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不鏽鋼的種類和特點

返回列表 来源:北京利来手机网址鋼鐵有限公司 浏覽:21716 發布日期:2019-3-11【

不鏽鋼有兩種分類法:一種是按合金元素的特點,劃分爲鉻不鏽鋼和鉻鎳不鏽鋼;另一種是按在正火狀態下鋼的組織狀態,劃分爲M不鏽鋼、F不鏽鋼、A不鏽鋼、A一F雙相不鏽鋼。
一、馬氏體不鏽鋼
典型的馬氏體不鏽鋼有1Cr13~4Cr13和9Cr18等
1Cr13鋼加工工藝性能良好。可不經預熱進行深沖、彎曲、卷邊及焊接。2Crl3冷變形前不要求預熱,但焊接前需預熱,1Crl3、2Cr13主要用來制作耐蝕結構件如汽輪機葉片等,而3Cr13、4Cr13主要用來制作醫療器械外科手術刀及耐磨零件;9Crl8可做耐蝕軸承及刀具。
二、鐵素體不鏽鋼
铁素不锈钢的含Cr量一般为13%~30%合碳量低于0.25%。有时还加入其它合金元素。金相组织主要是铁素体,加热及冷却过程中没有α<=& gt;γ转变,不能用热处理进行强化。抗氧化性强。同时,它还具有良好的热加工性及一定的冷加工性。铁素体不锈钢主要用来制作要求有较高的耐蚀性而强度要求较低的构件,广泛用于制造生产硝酸、氮肥等设备和化工使用的管道等。
典型的鐵素體不鏽鋼有Crl7型、Cr25型和Cr28型。
三,奧氏體不鏽鋼
奧氏體不鏽鋼是克服馬氏作不鏽鋼耐蝕性不足和脆性過大而發展起來的。基本成分爲Crl8%、Ni8%簡稱18-8鋼。其特點是合碳量低于0.1%,利用Cr、Ni配合獲得單相奧氏體組織。
奧氏作不鏽鋼一般用于制造生産硝酸、硫酸等化工設備構件、冷凍工業低溫設備構件及經形變強化後可用作不鏽鋼彈簧和鍾表發條等。
奧氏體不鏽鋼具有良好的抗均勻腐蝕的性能,但在局部抗腐蝕方面,仍存在下列問題:
1.奧氏體不鏽鋼的晶間腐蝕
奧氏作不鏽鋼在450~850℃保溫或緩慢冷卻時,會出現晶問腐蝕。含碳量越高,晶間蝕傾向性越大。此外,在焊接件的熱影響區也會出現晶間腐蝕。這是由于在晶界上析出富Cr的Cr23C6。使其周圍基體産生貧鉻區,從而形成腐蝕原電池而造成的。這種晶間腐蝕現象在前面提到的鐵素體不鏽鋼中也是存在的。
工程上常采用以下幾種方法防止晶間腐蝕:
(1)降低鋼中的碳量,使鋼中合碳量低于平衡狀態下在奧氏體內的飽和溶解度,即從根本上解決了鉻的碳化物(Cr23C6)在晶界上析出的問題。通常鋼中合碳量降至0.03%以下即可滿足抗晶間腐蝕性能的要求。
(2)加入Ti、Nb等能形成穩定碳化物(TiC或NbC)的元素,避免在晶界上析出Cr23C6,即可防上奧氏體不鏽鋼的晶間腐蝕。
(3)通過調整鋼中奧氏體形成元素與鐵素體形成元素的比例,使其具有奧氏體+鐵索體雙相組織,其中鐵素體占5%一12%。這種雙相組織不易産生晶間腐蝕。
(4)采用適當熱處理工藝,可以防止晶間腐蝕,獲得超佳的耐蝕性。
2.奧氏體不鏽鋼的應力腐蝕
应力(主要是拉应力)与腐蚀的综合作用所引起的开裂称为应力腐蚀开裂,简称SCC(Stress Crack Corrosion)。奥氏体不锈钢容易在含氯离子的腐蚀介质中产生应力腐蚀。当含Ni量达到8%一10%时,奥氏体不锈钢应力腐蚀倾向性超大,继续增加含Ni量至45~50%应力腐蚀倾向逐渐减小,直至消失。
防止奧氏體不鏽鋼應力腐蝕的超主要途徑是加入Si2~4%並從冶煉上將N含量控制在0.04%以下。此外還應盡量減少P、Sb、Bi、As等雜質的含量。另外可選用A-F雙相鋼,它在Cl-和OH-介質中對應力腐蝕不敏感。當初始的微細裂紋遇到鐵素體相後不再繼續擴展,鐵素體含量應在6%左右。
3.奧氏作不鏽鋼的形變強化
单相的奥氏体不锈钢具有良好的冷变形性能,可以冷拔成很细的钢丝,冷轧成很薄的钢带或钢管。经过大量变形后,钢的强度大力提高,尤其是在零下温区轧制时,效果更为显著。抗拉强度可达 2000 MPa以上。这是因为除了冷作硬化效果外,还叠加了形变诱发M转变。
奧氏作不鏽鋼經形變強化後可用來制造不鏽彈簧、鍾表發條、航空結構中的鋼絲繩等。形變後若需焊接,則只能采用點焊工藝、形變使應力腐蝕傾向性增加。並因部分γ->M轉變而産生鐵磁性,在使用時(如儀表零件中)應予以考慮。
再結晶溫度隨形變量而改變,當形變量爲60%時,其再結晶溫度降爲650℃冷變形奧氏體不鏽鋼再結晶退火溫度爲850~1050℃,850℃則需保溫3h,1050℃時透燒即可,然後水冷。
4.奧氏作不鏽鋼的熱處理
奧氏體不鏽鋼常用的熱處理工藝有:固溶處理、穩定化處理和去應力處理等。
(1)固溶處理。將鋼加熱到1050~1150℃後水淬,主要目的是使碳化物溶于奧氏體中,並將此狀態保留到室溫,這樣鋼的耐蝕性會有很大改善。如上所述,爲了防止晶問腐蝕,通常采用固溶化處理,使Cr23C6溶于奧氏體中,然後快速冷卻。對于薄壁件可采用空冷,一般情況采用水冷。
(2)穩定化處理。一般是在固溶處理後進行,常用于含Ti、Nb的18-8鋼,固處理後,將鋼加熱到850~880℃保溫後空冷,此時Cr的碳化物完全溶解,脫而钛的碳化物不完全溶解,且在冷卻過程中充分析出,使碳不可能再形成鉻的碳化物,因而有效地消除了晶間腐蝕。
(3)去應力處理。去應力處理是消除鋼在冷加工或焊接後的殘余應力的熱處理工藝一般加熱到300~350℃回火。對于不含穩定化元素Ti、Nb的鋼,加熱溫度不超過450℃,以免析出鉻的碳化物而引起晶間腐蝕。對于超低碳和含Ti、Nb不鏽鋼的冷加工件和焊接件,需在500~950℃,加熱,然後緩冷,消除應力(消除焊接應力取上限溫度),可以減輕晶間腐蝕傾向並提高鋼的應力腐蝕抗力。
四、奧氏體-鐵素體雙相不鏽鋼
在奧氏不鏽鋼的基礎上,適當增加Cr含量並減少Ni含量,並與回溶化處理相配合,可獲得具有奧氏體和鐵素體的雙相組織(含40~60%δ-鐵素體)的不鏽鋼,典型鋼號有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。雙相不鏽鋼有較好的焊接性,焊後不需熱處理,而且其晶間腐蝕、應力腐蝕傾向性也較小。但由于含Cr量高,易形成σ相,使用時應加以注意。