固溶处理后的组织一般是单相奥氏体

作者:AG亚游手机APP发布日期:2020-05-15 13:43

  不锈钢成分_机械/仪表_工程科技_专业资料。常用的高温和耐腐蚀不锈钢成分及机械性能、热处理方法等。

  不锈钢成分 SUS303 是奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢,为改善该钢的性能,可在钢中加入不多于 0.60﹪的 钼,可耐烧蚀,产品良好的切削性及耐烧.耐蚀性.303 不锈钢机械性能退火去应力后,抗拉 515MPa,屈服 205MPa,延伸率 40%。不锈钢 303 的标准硬度 HRB 90-100, HRC 20-25,注: HRB100 = HRC20 化学成分相当于 1Cr18Ni9Ti 适用范围 耐烧性。最适用于自动车床。螺栓、螺母。 化学成份 碳 C : ≤0.15 硅 Si: ≤1.00 锰 Mn: ≤2.00 Cr:17.00~19.00 镍 Ni:8.00~10.00 硫 S : ≤0.15 磷 P : ≤0.20 钼 Mo:可加入≤0.60 铬 力学性能 抗拉强度 σb (MPa):≥520 断面收缩率 ψ (%):≥50 条件屈服强度 σ0.2 (MPa):≥205 伸长率 δ5 (%):≥40 硬度 ≤187HB;≤90HRB;≤200HV 热处理 固溶 1010~1150℃快冷。 金相组织 组织特征为奥氏体型。 交货状态 一般以热处理状态交货,其热处理种类在合同中注明;未注明者,按不热处理状态交货 sus303 与 sus304 的特性区别 同为低炭钢,其主要区别是炭含量不一样. sus303 的炭含量约为: =0.15% sus304 的炭含量约为: =0.08% (实际上 sus304 磷和硫的含量也比 sus303 小很多: sus303: P=0.20% S=0.15% sus304: P=0.045% S=0.030%) SUS304 SUS 是日本材料标准,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,日本也引用了美国的叫法,称为:SUS304 304不锈钢以其良好的耐热性,而被广泛应用于制作耐腐蚀和成型性的设备和机件。目前, 304不锈钢已被广泛应用于食品、化工、原子能等工业设备以及装潢领域 国标304化学成分:牌号0Cr18Ni9 Ni:8.00-11.00,Cr:17.00-19.00 C≤0.08,Si≤1.00,Mn≤2.00,P≤0.035,S≤0.030, TP304化学成分: C≤0.08,Si≤1.00,Mn≤2.00,P≤0.045,S≤0.030,Ni:8.00-11.00, Cr:18.00-20.00 304L 化学成分: 牌号00Cr18Ni10 Cr:18.00-20.00 C≤0.03,Si≤1.00,Mn≤2.00,P≤0.035,S≤0.030,Ni:8.00-11.00, 力学性能 屈服强度(N/mm2)≥205 HRB≤90 HV ≤200 抗拉强度 ≥520 延伸率(%)≥40 硬度 HB ≤187 密度7.93 g·cm-3 比热 c(20℃)0.502 J·(g·C)-1 热导率 λ/W(m·℃)-1 (在下列温度/℃) 20 100 500 2.1 16.3 21.4 20~100 线/℃) (在下列温度间/℃) 20~200 20~300 20~400 16.0 16.8 17.5 18.1 电阻率0.73 ·mm2·m-1 熔点 1398~1420℃ 用途 家庭用品、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食 SUS304热处理规范:固溶1010~1150℃快冷。 品工业、农业、船舶部件。 金相 SUS304即18/8不锈钢。 牌号为0Cr18Ni9。 