高,在1000℃左右,这是I nN 生长的一对矛盾.其次,对 于I nN 材料生长缺少与之匹配的衬底材料.这就使 得高质量I nN 材料生长特别困难.因此I nN 材料的研究几乎没有取得什么进展.我们对I nN 材料的性质知之甚少[3,4]. 最近几年,由于科学技术的进步和发展,I nN 材料生长技术也越来越成熟.生长的I nN 材料中杂质也越来越少.特别是2002年,对I nN 材料本征能隙认识的新突破,对于纯度更纯的I nN 材料,其能隙是016～017eV ,而不是人们一直认为的119eV.这使得I nN 材料在微电子和光电子领域中的应用将有更好的表现.在国际上也因此掀起了一股I nN 材料的研究热潮.因而有必要对I nN 材料进行研究[5]. 本文对I nN 薄膜在氨气氛下的高温退火行为进行了研究.利用X RD ,S EM 和XPS 对样品进行了分析.结果表明,I nN 薄膜的结晶质量和表面形貌并不随退火温度单调变化.由于高温退火时N 原子的挥发,剩下的I n 原子在样品表面聚集形成I n 颗粒.当退火温度高于425℃时,I n 原子的脱吸附作用增加,从而导致样品表面的I n 颗粒逐渐减少.X 射线衍射(X RD )和电子显微镜(S EM )结果表明,I n 颗粒密度最高的样品具有最差的结晶质量.这种现象可能是由于I n 颗粒隔离了其下面的I nN 与退火气氛的接触,同时,金属I n 和I nN 结构上的差异也

不锈钢的性能与特性.

不锈钢的性能与特性 一、不锈钢的组织性能 目前已知的化学元素有100多种，在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说，最常用的元素有十几种，除了组成钢的基本元素铁以外，对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是：碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外，都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。 实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的，当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时，它们的影响要比单独存在时复杂得多，因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用，而且要注意它们互相之间的影响，因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。 合金元素的作用—— 不锈钢含有基本金属（Base）铁和主要元素Cr、Ni，通过添加Cr、Ni以外的元素制造具有各种特性的不锈钢。 二、不锈钢的特性 1．一般特性

◆表面美观以及使用可能性多样化 ◆耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用 ◆耐腐蚀性好 ◆强度高，因而薄板使用的可能性大 ◆耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾 ◆常温加工，即容易塑性加工 ◆因为不必表面处理，所以简便、维护简单 ◆清洁，光洁度高 ◆焊接性能好 2、品质特性 2-1不锈钢的品质特性

2-2不锈钢的品质特性要求 ※各产品由于用途的不同，其加工工艺和原料的品质要求也不同。 2-3 品质要求特性微细项目 (1) 材质： ①DDQ（deep drawing quality）材：是指用于深拉（冲）用途的材料，也就是大家所说的的软料，这种材料的主要特点是延伸率较高（≧53%），硬度较低（≦170%），内部晶粒等级在7.0~8.0之间，深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业，其产品的加工比一般都比较高，SUS304 DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品，当然加工比超过2.0的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面达不到的话，在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象，影响成品合格率，当然也就加大了厂家的成本；

离子注入和快速退火工艺处理

离子注入和快速退火工艺 离子注入是一种将带电的且具有能量的粒子注入衬底硅的过程。注入能量介于1keV到1MeV之间，注入深度平均可达10nm~10um，离子剂量变动范围从用于阈值电压调整的1012/cm3到形成绝缘层的1018/cm3。相对于扩散工艺，离子注入的主要好处在于能更准确地控制杂质掺杂、可重复性和较低的工艺温度。 高能的离子由于与衬底中电子和原子核的碰撞而失去能量，最后停在晶格内某一深度。平均深度由于调整加速能量来控制。杂质剂量可由注入时监控离子电流来控制。主要副作用是离子碰撞引起的半导体晶格断裂或损伤。因此，后续的退化处理用来去除这些损伤。 1 离子分布 一个离子在停止前所经过的总距离，称为射程R。此距离在入射轴方向上的

