不锈钢基础知识
作者:不锈钢管厂 发布时间:2024-06-12 09:06点击量:次1.铁素休-马氏体不锈钢
这种钢在高温下是y+a(或δ)在两相状态下,Y-M在快速冷却时发生变化,铁素体仍保留,常温组织为马氏体和铁素体。由于成分和加热温度的不同,组织中的铁素体量可以在几百分之几到几十个范围内变化。0Crl3钢、LCrl3钢、2Cr13钢、Cr17Ni2钢、Cr17wn4钢,以及在ICrl3钢的基础上发展起来的许多改造%在Cr11MoV、Cr12WMoV、Crl2W44等许多钢号中,铬热强钢(这种钢又称耐热不锈钢)MoV,18Crl2WMoVNb等都属于这一类。
铁素体-马氏体钢可部分通过淬火加固,因此可获得较高的机械性能。但其机械性能和工艺性能在很大程度上受到组织中铁素体含量和分布形式的影响。这种钢按成分中的铬含量分为12~14%与15~18%两个系列。前者具有抵抗大气和弱腐蚀性介质的能力,减震性好,线膨胀系数小;后者的耐腐蚀性相当于含铬量相同的铁素体耐酸钢,但在一定程度上也保留了高铬铁素体钢的一些缺点。
2.铁素体不锈钢
含铬大于14%低碳铬不锈钢,含铬干燥27%铬不锈钢的任何碳含量,以及在上述成分的基础上添加钼、钛、铌、硅、铝、钨、钒等元素的不锈钢,化学成分中形成铁素体的元素占绝对优势,基体组织为铁素。这种钢在淬火(固溶)状态下的组织是铁素体,少量碳化物和金属间化合物可以在及时退火的组织中看到。这类有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25Mo3Ticr25、Cr28等。铁素体不锈钢由于铬含量高,耐腐蚀性和抗氧化性较好,但机械性能和工艺性能较差,主要用于耐酸性结构和抗氧化钢。
3.马氏体-碳化物钢铁
Fe-C合金并析点的碳含量为0.83%,在不锈钢中,由于铬,S点向左移动,含有12%铬和大于0.4%碳钢(图11-3)和含18%铬和大于0.3%碳钢(图卜)3)属于过共析钢。这种钢在正常淬火温度下加热,次生碳化物不能完全溶解在奥氏体中,因此淬火后的组织由马氏体和碳化物组成。属于这一类的不锈钢品牌不多,但是含碳量高的不锈钢,比如4Crl3、9Cr18、9Crl8MoV、9Crl7MoVCo钢等,含碳量偏高的3Crl3钢在较低温度下淬火,也可能出现这样的组织。由于碳含量高,上述9Cr18等三个钢号虽然含有较多的铬,但其耐腐蚀性仅为12~14%锗的不锈钢相当。这种钢材的主要用途是切削工具、轴承、弹簧、医疗器械等要求高硬度和耐磨性的零件。
4.马氏体不锈钢
y相位于正常淬火温度下,但其y相仅在高温下稳定,M点一般在3OO℃左右,因此在冷却过程中转化为马氏体。这种钢包括2Cr13、2Cr13Ni2、3Cr13和部分改造12%13Cr14NiWVBA、Cr11Ni2MoWVB钢等铬热强钢。马氏体不锈钢的力学性能、耐腐蚀性、工艺性能和物理性能均为铬12~14%铁素体-马氏体不锈钢相似。由于组织中没有游离铁素体,机械性能高于上述钢,但热处理过热敏感性较低。
5.奥氏体不锈钢
它含有更多的元素来扩大y区和稳定奥氏体,在高温下都是y相,在室温下有奥氏体组织,因为Ms点低于室温。18-8,18-12、25-20、20-25Mo等铬镍不锈钢,Cr18Mnl0Ni5、Cr13Ni4Mn9、Cr17Ni4Mn9N、Cr14Ni3Mnl4Ti钢等低镍不锈钢,都属于这一类。奥氏体不锈钢具有前面提到的许多优点。虽然其机械性能也相对较低,不能通过热处理加强铁素体不锈钢样品,但它们的强度可以通过冷处理变形来提高。这种钢的缺点是对晶间腐蚀和应力腐蚀敏感,需要通过适当的合金添加剂和工艺措施来消除。
6.奥氏钵-马氏体钢
钢的Ms点低于室温,固溶处理后为奥氏体组织,易成型焊接。马氏体转变通常可以通过两种工艺方法进行。第一,固溶处理后,经700~800度加热,奥氏体因碳化铬沉淀而转化为介稳定状态,Ms点升高到室温以上,冷却时转化为马氏体;第二,固溶处理后直接冷却到Ms和Mf点之间,使奥氏体转化为马氏体。后一种方法可以获得较高的耐腐蚀性,但固溶处理后至深冷的间隔时间不宜过长,否则深冷的强化效应会因奥氏体的陈化稳定而降低。经过上述处理后,钢材再经过400~500度时效,进一步强化析出的金属间化合物。这类钢的典型钢号是17Cr17NiA1、15Cr-9Ni-A1,17Cr-5Ni-Mo、15Cr-8Ni-Mo一A1等等。这种钢也叫奥氏体-马氏体及时性不锈钢也被称为半奥氏体沉淀硬化不锈钢,因为这些钢的组织中除了奥氏体和马氏体外,还有不同数量的铁素体。这种钢是20世纪50年代末开发和应用的新型不锈钢。其总体特点是强度高(C可达100-150),热强度好。但由于铬含量低,热处理时碳化铬沉淀,耐腐蚀性低于标准奥氏体不锈钢。也可以说,这种钢的高强度是在牺牲部分耐腐蚀性和其他性能(如非磁性)的情况下获得的。目前,这种钢主要用于航空工业和火箭导弹生产。一般来说,它在机械制造中并不常见,它们也被列为超高强度钢的分类系列。
7.奥氏体-铁素体不锈钢
由于在常温或高温下扩大y区和稳定奥氏体元素的作用不足以使钢具有纯奥氏体组织,因此是奥氏体-由于成分和加热温度的不同,铁素体的复相状态也会在较大范围内发生变化。这种不锈钢有很多,比如低碳18-8铬镍钢,18铬镍钢,钛、铌、钼-铁素体可见于8铬镍钢,尤其是铸钢的组织。此外,含铬量大于14~15%而碳低于0.2%铬锰不锈钢(如Cr17Mnll),以及目前研究和应用的大多数铬锰氮不锈钢。与纯奥氏体不锈钢相比,这种钢具有屈服强度高、抗晶间腐蚀能力高、应力腐蚀敏感性低、焊接时热裂纹倾向小、铸造流动性好等优点。缺点是压力加工性能差,点腐蚀倾向大,容易产生C相脆性,在强磁场作用下表现出弱磁性等。所有这些优缺点都来自组织中的铁素体。
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