GB SUS304 组织: 组织特征为奥氏体型。 是日本 JIS 标准材料, 是日本 SUS 系列奥氏体不锈钢。 相当于我国的0Cr18Ni9, 美国的304 特性 具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能,冲压弯曲等热加工性好,无热处理硬化 现象,无磁性。 热处理 由于含有较高的镍且在室温下呈奥氏体单相组织,所以它与 Cr13 不锈钢相比具有高的耐蚀 性,在低温、室温及高温下均有较高的塑性和韧性,以及较好的冷作成型和焊接性。但室温 下的强度较低,晶间腐蚀及应力腐蚀倾向较大,切削加工性较差。 奥氏体在加热时无相变, 因此不能通过热处理强化。只能以提高钢的耐腐蚀性能进行热处理: 1)固溶处理 固溶处理;其目的是使碳化物充分溶解并在常温下保留在奥氏体中,从而在常温下获单相 固溶处理 奥氏体组织,使钢具有最高的耐腐蚀性能。 固溶处理的加热温度一般均较高, 1050-1100C 之间, 在 并按含碳量的高低作适当调整。 由于 18-8 不锈钢导热性很差, 不仅要通过预热后再进行淬火加热,而且在固溶处理(淬火加热) 时的保温时间要长。固溶处理时,要特别注意防止增碳。因为增碳将会增加 18-8 钢的晶间 腐蚀倾向。冷却介质,一般采用清水。固溶处理后的组织一般是单相奥氏体,但对含有钛、铌、 钼的不锈钢,尤其当是铸件时,还含有少量的铁素体。固溶处理后的硬度一般在 135HBS 左 右。 2)除应力退火 除应力退火;为了消除冷加工后的残余应力,处理在较低的温度下进行。一般加热至 除应力退火 250-425C,经常采用的是 300-350C。对于不含钛或铌的钢不应超过 450C,以免析出碳化铬 而引起晶间腐蚀。 为了消除焊接后的残余应力,消除钢对应力腐蚀的敏感性,处理一般在较高的温度下进 行。加热温度一般不低于 850C。冷却方式,对于含有钛或铌的钢可直接在空气中冷却;对 于不含有钛或铌的钢应水冷至 500C 以后再在空气中冷却。 3)稳定化处理 稳定化处理;为了防止钛和铌的奥氏体不锈钢在焊接或固溶处理时,由于 TiC 和 NbC 减 稳定化处理 少而引起耐晶间腐蚀性能降低,需将这种不锈钢加热到一定温度后 (该温度使铬的碳化物完 全溶于奥氏体, TiC 和 NbC 只部分溶解)再缓冷。 而 在冷却过程中,使钢中的碳充分地与钛和 铌化合,析出稳定的 TiC 和 NbC,而不析出铬的碳化物,从而消除 18-8 奥氏体不锈钢的晶间 腐蚀倾向,这种处理过程称之为稳定化处理。 18-8 不锈钢稳定化退火,一般是加热到 850-880C,保温 2-6h,随后进行空冷或炉冷。 SUS310S 抗氧化性比 0Cr23Ni13 好。实际上多作为耐热钢使用。SUS310S 耐热不锈钢,国 内牌号 0Cr25Ni20 ([Cr]和[Ni]与美国的 HK30 相当, 故两者的可焊性很好) 美国牌号 310S, , 又称 2520,用于耐高温炉管制造. ●化学成份: 碳 C : ≤0.08 硅 Si : ≤1.00 锰 Mn: ≤2.00 硫 S : ≤0.030 磷 P : ≤0.035 铬 Cr:24.00~26.00 镍 Ni:19.00~22.00 ●力学性能: 抗拉强度 σb (MPa) :≥520 条件屈服强度 σ0.2 (MPa) :≥205 伸长率 δ5 (%) :≥40 断面收缩率 ψ (%) :≥50 硬度 :≤187HB;≤90HRB;≤200HV ●热处理规范及金相组织: 热处理规范:固溶 1030~1180℃快冷。 金相组织:组织特征为奥氏体型。 ●交货状态:一般以热处理状态交货,其热处理种类在合同中注明;未注明者,按不热 处理状态交货。 SUS316 不锈钢在海水和其他各种介质中,耐腐蚀性比 0Cr19Ni9 好。SUS316 主要用作耐点 蚀材料。 ●化学成份: 碳 C : ≤0.08 硅 Si: ≤1.00 锰 Mn: ≤2.00 硫 S : ≤0.030 磷 P : ≤0.035 铬 Cr:16.00~18.50 镍 Ni:10.00~14.00 钼 Mo:2.00~3.00 ●力学性能: 抗拉强度 σb (MPa) :≥520 条件屈服强度 σ0.2 (MPa) :≥205 伸长率 δ5 (%) :≥40 断面收缩率 ψ (%) :≥60 硬度 :≤187HB;≤90HRB;≤200HV ●热处理规范及金相组织: 热处理规范:固溶 1010~1150℃快冷。 金相组织:组织特征为奥氏体型。 ●交货状态:一般以热处理状态交货,其热处理种类在合同中注明;未注明者,按不热 处理状态交货。 SUS316L 比 0Cr17Ni12Mo2 耐晶间腐蚀性好。超低碳奥氏体不锈钢,焊接性能良好,适合 多层焊,焊后无刀口腐蚀倾向,对亚硫酸、硫酸、磷酸、醋酸、甲酸、氯盐、卤素、亚硫酸 盐均有良好的耐蚀性。SUS316L 不锈钢一般用于制造化工、化肥和化纤等工业设备,如容 器、管道及结构件。 ●化学成份: 碳 C : ≤0.030 硅 Si: ≤1.00 锰 Mn: ≤2.00 硫 S : ≤0.030 磷 P : ≤0.035 铬 Cr:16.00~18.00 镍 Ni:12.00~15.00 钼 Mo:2.00~3.00 ●力学性能: 抗拉强度 σb (MPa) :≥480 条件屈服强度 σ0.2 (MPa) :≥177 伸长率 δ5 (%) :≥40 断面收缩率 ψ (%) :≥60 硬度 :≤187HB;≤90HRB;≤200HV ●热处理规范及金相组织: 热处理规范:固溶 1010~1150℃快冷。 金相组织:组织特征为奥氏体型。 ●交货状态:一般以热处理状态交货,其热处理种类在合同中注明;未注明者,按不热 处理状态交货。 1Cr18Ni9Ti 标准:GB/T 1220-1992 ●特性及适用范围: 用作焊芯、抗磁仪表、医疗器械、耐酸容器及设备衬里输送管道等设备和零件。 ●化学成份: 碳 C :≤0.12 硅 Si:≤1.00 锰 Mn:≤2.00 硫 S :≤0.030 磷 P :≤0.035 铬 Cr:17.00~19.00 镍 Ni:8.00~11.00 钛 Ti:5(C%-0.02)~0.80 ●力学性能: 抗拉强度 σb (MPa):≥520 条件屈服强度 σ0.2 (MPa):≥205 伸长率 δ5 (%):≥40 断面收缩率 ψ (%):≥50 硬度 :≤187HB;≤90HRB;≤200HV ●热处理规范及金相组织: 热处理规范:1)固溶 920~1150℃快冷;2)根据需方要求可进行稳定化处理, 热处理温度为 850~930℃,但必须在合同中注明。 金相组织:组织特征为奥氏体型。 ●交货状态:一般以热处理状态交货,其热处理种类在合同中注明;未注明者,按不热处理 状态交货。 3Cr13 标准:GB/T 1220-1992 ●特性及适用范围: 比 2Cr13 淬火后的硬度高,作刃具、喷嘴、阀座、阀门等。 ●化学成份: 碳 C :0.26~0.35 硅 Si:≤1.00 锰 Mn:≤1.00 硫 S :≤0.030 磷 P :≤0.035 铬 Cr:12.00~14.00 镍 Ni:允许含有≤0.60 ●力学性能: 抗拉强度 σb (MPa):淬火回火,≥735 条件屈服强度 σ0.2 (MPa):淬火回火,≥540 伸长率 δ5 (%):淬火回火,≥12 断面收缩率 ψ (%):淬火回火,≥40 冲击功 Akv (J):淬火回火,≥24 硬度 :退火,≤235HB;淬火回火,≥217HB ●热处理规范及金相组织: 热处理规范:1)退火,800~900℃缓冷或约 750℃快冷;2)淬火,920~980℃油冷;3)回火,600~ 750℃快冷。 金相组织:组织特征为马氏体型。 ●交货状态:一般以热处理状态交货,其热处理种类在合同中注明;未注明者,按不热处理 状态交货。 4Cr13 特性 淬火后比 3Cr13 硬度高一些、耐蚀性良好。 用途 作刃具、喷咀、阀座等。 1Cr17Ni2 特性 有较强的耐硝酸及有机酸的腐蚀。 用途 用作较高硬度及高耐磨性的热油 泵、阀片、阀门轴承、医疗器械、弹簧等零件。 ●化学成份: 碳 C :0.36~0.45 硅 Si:≤0.60 锰 Mn:≤0.80 硫 S :≤0.030 磷 P :≤0.035 铬 Cr:12.00~14.00 镍 Ni:允许含有≤0.60 ●力学性能: 硬度 :退火,≤201HB;淬火回火,≥50HV ●热处理规范及金相组织: 热处理规范:1)退火,800~900℃缓冷或约 750℃快冷;2)淬火,1050~1100℃油冷 ;3)回火,200~300℃快冷。 金相组织:组织特征为马氏体型。 Y3Cr13 ●化学成份: 碳 C :0.26~0.40 硅 Si:≤1.00 锰 Mn:≤1.25 硫 S :≤0.15 磷 P :≤0.060 铬 Cr:12.00~14.00 镍 Ni:允许含有≤0.60 钼 Mo:可加入≤0.60 ●力学性能: 抗拉强度 σb (MPa) :淬火回火,≥735 条件屈服强度 σ0.2 (MPa) :淬火回火,≥540 伸长率 δ5 (%) :淬火回火,≥12 断面收缩率 ψ (%) :淬火回火,≥40 冲击功 Akv (J) :淬火回火,≥24 硬度 :退火,≤235HB;淬火回火,≥217HB ●热处理规范及金相组织: 热处理规范:1)退火,800~900℃缓冷或约750℃快冷;2)淬火,920~980℃油冷;3)回火,600~750℃ 快冷。 金相组织:组织特征为马氏体型。 ●交货状态:一般以热处理状态交货,其热处理种类在合同中注明;未注明者,按不热处理状态交货。 1 奥氏体形 1Cr17Mn6Ni5N 节镍钢种,代替牌号1Cr17Ni7,冷加工后具有磁性。铁道车辆用。 2 1Cr18Mn8Ni5N 节镍钢种,代替牌号1Cr18Ni9 3 1Cr17Ni7 经冷加工有高的强度。铁道车辆,传送带,螺栓螺母 4 1Cr18Ni9 经冷加工有高的强度,但伸长率比1Cr17Ni7稍差。建筑用装饰部件。 5 Y1Cr18Ni9 提高切削、耐烧蚀性。最适用于自动车床。螺栓螺母 6 Y1Cr18Ni9Se 提高切削、耐烧蚀性。最适用于自动车床。铆钉、螺钉 7 0Cr19Ni9 作为不锈耐热钢使用最广泛,食品用设备,一般化工设备,原子能工业用 8 00Cr19Ni11 比0Cr19Ni9碳含量更低的钢,耐晶间腐蚀性优越,为焊接后不进行热处理部件类 9 0Cr19Ni9N 在牌号0Cr19Ni9上加 N,强度提高,塑性不降低。使材料的厚度减少。作为结构用强度 部件 10 0Cr19Ni10NbN 在牌号0Cr19Ni9上加 N 和 Nb,具有与0Cr19Ni9N 相同的特性和用途 11 00Cr18Ni10N 在牌号00Cr19Ni11上加 N,具有以上牌号同样特性,用途与0Cr19Ni9N 相同,但耐 晶间腐蚀性更好 12 1Cr18Ni12 与0Cr19Ni9相比,加工硬化性。旋压加工,特殊拉拨,冷镦用 13 0Cr23Ni13 耐腐蚀性,耐热性均比0Cr19Ni9好 14 0Cr25Ni20 搞氧化性比0Cr23Ni13好。实际上多作为耐热钢使用 15 0Cr17Ni12Mo2 在海水和其他各种介质中,耐腐蚀性比0Cr19Ni9好。主要作耐点蚀材料 16 0Cr18Ni12Mo2Ti 用于抗硫酸、磷酸、蚁酸、醋酸的设备,有良好耐晶间腐蚀性 17 00Cr17Ni14Mo2 为0Cr17Ni12Mo2的超低碳钢,比0Cr17Ni12Mo2耐晶间腐蚀性好 18 0Cr17Ni12Mo2N 在牌号0Cr17Ni12Mo2中加入 N,提高强度,不降低塑性,使材料厚度减薄。