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馬氏體不銹鋼 |martensiti stainless steel

馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是一類可通過熱(re)處理(li)(淬火(huo)回火(huo))對其性(xing)(xing)能進行調整(zheng)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),通俗地(di)講是一類可硬化的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),此類鋼(gang)(gang)具(ju)(ju)有(you)(you)高的(de)(de)硬度、良(liang)好的(de)(de)力學性(xing)(xing)能和不(bu)銹(xiu)(xiu)性(xing)(xing),這(zhe)些特(te)性(xing)(xing)決定了此類鋼(gang)(gang)必須(xu)具(ju)(ju)備(bei)兩個基本條件:其一,在平(ping)衡相(xiang)圖中必須(xu)有(you)(you)奧氏體(ti)相(xiang)區存在;其二(er),為(wei)使鋼(gang)(gang)形成耐(nai)腐(fu)蝕的(de)(de)鈍化膜,鉻(ge)含量必須(xu)在10.5%以(yi)(yi)上。馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在淬火(huo)狀態下(xia)具(ju)(ju)有(you)(you)體(ti)心四方晶體(ti)結構(馬(ma)氏體(ti)),具(ju)(ju)有(you)(you)鐵磁(ci)性(xing)(xing),在較弱腐(fu)蝕環(huan)境中具(ju)(ju)有(you)(you)耐(nai)蝕性(xing)(xing)。鋼(gang)(gang)中的(de)(de)鉻(ge)含量可達18%,碳可以(yi)(yi)超過1.2%。

產品分類 / 用途

1Cr13、12Cr13、410

1Cr13、12Cr13、410不銹鋼是馬(ma)氏體不(bu)銹鋼,它是國際上通用的牌號,美國稱AISI410,法國RCC-M為Z10C-13、Z12C-13、日本稱SUS410、德國DIN標準中稱作X15Cr13。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼屬于半馬氏體型不銹鋼,經淬火的組織除馬氏體外,尚存在鐵素組織。經淬火和回火處理的1Cr13、12Cr13、410不銹鋼具有較高的強度、韌性,較好的耐蝕性和冷變形能力,具有良好的減振性能。通常該鋼在淬火和回火狀態下使用,回火為高溫回火和低溫回火,應避免在370~560℃的溫度回火,以確保鋼的良好性能。低溫回火可消除淬火過程中形成的內應力,高溫回火在保證其良好耐蝕性同時,可獲得優良的綜合力學性能。1Cr13、12Cr13主要用于對韌性要求較高和具有不銹性的受沖擊載荷的部件,如葉片、水壓機閥、緊固件、熱裂解抗硫腐蝕設備等,亦可制作在常溫條件耐弱腐蝕介質腐蝕的設備和部件。在反應堆中主要用于2、3級輔助泵傳動軸、蒸發器支撐件、控制棒驅動機構等。


一(yi)、化學成分


1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼的(de)化學成分(fen)列于(yu)表3-1,反應堆(dui)用的(de)1Cr13、12Cr13 不(bu)銹(xiu)鋼的(de)特殊規定也一并列入此表。


表 1.jpg


二(er)、室溫力學(xue)性(xing)能


  不(bu)同(tong)標準對1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的室溫(wen)(wen)力學(xue)性能的規(gui)定(ding)值見表3-2。實測數(shu)據見表3-3。奧(ao)氏體化溫(wen)(wen)度(du)(du)和(he)回火溫(wen)(wen)度(du)(du)對1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼(gang)室溫(wen)(wen)力學(xue)性能的影(ying)響見圖3-2。熱處(chu)理工藝制度(du)(du)對不(bu)同(tong)溫(wen)(wen)度(du)(du)下(1Cr13)410不(bu)銹(xiu)鋼(gang)沖擊值的影(ying)響見表3-4。



三、疲勞和斷裂


1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的室溫疲勞極限見(jian)表3-5,在指定(ding)存活率下的N-S曲(qu)線見(jian)圖3-3。試(shi)(shi)驗用(yong)鋼化學成分(fen)為0.11C-0.29Mn-0.025P-0.009S-0.25Si-12.78Cr-0.14Ni。試(shi)(shi)樣的熱(re)處(chu)理工(gong)藝為:1050℃油(you)淬,720℃×2h空冷(leng)回(hui)水。


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1Cr13、12Cr13、410不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)NaCl中的(de)疲勞(lao)行為見圖3-4。顯然(ran)環境的(de)變化對其疲勞(lao)壽(shou)命產生(sheng)較大影響。隨著 NaCl濃度增加,(1Cr13)410不銹(xiu)鋼(gang)的(de)疲勞(lao)壽(shou)命縮短,見圖3-5。


