GB/T 1220-2007中(zhong)列入了兩個低(di)碳含鎳的(de)Cr17Ni2型鋼:14Cr17Ni2 和17Cr16Ni2。


  14Cr17Ni2鋼是在Cr17鋼的基礎上加入了2%Ni。由于鎳能使γ區擴大,使Cr17鋼的純鐵素體組織過渡到在高溫時為α+y的兩相狀態,使鋼能夠淬火成馬氏體而部分地接受強化。因此,14Cr17Ni2鋼既具有相當于Cr13型不銹鋼(12Cr1320Cr13)的力學性能,又保持了Cr17型不銹鋼的耐腐蝕性能,特別是在海水中與銅合金(青銅)接觸時具有很高的電化學穩定性。所以,14Cr17Ni2鋼被廣泛應用于化工機械、造船工業及航空工業等方面。


  由(you)于14Cr17Ni2鋼(gang)中的(de)(de)(de)碳(tan)、鉻、鎳三個主要元(yuan)素(su)含量的(de)(de)(de)上(shang)、下(xia)限(xian)(xian)較寬(kuan),并且含有(you)(you)錳(meng)、硅等元(yuan)素(su),一(yi)般煉鋼(gang)方法不可(ke)避免的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)也存在(zai)于鋼(gang)中,這樣鋼(gang)中既有(you)(you)穩(wen)定(ding)奧(ao)氏體(ti)(ti)的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)碳(tan)、鎳、錳(meng)、氮(dan)(dan),又有(you)(you)形成(cheng)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)鉻、硅,就使鋼(gang)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)變(bian)得復(fu)雜,但在(zai)大(da)多(duo)數情況下(xia)都具有(you)(you)兩相組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(圖(tu)9.22)。由(you)圖(tu)9.22可(ke)知,14Cr17Ni2鋼(gang)自高溫快冷以(yi)后的(de)(de)(de)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)是奧(ao)氏體(ti)(ti)、馬氏體(ti)(ti)和(he)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)。14Cr17Ni2鋼(gang)化學成(cheng)分的(de)(de)(de)不大(da)變(bian)化(在(zai)規定(ding)的(de)(de)(de)范(fan)圍內(nei)),即可(ke)引(yin)起(qi)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)含量的(de)(de)(de)很大(da)差(cha)別。如(ru)表9.23所示的(de)(de)(de)兩種成(cheng)分的(de)(de)(de)14Cr17Ni2鋼(gang),前者含有(you)(you)20%的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti),后者由(you)于成(cheng)分中少了(le)1.35%Cr,多(duo)了(le)0.4%Ni和(he)0.04%N,組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)中沒(mei)有(you)(you)了(le)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)。可(ke)見14Cr17Ni2鋼(gang)的(de)(de)(de)碳(tan)、錳(meng)、鎳偏上(shang)限(xian)(xian),鉻和(he)硅偏下(xia)限(xian)(xian)時,鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)含量減少,反之則增多(duo)。氮(dan)(dan)雖(sui)然不是規定(ding)的(de)(de)(de)元(yuan)素(su),但微量的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)卻起(qi)著很大(da)的(de)(de)(de)作用(圖(tu)9.19)。


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  與(yu)12Cr13鋼(gang)(gang)一樣(yang),14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)中出(chu)現(xian)大(da)量(liang)(liang)的(de)鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)時,使力學(xue)性(xing)(xing)能降低,主(zhu)要(yao)(yao)表現(xian)在(zai)沖擊(ji)韌(ren)度方面(表9.24),對強度的(de)影響較小。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)的(de)沖擊(ji)韌(ren)度還(huan)與(yu)鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)的(de)分布有關,鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)呈(cheng)斷續網(wang)狀分布的(de)ak值最低,而(er)呈(cheng)明(ming)顯帶狀分布的(de)ak值比前者可(ke)(ke)高(gao)出(chu)3倍左右(you)。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)存在(zai)的(de)大(da)量(liang)(liang)鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)還(huan)會(hui)使熱塑性(xing)(xing)降低,鍛造時形成裂(lie)紋的(de)傾向(xiang)增(zeng)大(da)。根據生產(chan)實(shi)踐經(jing)驗,將(jiang)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)的(de)成分控(kong)制在(zai)下列范圍內:C含(han)量(liang)(liang)為0.13%~0.17%,Si含(han)量(liang)(liang)不大(da)于(yu)0.37%,Mn含(han)量(liang)(liang)不大(da)于(yu)0.6%,Cr含(han)量(liang)(liang)為16.5%~17.5%,Ni含(han)量(liang)(liang)為2.2%~2.5%,可(ke)(ke)使8鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)含(han)量(liang)(liang)為10%~15%,保證一般力學(xue)性(xing)(xing)能的(de)要(yao)(yao)求。也有人主(zhu)張將(jiang)鋼(gang)(gang)中的(de)三個主(zhu)要(yao)(yao)元素調整在(zai)下列范圍內:C含(han)量(liang)(liang)為0.15%~0.25%,Cr含(han)量(liang)(liang)為16%~16.8%,Ni含(han)量(liang)(liang)為2%~2.5%,這(zhe)樣(yang)可(ke)(ke)使δ鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)含(han)量(liang)(liang)限(xian)制在(zai)3%~5%,保證要(yao)(yao)求的(de)力學(xue)性(xing)(xing)能,但(dan)會(hui)帶來(lai)下述兩個問題:一是增(zeng)加碳和降低鉻以后(hou)會(hui)損及(ji)鋼(gang)(gang)的(de)耐腐蝕性(xing)(xing)能;二是由于(yu)碳及(ji)鎳的(de)提高(gao)導致鋼(gang)(gang)中殘余奧氏體(ti)含(han)量(liang)(liang)增(zeng)多。


