
馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼是(shi)一(yi)(yi)類可(ke)通(tong)過(guo)熱處理(淬火(huo)回火(huo))對其(qi)性(xing)能進行調整(zheng)的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,通(tong)俗地(di)講是(shi)一(yi)(yi)類可(ke)硬(ying)化的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,此(ci)類鋼具(ju)有高的(de)(de)硬(ying)度、良好的(de)(de)力學性(xing)能和不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)性(xing),這些特性(xing)決定了(le)此(ci)類鋼必(bi)須具(ju)備(bei)兩個基本條件:其(qi)一(yi)(yi),在(zai)平衡相圖(tu)中(zhong)必(bi)須有奧氏(shi)體(ti)(ti)相區存在(zai);其(qi)二,為(wei)使(shi)鋼形成(cheng)耐(nai)腐(fu)蝕的(de)(de)鈍(dun)化膜(mo),鉻(ge)含(han)量必(bi)須在(zai)10.5%以上(shang)。馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在(zai)淬火(huo)狀態(tai)下具(ju)有體(ti)(ti)心四方晶體(ti)(ti)結構(馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)),具(ju)有鐵磁性(xing),在(zai)較弱腐(fu)蝕環境(jing)中(zhong)具(ju)有耐(nai)蝕性(xing)。鋼中(zhong)的(de)(de)鉻(ge)含(han)量可(ke)達18%,碳可(ke)以超過(guo)1.2%。
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼是馬氏(shi)體不銹鋼,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(bu)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、化學成分
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)的化學成分列(lie)(lie)于表3-1,反應堆(dui)用(yong)的1Cr13、12Cr13 不銹鋼(gang)的特(te)殊(shu)規(gui)定(ding)也一并列(lie)(lie)入此表。

二、室(shi)溫力學性能
不(bu)同(tong)(tong)標準對(dui)1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹鋼的室(shi)溫力學(xue)性(xing)能的規定值(zhi)見表3-2。實測數據見表3-3。奧氏(shi)體(ti)化溫度和(he)回火(huo)溫度對(dui)1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹鋼室(shi)溫力學(xue)性(xing)能的影(ying)(ying)響見圖3-2。熱(re)處理工(gong)藝制(zhi)度對(dui)不(bu)同(tong)(tong)溫度下(1Cr13)410不(bu)銹鋼沖擊值(zhi)的影(ying)(ying)響見表3-4。



三(san)、疲勞和(he)斷(duan)裂
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的(de)室溫疲勞(lao)極限(xian)見(jian)表3-5,在指定存活率下的(de)N-S曲線見(jian)圖3-3。試驗用鋼化學成分為0.11C-0.29Mn-0.025P-0.009S-0.25Si-12.78Cr-0.14Ni。試樣(yang)的(de)熱處理工藝為:1050℃油淬(cui),720℃×2h空冷回水。

1Cr13、12Cr13、410不銹鋼在(zai)NaCl中的疲(pi)勞(lao)(lao)行為(wei)見圖(tu)(tu)3-4。顯然(ran)環(huan)境的變(bian)化對(dui)其疲(pi)勞(lao)(lao)壽命(ming)產生較大影響。隨著 NaCl濃(nong)度增(zeng)加,(1Cr13)410不銹鋼的疲(pi)勞(lao)(lao)壽命(ming)縮短(duan),見圖(tu)(tu)3-5。

四、高溫瞬力(li)學(xue)性能
不同熱處理條件下的(de)高(gao)(gao)溫瞬時(shi)力學(xue)性能(neng)見(jian)表(biao)3-6。隨回火溫度的(de)提高(gao)(gao)×強(qiang)度下降而(er)塑韌(ren)性明顯提高(gao)(gao),詳見(jian)表(biao)3-7。



五、持(chi)久和蠕(ru)變(bian)性能
數據見表(biao)3-8和表(biao)3-9。最(zui)小蠕變速(su)度和應力關系曲(qu)線見圖(tu)3-6。