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四、高溫瞬(shun)力學(xue)性能


  不同熱處理(li)條件下的高(gao)溫瞬時力學性(xing)能(neng)見(jian)表(biao)3-6。隨回火溫度(du)的提高(gao)×強度(du)下降而塑(su)韌(ren)性(xing)明顯提高(gao),詳見(jian)表(biao)3-7。



五(wu)、持久(jiu)和蠕變性能


 數(shu)據(ju)見表3-8和(he)表3-9。最小蠕(ru)變速度和(he)應力關系曲線見圖(tu)3-6。


表 8.jpg


  表3-8 1Cr13、12Cr13、410不銹(xiu)鋼的(de)持久強(qiang)度(du)(1030~1050℃油(you)淬,750℃回(hui)火空冷)



六、高溫度疲勞和介質條件的影響(xiang)


1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹鋼的(de)高溫疲(pi)勞數(shu)據和(he)介質條件對其高溫疲(pi)勞性能的(de)影響見表(biao)3-10和(he)表(biao)3-11。


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七、抗氧(yang)化和(he)耐蝕性(xing)


1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼(gang)出現強(qiang)烈氧化開始溫度為750℃。抗氧化性(xing)能見表(biao)3-12。1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有(you)不(bu)銹(xiu)性(xing),在室溫稀(xi)硝酸(suan)及弱有(you)機(ji)酸(suan)中(zhong)也有(you)一定耐蝕(shi)性(xing),在某(mou)些(xie)介質中(zhong)的耐蝕(shi)性(xing)見表(biao)3-13。在反應(ying)堆環境中(zhong)的腐蝕(shi)見表(biao)3-14至表(biao)3-17。




八、熱處理及組織結構


  臨界點(近似值):℃


附 1.jpg


 等溫轉變曲線:0.10C-12.4 Cr的1Cr13鋼,奧氏體化溫度(du)為980℃的等溫轉變曲線見(jian)圖3-7。


7.jpg


 熱處理工藝:(1Cr13)410不(bu)銹鋼(gang)的熱處理工藝如下。


附 2.jpg


 冶(ye)金廠(chang)通(tong)常以(yi)(yi)退(tui)火狀態交貨,以(yi)(yi)便最(zui)終(zhong)用(yong)戶加工制(zhi)造(zao)。在制(zhi)造(zao)廠(chang)的(de)最(zui)終(zhong)熱處理為淬火并高溫回(hui)火,其(qi)組織為回(hui)火索氏體和少量(liang)鐵素體。回(hui)火溫度的(de)選(xuan)擇視(shi)其(qi)使用(yong)要求而定,可參閱圖3-2。


九、工藝性能


1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼的(de)冷(leng)塑(su)性(xing)(xing)(xing)及深(shen)(shen)沖(chong)性(xing)(xing)(xing)、拋光性(xing)(xing)(xing)和切削加工性(xing)(xing)(xing)能(neng)良(liang)好,板(ban)材(cai)的(de)深(shen)(shen)沖(chong)度與其厚度有關,板(ban)材(cai)愈厚深(shen)(shen)沖(chong)度愈高。1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼的(de)熱(re)加工溫度以850~1200℃為宜(yi),隨后(hou)(hou)需(xu)灰冷(leng)或砂冷(leng)。1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼具有良(liang)好的(de)焊(han)接性(xing)(xing)(xing)能(neng),其焊(han)接性(xing)(xing)(xing)能(neng)與0Cr13相近,可(ke)(ke)采用(yong)(yong)0Cr13或奧107、奧207的(de)焊(han)條焊(han)接,為防止焊(han)接接頭(tou)的(de)冷(leng)裂(lie)紋,焊(han)前應該(gai)預熱(re),預熱(re)溫度為200~300℃,焊(han)后(hou)(hou)經700~750℃熱(re)處理(li)(li)可(ke)(ke)獲得(de)良(liang)好的(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng),選用(yong)(yong)奧氏體焊(han)接材(cai)料焊(han)接,焊(han)后(hou)(hou)可(ke)(ke)不(bu)進行熱(re)處理(li)(li)。應該(gai)強調的(de)是,當焊(han)后(hou)(hou)焊(han)縫需(xu)進行機械加工時應進行退火(huo)處理(li)(li)。


十、物理性能


1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的物理性(xing)能見表(biao)3-18。


表 18.jpg


十一(yi)、應用


1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)主(zhu)要(yao)(yao)用作抗弱腐蝕介質,并(bing)要(yao)(yao)求具有較高韌性(xing)及受沖擊負荷的(de)零部件(jian),如(ru)汽輪機葉片、水壓機閥、結構架、螺(luo)(luo)栓、螺(luo)(luo)帽等。在反(fan)應堆(dui)環境中,主(zhu)要(yao)(yao)用于(yu)2、3級輔助泵傳動軸(zhou)、蒸發器支承(cheng)件(jian)、控(kong)制棒驅動機構等。