投影称为投影射程Rp。投影射程的统计涨落称为投影偏差σp。沿着入射轴的垂直的方向上亦有一统计涨落，称为横向偏差σ┷。 下图显示了离子分布，沿着入射轴所注入的杂质分布可以用一个高斯分布函数来近似： S为单位面积的离子注入剂量，此式等同于恒定掺杂总量扩散关系式。沿x 轴移动了一个Rp。回忆公式: 对于扩散，最大浓度为x＝0；对于离子注入，位于Rp处。在（x－Rp）＝±σp处，离子浓度比其峰值降低了40%。在±2σp处则将为10%。在±3σp处为1%。在±4σp处将为0.001%。沿着垂直于入射轴的方向上，其分布亦为高斯分布，可用: 表示。因为这种形式的分布也会参数某些横向注入。 2 离子中止 使荷能离子进入半导体衬底后静止有两种机制。 一是离子能量传给衬底原子核，是入射离子偏转，也使原子核从格点移出。设E是离子位于其运动路径上某点x处的能量，定义核原子中止能力：

316和317不锈钢介绍

316和317不锈钢介绍 信息来源：中国不锈钢网发布时间：2004-9-23 14:14:18 316和317不锈钢（317不锈钢的性能见后）是含钼不锈钢种。317不锈钢中的钼含量略高明于316不锈钢.由于钢中的钼，该钢种总的性能优于310和304不锈钢，高温条件下，当硫酸的浓度低于15％和高于85％时，316不锈钢具有广泛的用途。316不锈钢还具有良好的而氯化物侵蚀的性能，所以通常用于海洋环境。 316L不锈钢的最大碳含量0.03,可用于焊接后不能进行退火和需要最大耐腐蚀性的用途中 耐腐蚀性 耐腐蚀性能优于304不锈钢，在浆和造纸的生产过程中具有良好的耐腐蚀的性能。而且316不锈钢还 耐海洋和侵蚀性工业大气的侵蚀。 耐热性 在1600度以下的间断使用和在1700度以下的连续使用中，316不锈钢具有好的耐氧化性能。在800-1575度的范围内，最好不要连续作用316不锈钢，但在该温度范围以外连续使用316不锈钢时，该不锈钢具有良好的耐热性。316L不锈钢的耐碳化物析出的性能比316不锈钢更好，可用上述温度范围。 热处理 在1850-2050度的温度范围内进行退火，然后迅速退火，然后迅速冷却。316不锈钢不能过热处理进 行硬化。 焊接

316不锈钢具有良好的焊接性能。可采用所有标准的焊接方法进行焊接。焊接时可根据用途，分别采用316Cb、316L或309Cb不锈钢填料棒或焊条进行焊接。为获得最佳的耐腐蚀性能，316不锈钢钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。如果使用316L不锈钢，不需要进行焊后退火处理。 典型用途 纸浆和造纸用设备热交换器、染色设备、胶片冲洗设备、管道、沿海区域建筑物外部用材料。

