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發(fā)表于 2009-8-4 10:50:38
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9 M) }) v5 F X; i4 q* T+ P3 \不銹鋼 按主要化學(xué)組成可分為鉻不銹鋼,、鉻鎳不銹鋼,、鉻錳氮不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及超低碳不銹鋼,、高鉬不銹鋼,、高純不銹鋼等;按鋼的性能特點(diǎn)和用途分類,,如耐硝酸(硝酸級)不銹鋼,、耐硫酸不銹鋼,、耐點(diǎn)蝕不銹鋼、耐應(yīng)力不銹鋼,、高強(qiáng)度不銹鋼等,。6 Y7 _# @& c0 ]: W5 N: i/ a O
按鋼的功能特點(diǎn)分類,如低溫不銹鋼,、無磁不銹鋼,、易切削不銹鋼,超塑性不銹鋼等,。通常以金相組織進(jìn)行分類,。按金相組織分類為:鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼,、奧氏體(A)型不銹鋼,、奧氏體-鐵素體(A-F)型雙相不銹鋼、奧氏體-馬氏體(A-M)型雙相不銹鋼和沉淀硬化(PH)型不銹鋼,。& G6 ?+ L, \3 S5 ]+ w
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以下是具體的不銹鋼的分類,、主要成分及機(jī)械工藝性能比較:& @, h; X8 D3 N3 \) ?6 t k
分類 大概成分(%) 淬火性 耐蝕性 加工性 可焊接性 磁性 k% R, h* T+ w3 @' u
C Cr Ni - U1 |) Q: K, m% w
鐵素體系 0.35以下 16-27 - 無 佳 尚佳 尚可 有 ( w( n8 _' s( {0 @
馬氏體系 1.20以下 11-15 - 自硬性 可 可 不可 有
/ m/ e! d& a4 Y: k, v! u! D奧氏體系 0.25以下 16以上 7以上 無 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 無 4 F7 U n% {; q) |1 A+ u
以上分類僅是按鋼的基體組織分的,工業(yè)中應(yīng)用的不銹鋼的組織除了上面講的三種基本類型以外,,還有馬氏體—鐵素體,,奧氏體—鐵素體,奧氏體—馬氏體等過渡型的復(fù)相不銹鋼,,以及具有馬氏體—碳化物組織的沉淀硬化不銹鋼,。, T1 O/ g2 _# I, Y0 E+ i; U3 E
; x8 V e' a+ [! I! L 2-1.鐵素體鋼
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含鉻大于14%的低碳鉻不銹鋼,含鉻大干27%的任何含碳量的鉻不銹鋼,,以及在上述成分基礎(chǔ)上再添加有鉬,、鈦、鈮,、硅,、鋁,、鎢,、釩等元素的不銹鋼,化學(xué)成分中形成鐵素體的元素占絕對優(yōu)勢,,基體組織為鐵素,。這類鋼在淬火(固溶)狀態(tài)下的組織為鐵素體,退火及時(shí)效狀態(tài)的組織中則可見到少量碳化物及金屬間化合物,。屬于這一類的有Crl7,、Cr17Mo2Ti、Cr25,,Cr25Mo3Ti,、Cr28等,。鐵素體不銹鋼因?yàn)楹t量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,,但機(jī)械性能與工藝性能較差,,多用于受力不大的耐酸結(jié)構(gòu)及作抗氧化鋼使用。
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% r1 X9 j$ }$ S$ B& C+ D 2-2.鐵素體—馬氏體鋼
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1 R* q r& X1 z3 q( \8 n/ ?. B 這類鋼在高溫時(shí)為y+a(或δ)兩相狀態(tài),,快冷時(shí)發(fā)生y-M轉(zhuǎn)變,鐵素體仍被保留,常溫組織為馬氏體和鐵素體,由于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范圍內(nèi)變化,。0Crl3鋼,lCrl3鋼,,鉻偏上限而碳偏下限的2Cr13鋼,,Cr17Ni2鋼,Cr17wn4鋼,,以及在ICrl3鋼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的許多改型12%鉻熱強(qiáng)鋼(這類鋼也叫做耐熱不銹鋼)中的許多鋼號,,如Cr11MoV,Cr12WMoV,,Crl2W4MoV,,18Crl2WMoVNb等均屬干這一類。
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, n; N+ G( q; {: S 鐵素體—馬氏體鋼可以部分地接受淬火強(qiáng)化,,故可獲得較高的機(jī)械性能,。但它們的機(jī)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(tài)的影響。這類鋼按成分中的含鉻量分屬12~14%與15~18%兩個(gè)系列,。前者具有抵抗大氣及弱腐蝕性介質(zhì)的能力,,并且具有良好的減震性及較小的線膨脹系數(shù);后者的耐腐蝕性能與相同含鉻量的鐵素體耐酸鋼相當(dāng),,但在一定程度上也保留著高鉻鐵素體鋼的某些缺點(diǎn),。
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2-3.馬氏體鋼
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7 B. W; V; _9 L, F 這類鋼在正常淬火溫度下處在y相區(qū),但它們的y相僅在高溫時(shí)穩(wěn)定,,M點(diǎn)一般在3OO℃左右,,故冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。這類鋼包括2Cr13,2Cr13Ni2,3Cr13以及部分改型12%鉻熱強(qiáng)鋼,,如13Cr14NiWVBA,,Cr11Ni2MoWVB鋼等。馬氏體不銹鋼的機(jī)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-馬氏體不銹鋼相近,。由于組織中沒有游離的鐵素體,,機(jī)械性能比上述鋼要高,,但熱處理時(shí)的過熱敏感性較低。
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, V" w( R% \0 ]4 o* c( ~9 A 2-4.馬氏體—碳化物鋼