表3-8 1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼的持久強(qiang)度(du)(1030~1050℃油淬,750℃回火空(kong)冷)
六、高溫度疲勞和介質條件(jian)的(de)影響
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的(de)高溫疲勞數據和介質條件(jian)對其高溫疲勞性能的(de)影響見(jian)表3-10和表3-11。

七、抗(kang)氧(yang)化和(he)耐蝕性
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼出現強烈(lie)氧(yang)化開始溫度(du)為750℃。抗氧(yang)化性(xing)能見表(biao)3-12。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼具有(you)(you)不銹性(xing),在室溫稀(xi)硝酸及(ji)弱(ruo)有(you)(you)機酸中(zhong)(zhong)也有(you)(you)一定耐蝕性(xing),在某些介質中(zhong)(zhong)的耐蝕性(xing)見表(biao)3-13。在反應(ying)堆(dui)環境中(zhong)(zhong)的腐(fu)蝕見表(biao)3-14至表(biao)3-17。



八、熱(re)處(chu)理及(ji)組(zu)織結構
臨界點(近(jin)似值(zhi)):℃

等溫轉變曲(qu)線(xian):0.10C-12.4 Cr的1Cr13鋼,奧(ao)氏(shi)體化(hua)溫度為980℃的等溫轉變曲(qu)線(xian)見(jian)圖3-7。

熱處理工藝:(1Cr13)410不銹鋼的熱處理工藝如(ru)下(xia)。

冶(ye)金廠(chang)通常(chang)以(yi)退(tui)火(huo)(huo)(huo)狀態交貨,以(yi)便(bian)最(zui)終用戶加(jia)工(gong)制造(zao)。在制造(zao)廠(chang)的(de)(de)最(zui)終熱(re)處理為淬(cui)火(huo)(huo)(huo)并高溫回火(huo)(huo)(huo),其組織為回火(huo)(huo)(huo)索氏體和少量(liang)鐵素體。回火(huo)(huo)(huo)溫度的(de)(de)選擇(ze)視其使用要求而定,可參閱圖3-2。
九、工藝性能
1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)冷塑性及深沖性、拋光(guang)性和切削(xue)加(jia)工性能(neng)(neng)(neng)良(liang)好(hao),板材的(de)深沖度(du)與(yu)其(qi)厚(hou)度(du)有關(guan),板材愈厚(hou)深沖度(du)愈高。1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)熱加(jia)工溫度(du)以(yi)850~1200℃為(wei)宜,隨后(hou)需灰(hui)冷或砂冷。1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有良(liang)好(hao)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)性能(neng)(neng)(neng),其(qi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)性能(neng)(neng)(neng)與(yu)0Cr13相近,可采用(yong)0Cr13或奧(ao)107、奧(ao)207的(de)焊(han)(han)(han)條焊(han)(han)(han)接(jie)(jie),為(wei)防止焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)冷裂(lie)紋,焊(han)(han)(han)前應(ying)該預(yu)熱,預(yu)熱溫度(du)為(wei)200~300℃,焊(han)(han)(han)后(hou)經700~750℃熱處理可獲得良(liang)好(hao)的(de)性能(neng)(neng)(neng),選用(yong)奧(ao)氏(shi)體焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie),焊(han)(han)(han)后(hou)可不(bu)進行(xing)熱處理。應(ying)該強調的(de)是,當(dang)焊(han)(han)(han)后(hou)焊(han)(han)(han)縫需進行(xing)機械(xie)加(jia)工時應(ying)進行(xing)退火處理。
十、物理性(xing)能
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的物理性能見表3-18。

十(shi)一(yi)、應用
1Cr13、12Cr13、410不銹(xiu)鋼主要用(yong)作抗弱腐蝕介(jie)質(zhi),并要求具有較高韌(ren)性及(ji)受沖擊負荷的零部件,如汽(qi)輪機葉(xie)片、水(shui)壓(ya)機閥、結構架、螺栓、螺帽等。在反應堆環境中,主要用(yong)于2、3級輔助(zhu)泵傳動(dong)(dong)軸(zhou)、蒸發器支承件、控制棒(bang)驅動(dong)(dong)機構等。