不锈钢的性能和组织

不锈钢的性能与组织 不锈钢，它也是一种以铁—碳为基础的铁碳合金。只是为了出于耐腐蚀和物理及工艺性能的需要使之比普通钢多了一些合金元素。由于这些合金元素的加入，导致钢内部组织发生变化，所以在钢的性能上反映出来，这类变化是遵循一定规律的。不锈钢常用的元素和对其性能影响最大的有：硅、钛、铌、氮、铜、钴、碳、铬、镍、锰等。其中铁是最基本的元素，百分百含量也最大。 一. 决定不锈钢耐腐蚀行的主要元素是铬 在生产检验时要测定的元素有：碳、硅、锰、铬、硫、磷六种，但决定不锈钢性能的元素只有一种—铬。 1. 铬使铁基固溶体的电极电位提高 电化学腐蚀是金属腐蚀的重要表现，是最普通的腐蚀破坏，其实质是金属在介质中发生离子化。 每种金属都有自己的标准电极电位：金属 正离子+电子 金属 镁 铝 锰 锌 铬 铁 镍 锡 铅 铜 银 金 电位 （V ） -1.55 -1.3 -1.1 -0.762 -0.51 -0.44 -0.23 -0.136 -0.127 -0.34 0.799 1.5 金属的电极电位愈负，它在电解液中愈不稳定，即容易变为离子状态；反之就愈稳定，不易离子化。由于电极电位造成的电化学腐蚀，不一定发生在两种不同的金属之间，在同一种金属内部（共晶体、共析体）及同一零件两个部位也容易发生。如长期露出水面和在水下的同一种钢材腐蚀程度就不一样。 铁，标准电极电位为负值，欲使之耐腐蚀，就必须提高它的电极电位。实践证明，把铬加入铁基固溶体后，可使其电极电位提高，并当铬达到一定浓度时，就会发生突变。当含铬量达到1/8,2/8,3/8……的比例时，铁基固溶体的电极电位呈跳跃式增高，腐蚀大幅降低，这一规律叫n/8定律。 当铁—铬合金固溶体中铬含量达到1/8时（即12.5%），原子n/8定律发生第一次突变（电极电位由-0.44升至+0.2伏），这时，就能抵抗大气，水蒸气，稀硝酸的腐蚀。如0Cr13～4Cr13钢。 2. 铬吸收铁的电子使之钝化 钝化是由于阳极反应被阻止，引起金属及合金的耐腐蚀性能提高的现象。构成金属与合金钝化的理论主要有：薄膜论、吸附论、电子排列论。 其主要理论就是薄膜论：自加入一定的铬以后，表面形成一种富铬氧化膜，隔绝了介质腐蚀的作用。阻碍了金属的离子化，使金属耐腐蚀性能提高。这一理论是基于元素的核电子理论……。比如，在铁—铬合金中，一个个原子可使五个铁原子钝化（1/6……16.7%）形成分子。 例：铁—铬合金在65%沸腾硝酸中的腐蚀率与含铬量的关系：（基本符合n/8定律） 铬（%） 4.5 8 10 12 16 18 20 24 30 腐蚀率（mm/Y ） 3930 44 10.67 3.96 1.07 0.66 0.46 0.30 0.20 对含铬的钢种来说，并非所有含铬钢都可做不锈钢使用，不锈钢含铬量的最低含量为12.5%的原子，换算为重量则为： %7.118.5552 5.12%5.12=?=?铁原子量铬原子量 ………………即含铬不锈钢的临界含量

热退火对多晶硅特性的影响

第26卷　第12期2005年12月 半　导　体　学　报 CHIN ESE J OURNAL OF SEMICONDUCTORS Vol.26　No.12 Dec.,2005 Received 10J une 2005 Ζ2005Chinese Institute of Electronics E ffect of Therm al Annealing on Characteristics of Polycrystalline Silicon Ren Bingyan 1,Gou Xianfang 1,2,Ma Lifen 1,2,Li Xudong 2,Xu Ying 2,and Wang Wenjing 2 (1Semiconductor Research I nstit ute ,Hebei Uni versit y of Technolog y ,Tianj in 300130,China ) (2B ei j ing S olar Energ y Research I nstit ute ,Bei j i ng 100083,China ) Abstract :Oxygen and carbon behaviors and minority 2carrier lifetimes in multi 2crystalline silicon (mc 2Si )used for solar cells are investigated by FTIR and QSSPCD before and after annealing at 750～1150℃in N 2and O 2ambient.For comparison ,the annealing of CZ silicon with nearly the same oxygen and carbon concentrations is also carried out under the same conditions.The results reveal that the oxygen and carbon concentrations of mc 2Si and CZ 2Si have a lesser decrease ,which means oxygen precipitates are not generated ,and grain boundaries in mc 2Si do not affect car 2bon behavior.Bulk lifetime of mc 2Si increases in N 2and O 2ambient at 850,950,and 1150℃,and the lifetime of mc 2Si wafers annealed in O 2are higher than those annealed in N 2,which shows that a lot of impurities in mc 2Si at high temperature annealing diff use to grain boundaries ,greatly reducing recombination centers.Interstitial Si atoms filling vacancies or recombination centers increases lifetime.K ey w ords :polycrystalline silicon ;oxygen ;lifetime EEACC :2520C C LC number :TN30411+2 Document code :A Article I D :025324177(2005)1222294204 1　Introduction Polycrystalline Si wafers have become preva 2lent in t he recent p hotovoltaic market.However ,t hey need f urt her quality imp rovement for highly efficient ,low 2co st solar cells.First we must under 2stand t he behaviors of imp urities and defect s in t he polycrystalline Si wafers in more detail.Because t here are grain boundaries and more imp urities and defect s ,mc 2Si material has more complicated p hysi 2cal behavior in high temperat ure annealing t han mono 2crystalline silicon.Oxygen in mc 2Si is a very important imp urity t hat affect s t he elect rical and mechanical properties of silicon material during heat t reat ment s [1].However ,t he formation of oxy 2gen precipitates ,t he variety of minor carrier life 2times ,and t he influence of t he annealing ambient are less investigated for polycrystalline silico n solar cells.In t his paper ,t he effect s of t hermal annealing on oxygen behavior and carrier lifetimes for poly 2crystalline Si wafers are investigated. 2　Experiment The polycrystalline Si wafers provided by Ba 2yer Solar Corporation in t his experiment were p 2 type ,019Ω?cm ,and 285 μm t hick.The interstitial oxygen and substit ute carbon concent rations of t he samples were 813×1017and 2×1017cm -3,respec 2tively.For comparison ,p 2type CZ 2Si samples wit h 〈100〉orientation ,1～3Ω?cm ,a t hickness of 330 μm ,and almost t he same oxygen concent ration were also st udied.The samples were cleaned wit h chemical solution ,and Si oxide was removed in an HF (10%)solution.Then t hey were subjected to heat t reat ment at 1260℃for 1h in N 2ambient so as to eliminate t he influence of t hermal history before

