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不鏽鋼常識(係列6)

2019-11-28 05:04   评论:92 点击:038
2-1.鐵素體鋼 含鉻大於14%的低碳鉻不鏽鋼,含鉻大幹27%的任何含碳量的鉻不鏽鋼 ,和在上述成分基礎上再添加有鉬、鈦、铌、矽、鋁、、鎢、釩等元素的不鏽鋼,化學成分中形成鐵素體的元素占盡對上風,基體組織為鐵素。這類鋼在淬火(固溶)狀況下的組織為鐵素體,退火及時效狀況的組織中則可見到少量碳化物及金屬間化合物。 屬於這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不鏽鋼由於含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。 2-2.鐵素休-馬氏體鋼 這類鋼在高溫時為y+a(或δ)兩相狀況,快冷時發生y-M改變,鐵素體仍被保存,常溫組織為馬氏體和鐵素體,由於成分及加熱溫度的不同,組織中的鐵素體量可在百分之幾至幾十的範圍內變化。0Crl3鋼,lCrl3鋼 ,鉻偏上限而碳偏下限的2Cr13鋼,Cr17Ni2鋼,Cr17wn4鋼,和在ICrl3鋼基礎上發展起來的很多改型12%鉻熱強鋼(這類鋼也叫做耐熱不鏽鋼)中的很多鋼號,如Cr11MoV,Cr12WMoV,Crl2W4MoV,18Crl2WMoVNb等均屬幹這一類。 鐵素體—馬氏體鋼可以部分地接受淬火強化 ,故可獲得較高的機械性能。但它們的機械性能與工藝性能在很大程度上受組織中鐵素體的含量及分布形態的影響。這類鋼按成分中的含鉻量分屬12~14%與15~18%兩個係列。前者具有抵抗大氣及弱腐蝕性介質的能力,並且具有良好的減震性及較小的線膨脹係數;後者的耐腐蝕性能與相同含鉻量的鐵素體耐酸鋼相當 ,但在一定程度上也保存著高鉻鐵素體鋼的某些缺點。 2-3.馬氏體鋼 這類鋼在正常淬火溫度下處在y相區,但它們的y相僅在高溫時穩定,M點一般在3OO℃擺布,故冷卻時改變為馬氏體。 這類鋼包括2Cr13,2Cr13Ni2,3Cr13和部分改型12%鉻熱強鋼,如13Cr14NiWVBA,Cr11Ni2MoWVB鋼等。馬氏體不鏽鋼的機械性能 、耐腐蝕性能、工藝性能與物理性能,均和含鉻12~14%的鐵素體-馬氏體不鏽鋼相近。由於組織中沒有遊離的鐵素體,機械性能比上述鋼要高,但熱處理時的過熱敏感性較低。 2-4.馬氏體—碳化物鋼 Fe-C合金的並析點的含碳為0.83%,在不鏽鋼中由於鉻使S點左移,含12%鉻和大於0.4%碳的鋼(圖11-3),和含18%鉻和大於0.3%碳的鋼(圖卜)3)均屬於過共析鋼。這類鋼在正常淬火溫度加熱 ,次生碳化物不能完全溶於奧氏體,是以淬火後的組織為馬氏體和碳化物構成。 屬於這一類的不鏽鋼牌號未幾,卻是一些含碳比較高的不鏽鋼,如4Crl3、9Cr18、9Crl8MoV 、9Crl7MoVCo鋼等,含碳量偏上限的3Crl3鋼在較低的溫度下淬火 ,也可能出現如許的組織。由於含碳量高,上述9Cr18等三個鋼號中雖含有較多的鉻,但其耐腐蝕性能僅與含12~14%鍺的不鏽鋼相當 。這類鋼的首要用處是要求高硬及耐磨的零件 ,如切削工具、軸承、彈簧及醫療器械等。 2-5.奧氏體鋼 這類鋼含有較多擴大y區和穩定奧氏體的元素,在高溫時為均為y相,冷卻時由於Ms點在室溫以下,所以在常溫下具有奧氏體組織 。 18-8 , 18-12、25-20、20-25Mo等鉻鎳不鏽鋼,以錳代替部分鎳並加氮的低鎳不鏽鋼如Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9,Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti鋼等均屬於這一類。 奧氏體不鏽鋼具有前已述及的很多優點,固然機械性能也比較低,和鐵素體不鏽鋼—樣不能熱處理強化,但可以通過冷加工變形的方法,利用加工硬化感化進步它們的強度。 這類鋼的缺點是對晶間腐蝕及應力腐蝕比較敏感,需通過適當地合金添加劑及工藝措施消除。 2-6.奧氏體-鐵素體鋼 這類鋼因擴大y區和穩定奧氏體元素的感化程度,不足以使鋼在常溫或很高的溫度下具有純奧氏體組織,是以為奧氏體-鐵素體複相狀況 ,其鐵素體量也因成分及加熱溫度不同而可在較大的範圍內變化。 屬於這一類的不鏽鋼很多,如低碳的18-8鉻鎳鋼,加鈦、铌、鉬的18-8鉻鎳鋼,特別是在鑄鋼的組織中均可見到鐵素體,此外含鉻大於14~15%而碳低於0.2%的鉻錳不鏽鋼(如Cr17Mnll) ,和目前研究的和已獲得利用的大多數鉻錳氮不鏽鋼等。與純奧氏體不鏽鋼比較,這類鋼的優點很多,如屈服強度較高,抗晶間腐蝕的能力較高,應力腐蝕的敏感性低,焊接時產生熱裂紋的傾向小,鑄造活動性好等等。缺點是壓力加工性能較差,點腐蝕傾向較大,易產生c相脆性 ,在強磁場感化下表現出弱磁性等 。所有這些優點和缺點均來源於組織中的鐵素體。 2-7.奧氏缽-馬氏體鋼 這類鋼的Ms點低於室溫,固溶處理今後為奧氏體組織,易於成形和焊接。通常可用兩種工藝方法使之發生馬氏體改變。一是固溶處理今後經700~800度加熱,奧氏體因析出碳化鉻而改變為介穩定狀況,Ms點升高至室溫以上,冷卻時改變為馬氏體;二是固溶處理今後直接冷卻至Ms與Mf點之間,使奧氏體改變為馬氏體 。後一方法可獲得較高的耐腐蝕性能,但固溶處理今後至深冷的間隔時間不宜過久,否則會因奧氏體的陳化穩定感化而使深冷的強化效應降低。經上述處理今後鋼再經400~500度時效,使析出金屬間化合物進—步強化。這類鋼的典型鋼號有17Cr一7Ni一A1 、15Cr-9Ni-A1,17Cr—5Ni-Mo、15Cr-8Ni-Mo一A1等等。這類鋼也稱為奧氏體-馬氏體時效不鏽鋼,並由於實際上這些鋼的組織中除奧氏體和馬氏體以外,還存在不同數目的鐵素體,故也稱為半奧氏體沉澱硬化不鏽鋼 。 這類鋼是50年代後期發展和利用的新型不鏽鋼,它們總的特點是強度高(C可達100一150)及熱強性好,但由於含鉻量較低並在熱處理時有碳化鉻析出 ,是以耐腐蝕性能比標準的奧氏體不鏽鋼要低一些。也可以說這類鋼的高強度是在犧牲一部分耐腐蝕性能與其他性能(如非磁性)的情況下獲得的,目前這類鋼首要用於航空產業及火箭導彈生產方麵 ,一般機械製造中利用尚不普遍,並且在分類上也有把它們納為超高強度鋼的一個係列。 1頁

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