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Fe-C合金的并析點(diǎn)的含碳為0.83%,,在不銹鋼中由于鉻使S點(diǎn)左移,,含12%鉻和大于0.4%碳的鋼(圖11-3),以及含18%鉻和大于0.3%碳的鋼(圖卜)3)均屬于過共析鋼,。這類鋼在正常淬火溫度加熱,,次生碳化物不能完全溶于奧氏體,因此淬火后的組織為馬氏體和碳化物組成,。
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屬于這一類的不銹鋼牌號不多,,卻是一些含碳比較高的不銹鋼,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(xiàn)這樣的組織。由于含碳量高,上述9Cr18等三個(gè)鋼號中雖含有較多的鉻,,但其耐腐蝕性能僅與含12~14%鍺的不銹鋼相當(dāng),。這類鋼的主要用途是要求高硬及耐磨的零件,如切削工具,、軸承,、彈簧及醫(yī)療器械等。8 G% c9 r9 b) y- `1 K5 N8 U' K
6 X5 \; c$ l- `! S 2-5.奧氏體鋼
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這類鋼含有較多擴(kuò)大y區(qū)和穩(wěn)定奧氏體的元素,,在高溫時(shí)為均為y相,,冷卻時(shí)由于Ms點(diǎn)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等鉻鎳不銹鋼,,以錳代替部分鎳并加氮的低鎳不銹鋼如Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9, Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti鋼等均屬于這一類。
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4 E* G; {8 k. }7 ^- M+ L7 S/ t- h 奧氏體不銹鋼具有前已述及的許多優(yōu)點(diǎn),,雖然機(jī)械性能也比較低,,和鐵素體不銹鋼—樣不能熱處理強(qiáng)化,但可以通過冷加工變形的方法,,利用加工硬化作用提高它們的強(qiáng)度。 這類鋼的缺點(diǎn)是對晶間腐蝕及應(yīng)力腐蝕比較敏感,,需通過適當(dāng)?shù)睾辖鹛砑觿┘肮に嚧胧┫?
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2-6.奧氏體—鐵素體鋼 ! q8 T1 U* L8 f2 `. a6 J
& [# X, q8 t+ i4 x; j 這類鋼因擴(kuò)大y區(qū)和穩(wěn)定奧氏體元素的作用程度,,不足以使鋼在常溫或很高的溫度下具有純奧氏體組織,,因此為奧氏體-鐵素體復(fù)相狀態(tài),其鐵素體量也因成分及加熱溫度不同而可在較大的范圍內(nèi)變化,。 , D3 h/ O- A- H8 n! u
) y& h" [9 z8 S1 f7 J% e0 W 屬于這一類的不銹鋼很多,,如低碳的18-8鉻鎳鋼,加鈦,、鈮,、鉬的18-8鉻鎳鋼,特別是在鑄鋼的組織中均可見到鐵素體,,此外含鉻大于14~15%而碳低于0.2%的鉻錳不銹鋼(如Cr17Mnll),,以及目前研究的和已獲得應(yīng)用的大多數(shù)鉻錳氮不銹鋼等。與純奧氏體不銹鋼比較,,這類鋼的優(yōu)點(diǎn)很多,,如屈服強(qiáng)度較高,抗晶間腐蝕的能力較高,,應(yīng)力腐蝕的敏感性低,,焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂紋的傾向小,鑄造流動(dòng)性好等等,。缺點(diǎn)是壓力加工性能較差,,點(diǎn)腐蝕傾向較大,易產(chǎn)生c相脆性,,在強(qiáng)磁場作用下表現(xiàn)出弱磁性等,。所有這些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)均來源于組織中的鐵素體。 8 l4 E& U4 s5 j
$ ^) R1 Y* o% w# ^1 z4 B 2-7.奧氏缽—馬氏體鋼
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' i7 w" M/ k* e. m2 ^& J' u 這類鋼的Ms點(diǎn)低于室溫,,固溶處理以后為奧氏體組織,,易于成形和焊接。通�,?捎脙煞N工藝方法使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變,。一是固溶處理以后經(jīng)700~800度加熱,奧氏體因析出碳化鉻而轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉(wěn)定狀態(tài),,Ms點(diǎn)升高至室溫以上,,冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體;二是固溶處理以后直接冷卻至Ms與Mf點(diǎn)之間,,使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,。后一方法可獲得較高的耐腐蝕性能,但固溶處理以后至深冷的間隔時(shí)間不宜過久,,否則會(huì)因奧氏體的陳化穩(wěn)定作用而使深冷的強(qiáng)化效應(yīng)降低,。經(jīng)上述處理以后鋼再經(jīng)400~500度時(shí)效,使析出金屬間化合物進(jìn)—步強(qiáng)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(shí)效不銹鋼,,并因?yàn)閷?shí)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(shù)量的鐵素體,故也稱為半奧氏體沉淀硬化不銹鋼,。 ! b% S) h& T/ k. f- E
6 {4 M7 M% `2 f4 `3 J: M% r 這類鋼是50年代后期發(fā)展和應(yīng)用的新型不銹鋼,,它們總的特點(diǎn)是強(qiáng)度高(C可達(dá)100一150)及熱強(qiáng)性好,但由于含鉻量較低并在熱處理時(shí)有碳化鉻析出,,因此耐腐蝕性能比標(biāo)準(zhǔn)的奧氏體不銹鋼要低一些,。也可以說這類鋼的高強(qiáng)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,目前這類鋼主要用于航空工業(yè)及火箭導(dǎo)彈生產(chǎn)方面,,一般機(jī)械制造中應(yīng)用尚不普遍,,并且在分類上也有把它們納為超高強(qiáng)度鋼的一個(gè)系列。 |
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