作 耐腐蚀性较好的强度较高的部件 19 00Cr17Ni13Mo2N 在牌号00Cr17Ni14Mo2中加入 N,具有以上牌号同样特性,用途与 0Cr17Ni12Mo2相同,但耐晶腐蚀性更好 20 0Cr18Ni12Mo2Cu2 耐腐蚀性、耐点腐蚀性比0Cr17Ni12Mo2好。用于耐硫酸材料 21 00Cr18Ni14Mo2Cu2 为0Cr18Ni12Mo2Cu2的超低碳钢,比0Cr18Ni12Mo2Cu2耐晶间腐蚀性好 22 0C19Ni13Mo3 耐点腐蚀性比0Cr17Ni12Mo2好。作染色设备材料等 23 00Cr19Ni13Mo3 为0Cr19Ni13Mo3的超低碳钢,比0Cr19Ni13Mo3耐晶间腐蚀性好 24 0Cr18Ni16Mo5 吸取含氯离子溶液的热交换器,醋酸设备,磷酸设备,漂白装置等,在 00Cr17Ni14Mo2和00Cr17Ni13Mo3不能适用的环境中使用 25 1Cr18Ni9Ti 作焊苡,抗磁仪表、医疗器械、耐酸容器及设备衬里输送管道等设备和零件 26 0Cr18Ni11Ti 添加 Ti 提高耐晶间腐蚀性,不推荐作装饰部件 27 0Cr18Ni11Nb 含 Nb 提高耐晶间腐蚀性 28 奥氏体不锈钢 0Cr18Ni9 在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含 Cr 约18%、Ni 8%~10%、C 约0.1%时,具有稳定的奥 氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni 钢和在此基础上增加 Cr、Ni 含量并加入 Mo、Cu、Si、 Nb、Ti 等元素发展起来的高 Cr-Ni 系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性,但强度较低, 不可能通过相变使之强化,仅能通过冷加工进行强化。如加入 S,Ca,Se,Te 等元素,则具有良好的易 切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外,如果含有 Mo、Cu 等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、 尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含 Ti、Ni,就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的 奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能,在各行各业中 获得了广泛的应用。 29 0Cr18Ni13Si4 在牌号0Crl 9Ni9中增加 Ni,添加 Si,提高耐应力腐蚀断裂性。用子含氯 离子环境 30 奥氏体--铁素体双相不锈钢 0Cr26Ni5Mo2 是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含 C 较低的情况下,Cr 含量在18%~28%,Ni 含量 在3%~10%。有些钢还含有 Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N 等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的 特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保 持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐 晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。 