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  14Cr17Ni2鋼的鍛(duan)造(zao)加熱(re)(re)(re)規范是(shi):始鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)1150℃,終鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)800~900℃。鍛(duan)造(zao)加熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)不能(neng)(neng)過(guo)高(gao),在高(gao)溫(wen)(wen)下停留的時(shi)(shi)間(jian)(jian)也不要過(guo)久,以(yi)免析出大(da)量的鐵(tie)素(su)體,影(ying)(ying)響熱(re)(re)(re)處理以(yi)后的力學(xue)性能(neng)(neng)。圖9.28為14Cr17Ni2鋼(成(cheng)分:0.18%C、0.41%Si、16.10%Cr、1.90%Ni、0.70%Mn)于(yu)不同溫(wen)(wen)度(du)和時(shi)(shi)間(jian)(jian)加熱(re)(re)(re)后的鐵(tie)素(su)體數量的變(bian)化。可以(yi)看(kan)出,加熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)較之(zhi)加熱(re)(re)(re)時(shi)(shi)間(jian)(jian)更能(neng)(neng)影(ying)(ying)響鋼中(zhong)的鐵(tie)素(su)體含(han)量,而且(qie)在加熱(re)(re)(re)至(zhi)1000℃以(yi)上才顯(xian)著增(zeng)多,因此過(guo)熱(re)(re)(re)易發生于(yu)鍛(duan)造(zao)加熱(re)(re)(re)不當時(shi)(shi)。淬火加熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)過(guo)高(gao)及保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)過(guo)久也會使(shi)鐵(tie)素(su)體含(han)量增(zeng)多,但不及鍛(duan)造(zao)過(guo)熱(re)(re)(re)顯(xian)著。


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  鍛造時還應注意要有(you)足夠的(de)鍛造比,合理(li)地分(fen)配每次加熱的(de)變形(xing)量(liang),以(yi)(yi)使鐵素體(ti)晶(jing)粒破碎(sui),獲(huo)得(de)有(you)利(li)于韌性的(de)分(fen)布(bu)狀態,以(yi)(yi)及防止(zhi)因(yin)變形(xing)不均勻而在兩相的(de)界(jie)面上產生裂紋。


  14Cr17Ni2鋼(gang)的軟化處(chu)理與Cr13型不銹鋼(gang)一樣,也是(shi)采用(yong)(yong)高溫(wen)回(hui)火或(huo)完全退(tui)火。前(qian)者是(shi)加熱至(zhi)650℃左(zuo)右保溫(wen)后(hou)于空氣中冷卻;后(hou)者是(shi)加熱至(zhi)850~880℃保溫(wen)后(hou)爐(lu)冷至(zhi)750℃后(hou)空冷。需(xu)要特別指出(chu)的是(shi),14Cr17Ni2鋼(gang)是(shi)不銹鋼(gang)中對白點(dian)很(hen)敏感的鋼(gang),用(yong)(yong)以生產大型鍛件,鍛后(hou)應進行去白點(dian)退(tui)火,否則(ze)鍛件有產生白點(dian)的可能。


  14Cr17Ni2鋼的淬火溫度以950~980℃比較適宜,溫度超過1000℃時由于組織中鐵素體增加及出現殘余奧氏體,使淬火后的硬度降低(圖9.29)。淬火加熱溫度過高,一方面使奧氏體中溶解大量的碳及合金元素,穩定性增高;另一方面,當高溫時析出8鐵素體以后,使奧氏體中的合金元素,特別是起穩定奧氏體作用的合金元素相對地增多,使馬氏體轉變點降低,殘余奧氏體含量增多。由圖9.29可以看出,稍許成分的差異也會使淬火后的硬度相差甚大。14Cr17Ni2鋼的組織中出現大量殘余奧氏體時,會出現晶間腐蝕。在正常淬火情況下,14Cr17Ni2鋼沒有晶間腐蝕傾向。


