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馬氏體不銹鋼 |martensiti stainless steel

馬氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)是一類(lei)可(ke)通過熱處(chu)理(淬(cui)火回(hui)火)對其性能進(jin)行調整的不銹(xiu)鋼(gang),通俗地講是一類(lei)可(ke)硬化的不銹(xiu)鋼(gang),此(ci)類(lei)鋼(gang)具(ju)有高的硬度(du)、良好的力(li)學(xue)性能和不銹(xiu)性,這些(xie)特性決定了此(ci)類(lei)鋼(gang)必(bi)須具(ju)備兩個基本條件:其一,在(zai)(zai)平(ping)衡相圖中(zhong)必(bi)須有奧氏(shi)(shi)體相區存(cun)在(zai)(zai);其二,為使鋼(gang)形成耐腐蝕的鈍化膜,鉻(ge)含(han)(han)量必(bi)須在(zai)(zai)10.5%以上(shang)。馬氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)淬(cui)火狀態下具(ju)有體心四方晶體結構(馬氏(shi)(shi)體),具(ju)有鐵磁性,在(zai)(zai)較(jiao)弱腐蝕環境中(zhong)具(ju)有耐蝕性。鋼(gang)中(zhong)的鉻(ge)含(han)(han)量可(ke)達18%,碳可(ke)以超過1.2%。

產品分類 / 用途

1Cr13、12Cr13、410

1Cr13、12Cr13、410不銹鋼是馬氏體不銹鋼,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(xiu)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不銹(xiu)鋼的(de)化學成分列于(yu)表3-1,反應堆用的(de)1Cr13、12Cr13 不銹(xiu)鋼的(de)特殊規定(ding)也一并列入此表。


表 1.jpg


二(er)、室溫力學性(xing)能


  不(bu)(bu)同標(biao)準對1Cr13、12Cr13、410不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)室溫(wen)力(li)學性能的(de)(de)規(gui)定(ding)值見(jian)表3-2。實(shi)測(ce)數據見(jian)表3-3。奧氏(shi)體(ti)化(hua)溫(wen)度(du)和回火(huo)溫(wen)度(du)對1Cr13、12Cr13、410不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼室溫(wen)力(li)學性能的(de)(de)影響見(jian)圖3-2。熱處(chu)理工藝制(zhi)度(du)對不(bu)(bu)同溫(wen)度(du)下(1Cr13)410不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼沖擊值的(de)(de)影響見(jian)表3-4。



三(san)、疲勞和斷(duan)裂


1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)的室溫(wen)疲勞極(ji)限見(jian)表3-5,在指定存活(huo)率(lv)下的N-S曲線見(jian)圖3-3。試驗用(yong)鋼(gang)化學成分為(wei)0.11C-0.29Mn-0.025P-0.009S-0.25Si-12.78Cr-0.14Ni。試樣(yang)的熱處理工藝(yi)為(wei):1050℃油淬(cui),720℃×2h空冷回水。


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1Cr13、12Cr13、410不銹(xiu)鋼(gang)在NaCl中的疲勞(lao)(lao)行為見圖(tu)3-4。顯(xian)然環境的變(bian)化對其疲勞(lao)(lao)壽命產生較大(da)影(ying)響(xiang)。隨(sui)著 NaCl濃度增(zeng)加(jia),(1Cr13)410不銹(xiu)鋼(gang)的疲勞(lao)(lao)壽命縮短,見圖(tu)3-5。


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四、高溫瞬力學性能


  不同熱處理條件(jian)下的(de)高溫瞬時力學性(xing)能見(jian)(jian)表(biao)3-6。隨回火(huo)溫度的(de)提高×強度下降(jiang)而塑韌性(xing)明(ming)顯提高,詳見(jian)(jian)表(biao)3-7。



五、持久和蠕變性能


 數據見表(biao)3-8和表(biao)3-9。最(zui)小蠕變速度和應力(li)關系曲線見圖3-6。


表 8.jpg


  表3-8 1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的持久強度(1030~1050℃油淬,750℃回火(huo)空冷)



