在鉻系馬氏體不銹鋼中加入鎳、鉬降低碳含量,成為含鎳、鉬的馬氏體不銹鋼。這種鋼在不同溫度下產生不同數量的逆變奧氏體,但均能保持鉻系馬氏體的強度和硬度,同時又提高鋼的塑韌性,特別是其焊接性得到了根本改善。表2-8是低碳鉻鎳系馬氏體不銹鋼的化學成分。這類馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼除具有一定的耐蝕性外,還具有良好的抗汽蝕、耐磨損性能,在水輪機、大型水泵及核電站、油汽輸送管道中獲得廣泛使用。
鉻鎳(nie)(nie)系馬氏體(ti)不銹鋼因焊(han)接性良好,通常均采用同(tong)質焊(han)材,不需要預(yu)熱(re)或僅需要低溫(150℃以下)預(yu)熱(re),但需進行焊(han)后熱(re)處理以保證焊(han)縫(feng)及熱(re)影響區逆變奧氏體(ti),恢復其塑韌性。鉻鎳(nie)(nie)系馬氏體(ti)不銹鋼焊(han)接材料見(jian)表(biao)2-8。
表2-9、表2-10是我國研制(zhi)成功并在工程(cheng)上(shang)使用的兩種低(di)碳(tan)含鎳、鉬的馬氏體(ti)不銹鋼及其力學性能。
通過模擬焊(han)(han)接熱(re)循環試(shi)驗(yan)(yan)研究了含Ni、Mo低(di)碳馬氏體鋼(gang)的(de)(de)淬硬傾(qing)向。圖2-12是0Cr13Ni4Mo鋼(gang)熱(re)模擬試(shi)驗(yan)(yan)曲(qu)線。圖2-13是用(yong)熱(re)模擬試(shi)樣加工成沖(chong)擊試(shi)樣的(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)結果。由曲(qu)線1、2得知(zhi)0Cr13Ni4Mo鋼(gang)因焊(han)(han)接加熱(re)其沖(chong)擊韌性與母(mu)材(cai)(曲(qu)線4)相比有所(suo)降低(di),但(dan)仍處(chu)在較高(gao)水平,表明0Cr13Ni4Mo鋼(gang)受(shou)焊(han)(han)接熱(re)作用(yong)的(de)(de)淬硬傾(qing)向不(bu)大。在約-40℃以下,沖(chong)擊韌性降低(di)幅度雖然(ran)較大。但(dan)經過600℃x2h的(de)(de)回(hui)火處(chu)理,其韌性又恢(hui)復到接近母(mu)材(cai)的(de)(de)性能(曲(qu)線3)。
表2-11是0Cr14Ni6Mo鋼模擬(ni)焊(han)接(jie)熱(re)循環試(shi)樣的(de)沖擊(ji)韌性和(he)硬度與逆(ni)變奧(ao)氏體(ti)(ti)量(liang)(liang)的(de)關系,結(jie)果表明馬氏體(ti)(ti)鋼焊(han)態沖擊(ji)韌性的(de)降(jiang)低、硬度的(de)提(ti)高與在焊(han)接(jie)高溫下熱(re)影響區中(zhong)逆(ni)變奧(ao)氏體(ti)(ti)量(liang)(liang)的(de)減少有關。焊(han)后再進行600℃x2h熱(re)處理,其(qi)逆(ni)變奧(ao)氏體(ti)(ti)量(liang)(liang)得以較(jiao)好恢復,因(yin)此韌性提(ti)高,硬度降(jiang)低。
由于加(jia)熱(re)對含Ni、Mo低碳馬體鋼塑韌性(xing)(xing)及(ji)淬硬傾向(xiang)的(de)影響不(bu)太(tai)顯著,因此其抗裂(lie)性(xing)(xing)能也比(bi)較好。表2-12是0Cr14Ni6Mo鋼用(yong)巴(ba)頓剛性(xing)(xing)試(shi)(shi)(shi)驗和斜Y型剖口小鐵(tie)研試(shi)(shi)(shi)驗進行的(de)裂(lie)紋(wen)(wen)敏感性(xing)(xing)試(shi)(shi)(shi)驗結果。可以(yi)看出,在預(yu)熱(re)50℃,甚至不(bu)預(yu)熱(re)的(de)情況(kuang)下,用(yong)兩種方(fang)法(fa)均(jun)未發現任(ren)何裂(lie)紋(wen)(wen)(包括熱(re)裂(lie)紋(wen)(wen)及(ji)冷裂(lie)紋(wen)(wen))。
綜上(shang)所述,Cr系馬氏體(ti)不(bu)銹鋼在降(jiang)(jiang)C、增加Ni、Mo合(he)金(jin)元素以后(hou),在回火狀態下,鋼中產生一定的(de)逆(ni)變奧(ao)氏體(ti)相(xiang),焊(han)(han)接加熱時(shi)的(de)晶粒長大趨勢受到(dao)抑制,降(jiang)(jiang)低了淬硬傾向,改善(shan)了塑韌性。同(tong)時(shi)由于(yu)逆(ni)變奧(ao)氏體(ti)的(de)存在,提高了吸藏氫(qing)能力(li),降(jiang)(jiang)低了氫(qing)的(de)擴散作(zuo)用(yong),使(shi)焊(han)(han)接冷裂紋(wen)的(de)敏感性大大降(jiang)(jiang)低。這種鋼的(de)另一特點是可(ke)以通過焊(han)(han)后(hou)熱處(chu)理恢復逆(ni)變奧(ao)氏體(ti)量,進一步改善(shan)焊(han)(han)接頭的(de)性能,因而在大型焊(han)(han)接結構如水電、火電、核(he)電等工程和壓力(li)容器中有廣闊的(de)應用(yong)前景(jing)。這類鋼各種厚度的(de)板(ban)材均可(ke)焊(han)(han)接,即(ji)(ji)使(shi)特厚板(ban)電渣(zha)焊(han)(han),也可(ke)以不(bu)預(yu)熱和焊(han)(han)后(hou)不(bu)需立即(ji)(ji)處(chu)理。