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  14Cr17Ni2鋼(gang)的淬火一(yi)般采(cai)用油(you)冷,淬火后的組(zu)織為(wei)馬氏體、鐵素體及少量(liang)的殘余奧氏體。


 14Cr17Ni2鋼通常采(cai)用(yong)在275~350℃與(yu)550℃以上(shang)回火(huo)(huo)。275~350℃低(di)溫(wen)回火(huo)(huo)后的基(ji)體(ti)組(zu)織為(wei)回火(huo)(huo)馬氏體(ti),具(ju)(ju)有(you)(you)(you)高的硬度(350~402HB)與(yu)耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)能,適用(yong)于(yu)要(yao)求高硬度及耐腐蝕(shi)(shi)的零件。550~700℃高溫(wen)回火(huo)(huo)后的基(ji)體(ti)組(zu)織為(wei)回火(huo)(huo)索氏體(ti),強(qiang)度與(yu)韌性(xing)配合較(jiao)好,耐蝕(shi)(shi)性(xing)也高。這兩種狀(zhuang)態(tai)的顯微組(zu)織雖然(ran)不同,但都(dou)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)較(jiao)高的耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)能,沒(mei)有(you)(you)(you)明顯的差別,在濃度為(wei)50%的冷(leng)態(tai)或沸騰的5%硝酸中(zhong)(zhong),均具(ju)(ju)有(you)(you)(you)10級標(biao)準中(zhong)(zhong)的第3級(表9.1)。高溫(wen)回火(huo)(huo)工藝(yi)主要(yao)用(yong)于(yu)要(yao)求強(qiang)度和韌性(xing)配合較(jiao)好和耐腐蝕(shi)(shi)的結(jie)構零件。


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 與Cr13型不銹鋼一樣,14Cr17Ni2鋼一般不采用350~550℃回火,在這一溫度區間回火的14Cr17Ni2鋼的耐蝕性能與沖擊韌性均低,這與它具有回火脆性和“475℃脆性(xing)”有關。14Cr17Ni2鋼在550℃左右回火后,油冷后的沖擊值比空冷后約高出一倍。14Cr17Ni2鋼在450℃重復加熱時,隨加熱時間的延長,沖擊值顯著降低,與冷卻條件無關,這表明該鋼還具有高鉻鋼固有的475℃脆性。


 當(dang)淬(cui)火(huo)的(de)(de)14Cr17Ni2鋼中(zhong)存(cun)在殘(can)余(yu)奧氏(shi)體(ti)時(shi),在高(gao)溫回(hui)(hui)火(huo)過程(cheng)中(zhong)它們(men)不可(ke)能完全(quan)等(deng)溫分解(jie),而是析出(chu)一部(bu)分碳化(hua)物(wu)后殘(can)余(yu)奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)降(jiang)低(di)(di),于回(hui)(hui)火(huo)過程(cheng)中(zhong)轉變(bian)為馬(ma)氏(shi)體(ti),結果使調質后鋼的(de)(de)強(qiang)度(du)升(sheng)高(gao),而塑(su)(su)性(xing)(xing)與(yu)韌性(xing)(xing)降(jiang)低(di)(di)。在這種情(qing)況下,可(ke)在原(yuan)來(lai)的(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)溫度(du)再進行一次回(hui)(hui)火(huo),使新生(sheng)成的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)分解(jie)為回(hui)(hui)火(huo)索氏(shi)體(ti),從而使強(qiang)度(du)降(jiang)低(di)(di),而塑(su)(su)性(xing)(xing)與(yu)韌性(xing)(xing)提(ti)高(gao)。


 14Cr17Ni2鋼熱(re)處理后(hou)具有較(jiao)高的強度和(he)硬度,對氧(yang)化(hua)酸(suan)(suan)類及(ji)(ji)有機(ji)鹽(yan)類的水溶(rong)液有良好的耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing),一般用于既要求高力學性(xing)能的可淬硬性(xing),又要求較(jiao)高的耐(nai)硝(xiao)酸(suan)(suan)及(ji)(ji)有機(ji)酸(suan)(suan)腐蝕(shi)(shi)的零件(jian)(jian)、容器和(he)設備,如(ru)軸類、活塞桿、泵、閥等(deng)的部件(jian)(jian),以及(ji)(ji)彈(dan)簧(huang)和(he)緊固件(jian)(jian)等(deng)。


 17Cr16Ni2是新(xin)列入(ru) GB/T 1220-2007中的鋼(gang)(gang)號。與(yu)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)相比,17Cr16Ni2鋼(gang)(gang)適(shi)當增加(jia)了碳含量,略減少鉻含量,從而(er)明顯改善了鋼(gang)(gang)的加(jia)工(gong)性能。該鋼(gang)(gang)適(shi)于制作要求較高強度、韌性和(he)良好耐蝕性的零部(bu)件,以及在潮濕介質中承受應力的部(bu)件。



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