31 1Cr18Ni11Si4A1Ti 制作抗高温浓硝酸介质的零件和设备 32 00Cr18Ni5Mo3Si2 具有铁素体一鼻氏体形双相组织,耐应力腐蚀破裂性能好,耐点蚀性能 与00Crl7Nil3M02相当,具有 较高的强度适于含氯离子的环境,用于炼油、化肥、造纸、石油、化工等工业热 交换器和冷凝器等 33 铁素体型 0Cr13A1 从高温下冷却不产生显著硬化,汽轮机材料,淬火用部件,复合钢材 34 00Cr12 比0Crl3含碳量低,焊接部位弯曲性能、加工性能、耐高温氧化性能好。 作汽车排气处理装置,锅炉 燃烧室、喷咀 35 铁素体不锈钢 1Cr17 在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构。这类钢一 般不含镍,有时还含有少量的 Mo、Ti、Nb 等到元素,这类钢具导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、 抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、 焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点,因而限制了它的应用。炉外精炼技术(AOD 或 VOD)的应用可使碳、 氮等间隙元素大大降低,因此使这类钢获得广泛应用。多用于建筑内装饰用,重油燃烧器部件,家庭用具, 家用电器部件! 36 Y1Cr17 比 lCrl7提高切削性能。自动车床用,螺栓、螺母等 37 1Cr17Mo 为1Crl7的改良钢种,比 lCrl7抗盐溶液性强,作为汽车外装材料使用 38 00Cr30Mo2 高 O—Mo 系,C、N 降至极低。耐蚀性很好。作与乙酸、乳酸等有机酸有关 的设备,制造苛性碱设 备。耐卤离子应力腐蚀破裂、耐点腐蚀 39 00Cr27Mo2 要求性能,用途、耐蚀性和软磁性与00Cr30M02类似 40 马氏体型 1Cr12 作为汽轮机叶片及高应力部件之良好的不锈耐热钢 41 马氏体不锈钢 1Cr13 通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢,通俗地说,是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为1Cr13型, 如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度较高,不同回火温度具有不同强韧性组合,主要用于蒸汽轮机 叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异,马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。 根据组织和强化机理的不同,还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体(或半马氏体)沉淀硬化不锈钢 以及马氏体时效不锈钢等。 42 1Cr13Mo 为比1Crl3耐蚀性高的高强度钢钢种。汽轮机叶片,高温用部件 43 Y1Cr13 不锈钢中切削性能最好的钢种。自动车床用 44 2Cr13 淬火状态下硬度高.耐蚀性良好。作汽轮机叶片 45 3Cr13 比2Cr13淬火后的硬度高,作刀刃具、喷咀。阀座,阀门等 46 3Cr13Mo 作较高硬度及高耐磨性的热油泵轴、阀片、阀门轴承,医疗器械弹簧等 零件 47 Y3Cr13 改善3Cr13切削性能的钢种 48 1Cr17Ni12 具有较高强度的耐硝酸及有机酸腐蚀的零件。窖器和设备 49 7Cr17 具有较高强度的耐硝酸及有机酸腐蚀的零件。窖器和设备 50 8Cr17 硬化状态下,比7Crl7硬,而比11Crl7韧性高。作刀具,阀门 51 11Cr7 在所有不锈钢、耐热钢中,硬度量高。作喷咀,轴承 52 Y11Cr17 在11Crl7提高7切削性的钢种。