产品详细介绍
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铁素体不锈钢中的相
铁素体不锈钢中的相主要有碳化物、氮化物,金属间相和马氏体相等。
(1)碳化物和氮化物
研究表明,碳和氮在铁素体中的溶解度非常低。例如,在含铬26%的铁素体不锈钢中1093℃时,碳在钢中的溶解度为0.04%,而在927℃仅为0.004%,温度再低要降到0.004%以下;927℃以上时,氮在钢中的溶解度为0.023%,而在593℃仅为0.006%,因此,铁素体不锈钢在高温加热和在随后冷却的过程中,即使急冷,也常常难以防止碳化物和氮化物的析出。
铁素体不锈钢中的碳化物主要是(Cr,Fe)23C6和(Cr,Fe)7C3 .
铁素体不锈钢中的氮化物主要是CrN+Cr2N。
(2)金属间相
铁素体不锈钢中的金属间相主要有αˊ相和б相
① αˊ相:早期曾发现,铬含量>15%的铁素体不锈钢在400-500℃范围内长时间保温会产生强烈的脆化,并使钢的强度硬度显著提高。这种现象一般称之为475℃脆化。
1Cr17钢有相当的深冲性能,同时易于抛光和冷成型,0Cr17Ti和1Cr17Ti冷成型性和深冲性能均较好。1Cr17,1Cr17Ti和0Cr17Ti均易于热加工,适合的热变形温度为1050-1150℃。为了获得微细晶粒和较好的塑性,热变形终止温度需<800℃并尽量低,同时在此温度下应有足够变形量。这三种不锈钢的热处理工艺为:700-800℃加热后空冷。1Cr17,1Cr17Ti,0Cr17Ti均可焊接,且1Cr17Ti和0Cr17Ti可焊性较1Cr17钢为佳。通常采用小电流、高焊速并使用焊接层次尽量少的焊接工艺。截面厚度尺寸大于6mm的板、管材不宜用作焊接结构件。1Cr17钢焊后不适于在导致其晶间腐蚀的氧化性酸中使用。当采用18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢焊条(或焊丝)进行焊接时,焊前不需预热,焊后也不需热处理。
1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni9Ti,00Cr18Ni10 三种牌号钢的相对耐蚀性为:
1Cr18Ni9<0Cr18Ni9Ti<00Cr18Ni10
但是,它们之间的强度其趋向则完全相反。
由于00Cr18Ni10在耐蚀性和纯净度,易抛光性等方面的显著优点, 除要求具有较高强度时选用1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti外,均应选用00Cr18Ni10超低碳不锈钢。
这三种钢均适宜制造耐酸容器、管道、换热器和耐酸设备及其衬里。但是,在有氯化物而易产生应力腐蚀、孔蚀和缝隙腐蚀的条件下,不应选用这些钢种。
0Cr18Ni11Nb钢系Cr-Ni奥氏体不锈钢。由于含稳定化元素Nb,故耐晶间腐蚀和耐连多硫酸晶间应力腐蚀性能良好,在酸、碱、盐等腐蚀介质中其耐蚀性与含Ti的18-8奥氏体不锈钢相近。此钢广泛应用于石油化工、合成纤维、食品、造纸等工业。由于Nb较Ti不易烧损,故此钢种多用作焊接铬镍奥氏体不锈钢的焊芯,由于此钢高温强度较高,故还作为热强钢使用。
与前述18-8型简单Cr-Ni奥氏体不锈钢相比。Mo的合金化使这三种钢耐稀硫酸、磷酸、各种有机酸(如醋酸、甲酸等)、尿素以及耐氯化物孔蚀的性能有明显提高,这三种钢中,随碳量降低,耐蚀性增强,但强度有所下降;不含钛的超低碳不锈钢00Cr17Ni14Mo2,既无晶间腐蚀倾向,焊后也不会产生刀状腐蚀。
我国不锈钢的发展和现状
我国用电弧炉大量生产不锈钢系在1949年以后,早期先生产Cr13型马氏体不锈钢,掌握生产技术后,大量生产18-8型Cr-Ni奥氏体钢,例如1Cr18Ni9Ti,则始于1952年。随后,为适应国内化学工业发展的需要,又开始生产含Mo2%-3%的1Cr18Ni12Mo2Ti和1Cr18Ni12Mo3Ti等。为了节约贵重元素镍,自1959年起开始仿制以MnN代Ni的1Cr17Mn6Ni5N和1Cr18Mn8Ni5N1958年向AISI 204钢中加入Mo2%-3%,研制了1Cr18Mn10Ni5Mo3N(204+Mo)用于全循环法尿素生产装置以代替1Cr18Ni12Mo2Ti。50年代末到60年代初,开始工业试制1Cr17Ti,1Cr17Mo2Ti和1Cr25Mo3Ti等无镍铁素体不锈钢,并开始研究耐发烟硝酸腐蚀的高硅不锈钢1Cr17Ni14Si4ALTi(相当于苏联牌号ЭИ654),此钢种实际上是一种α+γ双相不锈钢。60年代开始,由于国内化工、航天、航空、原子能等工业发展的需要以及采用电炉氧气炼钢技术,一大批新钢种,如17-4PH,17-7PH,PH15-7Mo等沉淀硬化不锈钢,含C≤0.03%的超低碳不锈钢00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2、00Cr18Ni14Mo3以及无Ni的Cr-Mn-N不锈钢1Cr18Mn14Mo2N(A4)相继研制成功并投入了生产。70年代起,为解决化工、原子能工业中所出现的18-8型Cr-Ni钢的氯化物应力腐蚀问题,一些α+γCr-Ni双相不锈钢相继研制完成并正式生产和应用,主要钢号有1Cr21Ni5Ti,00Cr26Ni6Ti,00Cr26Ni7Mo2Ti,00Cr18Ni5Mo3Si2(3RE60)和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb等。00Cr18Ni6Mo3Si2Nb是为了解决瑞典牌号3RE60焊后易出现单相铁素体组织,导致耐蚀性和韧性下降而发展的含N、Nb的α+γ双相不锈钢。到80年代,为解决氯化物的点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀破坏又研制和仿制了含N的第二代α+γ双相不锈钢,如00Cr22Ni5Mo2N00Cr25Ni6Mo3N和00Cr25Ni7Mo3WCuN等,不仅使我国的双相不锈钢形成了系列,而且还深入研究了它们的组织和性能以及N在双相不锈钢中的作用机制。