不锈钢力学性能

不锈钢的物理性能不锈钢和碳钢的物理性能数据对比，碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢，而略低于奥氏体型不锈钢；电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增；线膨胀系数大小的排序也类似，奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小；碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性，奥氏体型不锈钢无磁性，但其冷加工硬化生成成氏体相变时将会产生磁性，可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。奥氏体型不锈钢与碳钢相比，具有下列特点：1）高的电阴率，约为碳钢的5倍。2）大的线膨胀系数，比碳钢大40％，并随着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高。3）低的热导率，约为碳钢的1/3。不锈钢的力学性不论不锈钢板还是耐热钢板，奥氏体型的钢板的综合性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性同时硬度也不高，这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，随着温度的降低而提高；塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度15~80°C范围内增长是较为均匀的。更重要的是：随着温度的降低，其冲击韧度减少缓慢，并不存在脆性转变温度。所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。不锈钢的耐热性能耐热性能是指高温下，既有抗氧化或耐气体介质腐蚀的性能即热稳定性，同时在高温时双有足够的强度即热强性。不锈钢国际标准标准标准标准名GB 中华人民共和国国家标准（国家技术监督局）KS 韩国工业标准协会规格Korean Standard AISI 美国钢铁协会规格America Iron and Steel Institute SAE 美国汽车技术者协会规格Society of Automative Engineers ASTM 美国材料试验协会规格American Society for Testing and Material AWS 美国焊接协会规格American Welding Society ASME 美国机械技术者协会规格American Society of Mechanical Engineers BS 英国标准规格British Standard DIN 德国标准规格Deutsch Industria Normen CAS 加拿大标准规格Canadian Standard Associatoin API 美国石油协会规格American Petroleum Association KR 韩国船舶协会规格Korean Resister of Shipping NK 日本省事协会规格Hihon Kanji Koki LR 英国船舶协会规格Llouds Register of Shipping AB 美国舰艇协会规格American Bureau of Shipping JIS 日本工业标准协会规格Japanese Standard 316和316L不锈钢316和317不锈钢（317不锈钢的性能见后）是含钼不锈钢种。317不锈钢中的钼含量略高明于316不锈钢.由于钢中钼，该钢种总的性能优于310和304不锈钢，高温条件下，当硫酸的浓度低于15％和高于85％时，316不锈钢具有广泛的用途。316不锈钢还具有良好的而氯化物侵蚀的性能，所以通常用于海洋环境。316L不锈钢的最大碳含量0.03,可用于焊接后不能进行退火和需要最大耐腐蚀性的用途中。耐腐蚀性：耐腐蚀性能优于304不锈钢，在浆和造纸的生产过程中具有良好的耐腐蚀的性能。而且316不锈钢还耐海洋和侵蚀性工业大气的侵蚀。耐热性：在1600度以下的间断使用和在1700度以下的连续使用中，316不锈钢具有好的耐氧化性能：在800-1575度的范围内，最好不要连续作用316不锈钢，但在该温度范围以外连续使用316不锈钢时，该不锈钢具有良好的耐热性。316L不锈钢的耐碳化物析出的性能比316不锈钢更好，可用上述温度范围。热处理：在1850-2050度的温度范围内进行退火，然后迅速退火，然后迅速冷却。316不锈钢不能过热处理进行硬化。焊接：316不锈钢具有良好的焊接性能。可采用所有标准的焊接方法进行焊接。焊接时可根据用途，分别采用316Cb、316L或309Cb不锈钢填料棒或焊条进行焊接。为获得最佳的耐腐蚀性能，316不锈钢钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。如果使用316L不锈钢，不需要进行焊后退火处理。典型用途：纸浆和造纸用设备热交换器、染色设备、胶片冲洗设备、管道、沿海区域建筑物外部用材料。不锈钢加工及施工Drawing深加工：易产生磨擦热量所以使用耐压、耐热性高不锈钢种同时成型加工结束后应除掉表面附着的油。焊接：焊接之前应彻底除掉有害于焊接的锈、油、水份、油漆等，选定适合钢种的焊条。点焊时间距比碳钢点焊间距短，除掉焊渣时应使用不锈钢刷。焊完以后，为了防止局部腐蚀或强度下降，应对表面进行研磨处理或清洗。切断以及冲压：由于不锈钢比一般材料强度高，所以冲压以及剪切时需要更高的压力，而刀与刀间隙准确时才能不发生切变不良和加工硬化，最好采用等离子或激光切断，当不得不采用气割或电弧切断时，对热影响区进行研磨以及必要进行热处理。折弯加工：簿板可以折弯到180，但为了减少弯面的裂纹同半径大小最好2倍板厚的，厚板沿压延方向时给2倍板厚半径，与压延垂直方