自动车床用 53 沉淀硬 0Cr17Ni4Cu4Nb 添加铜的沉淀硬化型钢种。轴类、汽轮机部件 不锈钢中钼对组织的影响 不锈钢中 钼和铬都是形成和稳定铁素体并扩大铁素体相区的元素,钼形成铁素 体的能力与铬相当.钼还促进奥氏体不锈钢中金属间相,比如 σ 相,κ 相, 和 Laves 相等的沉淀,对钢的耐蚀性和力学性能都会产生不利影响,告别是 导致塑性,韧性下降,为使奥氏体不锈钢保持单一的奥氏体组织,随着钢中 钼含量的增加,奥氏体形成元素(镍,氮及锰等)的含量也要相应提高,以保 持钢中铁素体与奥氏体形成元素之间的平衡. 不锈钢中钼对性能的影响 不锈钢中 钼对奥氏体不锈钢的氧化作用不显著,因此当铬镍奥氏体不锈钢保持 单一的奥氏体组织且无金属间析出时,钼的加入对其室温力学性能影响不 大,但是,随着钼含量的增加,钢的高温强度提高,比如持久,蠕变等性能均 获较大改善,因此含钼不锈钢也常在高温下应用,然而,钼的加入使钢的高 温变形抗力增大,加之钢中常常存在少量 δ 铁素体因而含钼不锈钢的热加 工性比不含钼钢为差,而且钼含量越高,热加工性能越坏,另外,含钼奥氏体 不锈钢中容易产生 κ(σ)相沉淀,这将显著恶化钢的塑性和韧性,因此在含 钼奥氏体不锈钢的生产,设备制造和应用过程中,要注意防止钢中金属间相 的形成. 钼在奥氏体不锈钢中的主要作用是提高钢的耐还原性介质的腐蚀性能 和耐点腐蚀,耐缝隙腐蚀等的性能.分别为钼对铬镍奥氏体不锈钢在硝酸, 硫酸,醋酸,磷酸和尿素等介质中耐蚀性的影响,可以看出,除在氧化性介质 HNO3中处,钼的作用都是有益的,因此含钼的奥氏体不锈钢一般不用天耐硝 酸的腐蚀,除非硝酸中含 F-,Cl-等离子, 虽然钼作用为合金元素对奥氏体不锈钢耐还原性介质,面点腐蚀及缝 隙腐蚀的原因尚不完全清楚,但大量实验已指出,钼的耐蚀作用仅相当钢中 含有较高量的铬时才有效,钼主要是强化钢中铬的耐蚀作用,与此同时,钼 形成酸盐后的缓蚀作用也已为实验所证实. 在耐高浓氯化物溶液的应力腐蚀方面,虽然钼作为合金元素对奥氏体 不锈钢耐还原性介质,耐点腐蚀及缝隙腐蚀的原因尚不完全清楚,但大量实 验已指出,钼的作用仅当钢中含有较高量的铬时才有效,钼主要是强化钢中 铬的耐蚀作用,与此同时,钼形成钼酸盐后的缓冲作用也已为实验所证实. 在耐高浓氯化物沉沦的应力腐蚀方面,虽然一此实验指同.3%以下的钼 对奥氏体不锈钢的耐应力腐蚀性能有害,但是由于常见铬镍奥氏体不锈钢 多在含有微量氯化物及饱和氧的水介质中使用,其应力腐蚀又以点腐蚀为 起源,因此含钼的铬镍钼奥氏体不锈钢由于耐点腐蚀性能较高,所以在实际 应用中常常比不含钼钢具有更好的耐氯化物应力腐蚀性能. 不锈钢焊接性能 在不锈钢的应用中对不锈钢结构进行焊接和切割是不可避免的。由于不锈 钢本身所具有的特性,与普碳钢相比不锈钢的焊接及切割有着其特殊性, 更易在其焊接接头及热影响区(HAZ)产生各种缺陷。焊接时要特别注意不锈 钢的物理性质。例如奥氏体型不锈钢的热膨胀系数是低碳钢和高铬系不锈 钢的1.5倍;导热系数约是低碳钢的1/3,而高铬系不锈钢的导热系数约是 低碳钢的1/2; 比电阻是低碳钢的4倍以上, 而高铬系不锈钢是低碳钢的3倍。 这些条件加上金属的密度、表面张力、磁性等条件都对焊接条件产生影响。 马氏体型不锈钢一般以13%Cr 钢为代表。它进行焊接时,由于热影响区 中被加热到相变点以上的区域发生 γ—α(M)相变,因此存在低温脆性、低 温韧性恶化、伴随硬化产生的延展性下降等问题。因而对于一般马氏体型 不锈钢焊接时需进行预热,但碳、氮含量低的和使用丁系焊接材料时可不 需预热。焊接热影响区的组织通常又硬又脆。对于这个问题,可通过进行 焊后热处理使其韧性和延展性得到恢复。另外碳、氮含量最低的牌号,在 焊接状态下也有一定的韧性。 铁素体型不锈钢以18%Cr 钢为代表。 在含碳量低的情况下有良好的焊接 性能,焊接裂纹内敏感性也较低。