傳統馬氏體鉻鎳不(bu)銹(xiu)鋼中,最早的代表性牌號是1Cr17Ni2,而低碳和超低碳的高韌性、可焊接鉻鎳馬氏體(ti)不銹鋼(現代馬氏體不銹鋼)則是馬氏體鉻鎳不銹鋼的新進展,它們合金化的目的和合金化的方向見表3.4。
表3.4 可焊接馬(ma)氏體鉻鎳不(bu)銹(xiu)鋼的合(he)金(jin)化目的和合(he)金(jin)化方向(xiang)
①. 力(li)學性能
1Cr17Ni2(431)是最常用(yong)的早期馬(ma)氏(shi)體鉻鎳不(bu)銹鋼(gang),為(wei)了提(ti)高(gao)(gao)(gao)鋼(gang)的耐蝕(shi)性(xing),把鋼(gang)中鉻量提(ti)高(gao)(gao)(gao)到約17%,而為(wei)了防止(zhi)鋼(gang)中大量鐵素體的形(xing)成,在不(bu)增加鋼(gang)中碳量的前提(ti)下加入了約2%Ni。在傳統馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)中,1Cr17Ni2是強度(du)(du)與韌性(xing)匹配(pei)較(jiao)好的牌號,經(jing)高(gao)(gao)(gao)溫(980℃和1066℃)淬(cui)火(huo)后(hou)再經(jing)低溫回火(huo),其(qi)σb可(ke)達1360MPa,室溫缺(que)口沖(chong)(chong)擊(ji)功可(ke)達2~8kgf·m;若經(jing)高(gao)(gao)(gao)溫回火(huo),雖σb稍降低為(wei)1056MPa,而缺(que)口沖(chong)(chong)擊(ji)功則提(ti)高(gao)(gao)(gao)到(7.5~11)kgf·m;不(bu)同熱處理態的1Cr17Ni2鋼(gang)的脆性(xing)轉(zhuan)變溫度(du)(du)曲(qu)線(xian)見圖(tu)3.5。
低碳的(de)(de)0Cr13Ni4Mo、0Cr14Ni6Mo和超(chao)低碳的(de)(de)00Cr13Ni2、00Cr13Ni5Mo和00Cr16Ni6Mo等是高(gao)韌性、可焊接的(de)(de)現代(dai)馬(ma)氏體不銹鋼的(de)(de)一些典型(xing)牌號。它們具有(you)良好的(de)(de)室溫和中溫強度及塑、韌性。表3.5和表3.6分別列出了0Cr13Ni4Mo、0Cr14Ni6Mo和00Cr13Ni5Mo鋼的(de)(de)室溫力學性能。
低碳和超(chao)低碳馬氏體鉻鎳(nie)不銹鋼(gang)均有脆性(xing)轉變溫度(圖(tu)3.6)。即使(shi)如此(ci),由(you)于(yu)它們還有較好的低溫韌性(xing),因此(ci)仍可滿(man)足工(gong)程對韌性(xing)的要(yao)求。例如此(ci)類鋼(gang)含(han)(han)2%Ni時,可用(yong)于(yu)-20℃,而含(han)(han)4.5%Ni,則可滿(man)足-40℃使(shi)用(yong)對韌性(xing)的需求。
②. 耐蝕性
現代(超(chao)級)馬氏體不銹(xiu)鋼具有(you)優(you)良(liang)(liang)的不銹(xiu)耐蝕(shi)性,可用于油氣田(tian)(tian)開發中(zhong)的管線等用途(tu)。圖(tu)3.7指出了在油氣田(tian)(tian)條件下,00Cr13Ni5Mo鋼的使用范圍(wei)。00Cr13Ni5Mo也有(you)優(you)良(liang)(liang)的耐磨蝕(shi)性能(見表3.7),00Cr13Ni5Mo 特厚板(約(yue)200mm)已(yi)用于國(guo)內水電工(gong)程中(zhong)的轉(zhuan)輪和轉(zhuan)輪下環等。
③. 冷成型性
此類(lei)鋼屈服強度高,冷加(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化傾(qing)向大,一般不(bu)用于冷加(jia)工(gong)(gong)成型用途。
④. 焊接性(xing)
除1Cr17Ni2外,0Cr13Ni4Mo、0Cr14Ni6Mo以(yi)及(ji)00Cr13Ni2、00Cr13Ni5Mo和00Cr16Ni6Mo等(deng)均有(you)優良的(de)焊(han)接(jie)(jie)性(xing)能(neng),這與這些(xie)鋼(gang)(gang)號在傳(chuan)統馬氏(shi)體(ti)鉻(ge)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)基礎上,降碳加鎳(nie)、鉬(mu)后(hou),在回火狀態下,鋼(gang)(gang)中產生一(yi)定量(liang)的(de)逆轉變(bian)奧氏(shi)體(ti),抑制了焊(han)接(jie)(jie)時的(de)晶(jing)粒(li)長大,降低了鋼(gang)(gang)的(de)淬(cui)硬(ying)性(xing),提高了塑(su)、韌性(xing),防止了冷裂紋的(de)形(xing)成(cheng)有(you)關。這些(xie)低碳、超低碳馬氏(shi)體(ti)鉻(ge)鎳(nie)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)可以(yi)采用不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)通用的(de)焊(han)接(jie)(jie)方法進行焊(han)接(jie)(jie),焊(han)前一(yi)般不(bu)(bu)需預熱(re),焊(han)后(hou)在必要的(de)情(qing)況(kuang)下才(cai)進行熱(re)處理。
在國內(nei),0Cr13Ni4Mo用(yong)于核反(fan)應(ying)堆控制棒的耐(nai)壓殼體(ti),0Cr14Ni6Mo用(yong)于水輪機中環等,00Cr13Ni5Mo用(yong)于三峽工程,均(jun)為焊接件。