奥氏体不锈钢化学成份和该成份对其组织性能影响

1.碳的影响： 碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体区的元素，碳形成奥氏体的能力为镍的30倍。钢中随着含碳量增加，奥氏体不锈钢强度也随之提高。此外，还能提高奥氏体不锈钢在高浓氯化物（如42%MgCl2沸腾溶液）中的耐应力腐蚀性能。但是在奥氏体不锈钢中，碳通常被视为有害元素，因为在焊接或加热到450度到850度，碳可以和钢中的铬形成Cr23C6型碳化物。导致局部铬贫化，使钢的耐晶间腐蚀性能下降。20世纪60年代以来新发展的铬镍奥氏体不锈钢，为含碳量小于0.03%或0.02%的超低碳型不锈钢。因此，在冷、热加工及焊接与碳弧气刨时应防止不锈钢表面增碳，以免铬的碳化物析出。 2.铬的影响： 在奥氏体不锈钢中，铬是强烈形成并稳定铁素体的元素，可以缩小奥氏体区。在铬镍奥氏体不锈钢中，当碳含量为0.1%，铬含量为18%时，为获得稳定单一奥氏体组织，所需镍的含最最低为8%，铬能增大碳的溶解度而降低铬的贫化度，因而提高铬含量对奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀是有益的。铬还能极有效地改善奥氏体不锈钢的耐点蚀及缝隙腐蚀性能。因此铬对奥氏体不锈钢性能影响最大的是耐蚀性。铬可提高钢的耐氧化性介质和酸性氯化物介质的性能，在镍、钼、铜的复合作用下，铬可提高钢耐一些还原性介质、如有机酸、碱介质的性能。 3.镍的影响： 奥氏体不锈钢中主要合金元素镍，其主梌用是形成并稳定奥氏体，获得完全奥氏体组织，使强有良好的强度、塑性和韧性并具有优良的冷、热加工性、可焊性及低温与无磁性，镍还可以显著降低奥氏体不锈钢的冷加工硬化倾向。由于镍能改善铬的氧化膜成份、结构和性能，从而提高奥氏体不锈钢耐氧化性介质的性能。但是降低了钢的抗高温硫化性能，这是由于钢中晶界处形成低熔点硫化镍所致。 4.钼的影响： 钼的作用主要是提高钢在还原性介质（比如H2So4、H2PO4以及一些有机酸和尿素环境）的耐蚀性，并提高钢的耐点蚀及缝隙腐蚀等性能。含钼不儿钢的热加工性比不含钼的差，钼含量越高，热加工越坏。另外含钼奥氏体不锈钢中容易形成X（σ)沉淀，这会恶化钢的塑性和韧性。钼的耐点蚀和耐缝隙腐蚀能力相当于铬的3倍左右。 5.氮的影响： 氮日益成为铬镍氮奥氏体不锈钢的重要合金元素，氮能提高钢的耐局部腐蚀（耐晶间腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀）性，氮形成奥氏体的能力与碳相当，约为镍的30倍。作为间隙元素的氮，其固溶强化作用很强，因为它的加入可以显著提搞奥氏体不锈钢的强度。每加入0.1%氮可使铬镍奥氏体不锈钢的室温强度提高60～100MPa。在酸介质中，氮可提高奥氏体不锈钢的耐一般腐蚀能力，适量的氮还可提高敏经态奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀能力。在氯化物环境中，氮提高奥氏体不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀性能十分显著。 6.铜的影响： 铜能显著降低铬镍奥氏体不锈钢的冷作硬化倾向，提高冷国工成型性能。奥氏体不锈钢中的铜含量为1%～4%时，铜对钢的组织没有影响，对钢的冷成型性有良好的作用，因此含铜的奥氏体锈钢多用于要求冷作的一些用途中，铜可以显著降低热加工性，特别是当奥氏休不锈钢中含镍量较低时更为明显，因此当钢中铜含量较高时，镍含量应相应提高。