但由于被加热至900℃以上的焊接热影响 区晶粒显著变粗,使得在室温下缺少延伸性和韧性,易发生低温裂纹。也 就是说,一般来讲铁素体型不锈钢有475℃脆化、700—800℃长时间加热下 发生“相脆性、夹杂物和晶粒粗化引起的脆化、低温脆化、碳化物析出引 起耐蚀性下降以及高合金钢中易发生的延迟裂纹等问题。通常应在焊接时 进行焊前预热和焊后热处理,并在具有良好韧性的温度范围进行焊接。 奥氏体型不锈钢以18%Cr—8%Ni 钢为代表。 原则上不须进行焊前预热和 焊后热处理。一般具有良好的焊接性能。但其中镍、钼含量高的高合金不 锈钢进行焊接时易产生高温裂纹。另外还易发生 σ 相脆化,在铁素体生成 元素的作用下生成的铁素体引起低温脆化,以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂 纹等缺陷。经焊接后,焊接接头的力学性能一般良好,但当在热影响区中 的晶界上有铬的碳化物时会极易生成贫铬层,而贫铬层的出现将在使用过 程中易产生晶间腐蚀。为避免问题的发生,应采用低碳(C≤0.03%)的牌号 或添加钛、铌的牌号。为防止焊接金属的高温裂纹,通常认为控制奥氏体 中的 δ 铁素体肯定是有效的。一般提倡在室温下含5%以上的 δ 铁素体。 对于以耐蚀性为主要用途的钢,应选用低碳和稳定的钢种,并进行适当的 焊后热处理;而以结构强度为主要用途的钢,不应进行焊接后热处理,以 防止变形和由于析出碳化物和发生 σ 相脆化。 双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低。但在热影响区内铁素体含量的增 加会使晶间腐蚀敏感性提高,因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问 题。 对于沉淀硬化型不锈钢有焊接热影响区发生软化等问题。 综上所述,不锈钢的焊接性能主要表现在以下几个方面: (1)高温裂纹:在这里所说的高温裂纹是指与焊接有关的裂纹。高温裂 纹可大致分为凝固裂纹、 显微裂纹、 HAZ(热影响区)的裂纹和再加热裂纹等。 (2)低温裂纹:在马氏体型不锈钢和部分具有马氏体组织的铁素体型不 锈钢中有时会发生低温裂纹。由于其产生的主要原因是氢扩散、焊接接头 的约束程度以及其中的硬化组织,所以解决方法主要是在焊接过程中减少 氢的扩散,适宜地进行预热和焊后热处理以及减轻约束程度。 (3)焊接接头的韧性:在奥氏体型不锈钢中为减轻高温裂纹敏感性,在 成分设计上通常使其中残存有5%—10%的铁素体。但这些铁素体的存在导致 了低温韧性的下降。在双相不锈钢进行焊接时,焊接接头区域的奥氏体量 减少而对韧性产生影响。另外随着其中铁素体的增加,其韧性值有显著下 降的趋势。 已证实高纯铁素体型不锈钢的焊接接头的韧性显著下降的原因是由于 混入碳、氮、氧的缘故。其中一些钢的焊接接头中的氧含量增加后生成了 氧化物型夹杂,这些夹杂物成为裂纹发生源或裂纹传播的途径使得韧性下 降。而有一些钢则是由于在保护气体中混入了空气,其中的氮含量增加在 基体解理面{100}面上产生板条状 Cr2N,基体变硬而使得韧性下降。 (4)σ 相脆化:奥氏体型不锈钢、铁素体不锈钢和双相钢易发生 σ 相 脆化。由于组织中析出了百分之几的 α 相,韧性显著下降。“α”相一般 是在600~900℃范围内析出,尤其在750℃左右最易析出。作为防止 α 相 产生的预防型措施,奥氏体型不锈钢中应尽量减少铁素体的含量。 (5)475℃脆化,在475℃附近(370—540℃)长时间保温时,使 Fe—Cr 合金分解为低铬浓度的 α 固溶体和高铬浓度的 α’固溶体。当 α’固溶 体中铬浓度大于75%时形变由滑移变形转变为孪晶变形,从而发生475℃脆 化。


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