不锈钢的化学成分及力学性能和应用

00Cr17Ni14Mo2不锈钢 (316L不锈钢 ) SUS316（L）- 00Cr17Ni14Mo2 添加了Mo(2～3%)达到优秀的耐孔蚀和耐腐蚀性，高温Creep强度优秀 特性及实用用途： 化学成分：（单位：wt%) 机械性能： SUS304不锈钢-0Cr18Ni9不锈钢材质性能及用途介绍 作为AUSTENITE系的基本钢种耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能优秀，热处理后不发生硬化，几乎没有磁性 特性及实用用途：

化学成分：（单位：wt%) 机械性能： SUS317L不锈钢-00Cr19Ni13Mo3不锈钢材质性能介绍 化学成分：（单位：wt％） 机械性能：

SUS 430不锈钢钢种介绍 1、概要 含有17% Cr, 在高温以混合相(α+γ)形式存在，1000OC以下是α单相的BCC结构。广泛使用的铁素体系不锈钢。 2、特点 1）深冲性能优秀，类似于304钢； 2）对氧化性酸有很强的耐腐蚀性，对碱液及大部分有机酸和无机酸也有一定的耐腐蚀能力；耐应力腐蚀开裂能力强于304钢种； 3）热膨胀系数低于304钢种，耐氧化能力高，适合于耐热设备； 4）冷轧产品外观光亮度好，漂亮； 5)和304比较,价格便宜,作为304钢种的替代钢种。 2、适用范围 主要用作在温和的大气中高抛光装饰用途，如燃气灶表面, 家电部件, 餐具, 建筑内装饰用，洗涤槽, 洗衣机内桶等。 6、热处理 熔点：1425~15100C； 退火：780~8500C。 7、使用状态 1）退火状态： NO.1，2D，2B，N0.4，HL，BA，Mirror,以及各种其他表面处理状态 8、使用注意事项 - 相对304，拉伸性能、焊接性能较差； - 由于是铁素体不锈钢，强度相对较低，加工硬化能力也低，选择使用时应该注意； - 拉伸加工后表面会出现轧钢方向条状缺陷（ridging），给抛光作业带来很大的困难。

熔融法蓝宝石晶体退火特性研究

收稿日期:2011 04 05 作者简介:王 铎(1978-),男,汉族,吉林长春人,福建江夏学院助教,硕士,主要从事光电晶体方向研究,E mail:qglpw d@163. com. 第32卷第3期 长春工业大学学报(自然科学版) Vo l 32N o.32011年06月 Jour nal of Chang chun U niver sity o f T echnolog y (N atur al Science Edition) Jun 2011 熔融法蓝宝石晶体退火特性研究 王 铎 (福建江夏学院工商管理系,福建福州 350007) 摘 要:研究了蓝宝石( A l 2O 3)晶体热退火前后光学均匀性的变化,发现适当温度下退火可以降低晶体的内应力,提高晶体质量,从而提高晶体的光学均匀性。结果表明,采用自制内绕式钼丝炉在1890 下退火即可有效消除部分内应力,晶体经任意切割均无出现炸裂现象。 关键词:蓝宝石晶体;热处理;钼丝炉;内应力 中图分类号:O782 文献标志码:A 文章编号:1674 1374(2011)03 0296 04 Annealing properties of sapphire crystal with melting method WANG Duo (Department of Busin ess Administration,Fujian In stitute Jiangxia,Fuzh ou 350007,China) Abstract:T he optical ho mog eneity of the sapphir e ( A l 2O 3)crystals is studied before and after the annealing pro cess.It is found that the internal stress of the crystal can be reduced at an appropriate annealing temperature so that bo th the cr ystal quality and the optical homog eneity are improved.The results show that par t of the internal stress can be elim inated at 1890 w ith a self made moly bdenum w ire w o und furnace for annealing ,and no burst pheno menon appear s w hen the crystal is cut. Key words:sapphir e;therm al annealing;mo lybdenum filam ent fur nace;internal stress. 0 引 言 蓝宝石单晶(又称白宝石或刚玉)是一种简单的配位型氧化物晶体[1] ,也是一种优秀的多功能材料,具有一系列独特的物理化学性能[2 3] 。它的 介电常数小、介质损耗低,具有良好的电绝缘性和 耐各种射线能力。 蓝宝石晶体作为一种优良的透波材料,在紫外、可见光、红外波段、微波都具有良好的透过率,可以满足多模式复合制导(电视、红外成像、雷达 等)的要求,因而常被用作红外军事装置和高强度激光器的窗口材料,广泛应用于工业、国防和科研等多个领域;蓝宝石晶体也是目前发蓝、白光二极管(LED)[4 6]和蓝光激光器(LD)的首选基片材料。超高亮度蓝、白光LED 的品质取决于氮化镓(GaN)薄膜与所用基片间的晶格匹配度,c 面蓝宝石单晶与 族和 族沉积薄膜之间的晶格失配率小,同时符合镀膜过程中的高温要求,使得蓝宝石晶片成为制作蓝、白光LED 的关键材料。目前超过80%的主流LED 基板供应商仍是

不锈钢型号分类介绍

304不锈钢是按照美国ASTM标准生产出来的不锈钢的一个牌号。304相当于我国的0Cr19Ni9 (0Cr18Ni9)不锈钢。304含铬19%，含镍9%。 316：对应中国的牌号0Cr17Ni12Mo2 316L：对应中国的牌号00Cr17Ni14Mo2 316L钢是316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗腐蚀性更好。 316和317不锈钢是含钼不锈钢种。317不锈钢中的钼含量略高明于316不锈钢.由于钢中钼，该钢种总的性能优于310和304不锈钢，高温条件下，当硫酸的浓度低于15％和高于85％时，316不锈钢具有广泛的用途。316不锈钢还具有良好的而氯化物侵蚀的性能，所以通常用于海洋环境。 316L不锈钢的最大碳含量0.03, 可用于焊接后不能进行退火和需要最大耐腐蚀性的用途中。 耐腐蚀性能优于304不锈钢，在浆和造纸的生产过程中具有良好的耐腐蚀的性能。而且316不锈钢还耐海洋和侵蚀性工业大气的侵蚀。316不锈钢具有良好的焊接性能。可采用所有标准的焊接方法进行焊接。焊接时可根据用途，分别采用316Cb、316L或309Cb不锈钢填料棒或焊条进行焊接。为获得最佳的耐腐蚀性能，316不锈钢钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。如果使用316L不锈钢，不需要进行焊后退火处理。 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。

不锈钢简介

不锈钢简介 一、不锈钢的特性： 1、不锈钢定义：不锈钢通常指具有抵抗空气、水、酸、碱盐或其它介质腐蚀能力的钢根据合金成份的不同，分别侧重不锈性和耐酸性，有些钢虽然具有不锈性，但不一定耐酸，耐酸钢通常具有不锈性。所有的不锈钢没有一种能够应付所有的腐蚀环境，都可以不生锈。“不锈钢”是一种错误的名称，因为没有一种能够应付所有腐蚀环境，都可以不生锈的，不锈钢的真正含义只是“难生锈”而已。 2、不锈钢的分类： （1）按组织结构：马氏体不锈钢，铁表体不锈钢，奥氏体不锈钢，双相不锈钢； （2）按钢中主要化学成份：铬不锈钢镍不锈钢，铬镍钼不锈钢，超低碳不锈钢。（用于生产紧固件主要使用300系奥氏体不锈钢，此类不锈钢的主要化学成份是18%铬加8%镍，即一般所称的18-8不锈钢，属铬镍不锈钢系列） （3）奥氏体不锈钢的特性：正常状态下无磁性，冷作加工后略有磁性；在各种温度，均可保持其奥斯田组织，不发生相变，所以不能用热处理使其硬化；但施予冷作加工，可使其硬化，并增加强度。主要有以下几种钢种：302HQ（0Cr18Ni9Cu3）、SUS304(0Cr18Ni9)、304M、304J3(302HC)、316(0Cr17Ni12Mo2)、316L(0Cr17Ni14Mo2)。 302HQ：低碳，低氮，低硫，极低之加工硬化率，极佳之冷间加工性，适用于形状复杂，成型难度高之用途。 304：加工硬化率适中，适于一般的冷加工及伸抽，冷加工性能较好。 304M：中等的加工硬化率，适于一般的冷间加工及伸抽。 304HC：添加铜取代镍，降低钢材之加工硬化率，且可维持较低之导磁性。 SUS316：加钼，更佳的耐蚀性及耐孔蚀性。 SUS316L：低碳，较316更佳的耐蚀性及更佳的冷加工性。 二、奥氏体钢螺栓、螺钉和螺柱机械性能

不锈钢的种类及用途

不锈钢的种类及用途 钢号主要性能用途举例 0Cr13 可在 ≤540℃长期使 用。常作复合板 使用，30℃以下 耐弱酸腐蚀，对 淡水、海水、蒸 发、空气也有足 够的耐蚀性 用于含硫 介质设备内构 件，精馏塔衬 里、接管垫片。 汽轮机叶片、热 裂化设备零件。 用于要求防止 污染各耐蚀性 不高的介质中。 如：焦化分馏塔 衬里，尾气脱 硫，泵叶轮，硫 磺回收中的冷 凝器复合板 1Cr13 2Cr13 可在 ≤540℃长期使 用，最高不超过 700℃，要此 75~457℃略有 热脆 离心油泵 的叶轮壳体。蒸 汽往复泵活塞、 活塞杆。油泵 轴、轴套。与热 含硫介质接触

的紧固件及其它零件 3Cr13 同上，常在 淬火后再低温 回火后磨光使 用。用做弹簧时 在400~450℃使 用 用来制造 高机械载荷、磨 损和腐蚀条件 下的零件，如 轴、阀座、阀盘、 弹簧等，又用于 室温腐蚀介质 中并要求高强 度零件，其耐腐 蚀性比1Crl3、 2Crl3略低 0Cr18Ni9 因含碳低 焊接性能好，可 在-196~+600℃ 长期使用 制造焊接 镍铬不锈钢焊 接用的焊条。用 作非奥氏体钢 法兰、垫片和化 工容器、管道。 也可用做到 -200℃的深冷 设备材料

1Cr18Ni9 1Cr18Ni9 是典型的 18-8不锈钢。耐 酸无磁性，焊接 部分有晶间腐 蚀倾向，应进行 热处理，不宜在 450~800℃使 用，可用于低温 用于温度 不高，侵蚀性介 质中工作的不 经焊接的构件， 如阀门阀件，管 道及其它零件 和要求耐蚀的 非磁性部件，亦 可用于无晶间 腐蚀的焊接件 0Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 因含钛，有 良好的耐晶间 腐蚀性可在 -196~600℃使 用，负荷小时， 可在650℃以下 使用。最高不超 过800℃ 制造耐酸 容器和设备的 衬里，石油化工 输送管道、设备 和零件。如：换 热器、催化裂化 再生、反应器内 构件，焦化的分 馏塔内构件。制 氢脱碳用泵配 件、管线、塔内 构件、换热器也