六(liu)、高溫度疲勞和(he)介質條件的影響


1Cr13、12Cr13、410不銹(xiu)鋼的高溫疲勞數據和介質條件(jian)對其高溫疲勞性能的影(ying)響(xiang)見表(biao)3-10和表(biao)3-11。


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七、抗氧化(hua)和耐(nai)蝕性


1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)出現強烈氧(yang)化開始溫度為(wei)750℃。抗氧(yang)化性(xing)能見(jian)表3-12。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)具有(you)不銹性(xing),在室溫稀硝酸(suan)及(ji)弱有(you)機酸(suan)中也有(you)一定耐蝕性(xing),在某些介質中的(de)耐蝕性(xing)見(jian)表3-13。在反應(ying)堆環(huan)境中的(de)腐蝕見(jian)表3-14至表3-17。




八、熱處理及組織結構


  臨界點(近似值):℃


附 1.jpg


 等(deng)溫(wen)轉(zhuan)變曲線(xian):0.10C-12.4 Cr的1Cr13鋼,奧氏體化溫(wen)度為(wei)980℃的等(deng)溫(wen)轉(zhuan)變曲線(xian)見圖(tu)3-7。


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 熱處(chu)理工(gong)藝:(1Cr13)410不銹鋼的熱處(chu)理工(gong)藝如下。


附 2.jpg


 冶金廠通常以退火狀(zhuang)態交貨,以便最終用(yong)戶加工制造。在(zai)制造廠的(de)(de)最終熱處理為淬(cui)火并高溫回(hui)火,其(qi)組織(zhi)為回(hui)火索氏(shi)體和少(shao)量鐵素體。回(hui)火溫度的(de)(de)選(xuan)擇視(shi)其(qi)使用(yong)要求而定(ding),可參閱圖(tu)3-2。


九、工藝性能


1Cr13、12Cr13、410不銹(xiu)鋼(gang)的(de)冷(leng)塑性及深沖(chong)性、拋(pao)光性和切削加工性能(neng)良(liang)好(hao)(hao),板材(cai)的(de)深沖(chong)度與其(qi)厚度有關,板材(cai)愈厚深沖(chong)度愈高。1Cr13、12Cr13、410不銹(xiu)鋼(gang)的(de)熱(re)加工溫(wen)度以(yi)850~1200℃為宜,隨后(hou)(hou)需(xu)灰冷(leng)或砂(sha)冷(leng)。1Cr13、12Cr13、410不銹(xiu)鋼(gang)具有良(liang)好(hao)(hao)的(de)焊(han)(han)接(jie)性能(neng),其(qi)焊(han)(han)接(jie)性能(neng)與0Cr13相近(jin),可(ke)采用0Cr13或奧(ao)107、奧(ao)207的(de)焊(han)(han)條(tiao)焊(han)(han)接(jie),為防止焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)冷(leng)裂紋,焊(han)(han)前應(ying)該預熱(re),預熱(re)溫(wen)度為200~300℃,焊(han)(han)后(hou)(hou)經700~750℃熱(re)處(chu)理(li)可(ke)獲得良(liang)好(hao)(hao)的(de)性能(neng),選用奧(ao)氏(shi)體焊(han)(han)接(jie)材(cai)料焊(han)(han)接(jie),焊(han)(han)后(hou)(hou)可(ke)不進(jin)行熱(re)處(chu)理(li)。應(ying)該強(qiang)調的(de)是,當焊(han)(han)后(hou)(hou)焊(han)(han)縫需(xu)進(jin)行機械加工時應(ying)進(jin)行退火處(chu)理(li)。


十(shi)、物理性(xing)能(neng)


1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)的物(wu)理性能見表3-18。


表 18.jpg


十一(yi)、應用


1Cr13、12Cr13、410不銹鋼主要(yao)用(yong)作抗(kang)弱腐蝕(shi)介質,并要(yao)求(qiu)具有較(jiao)高韌性及受沖擊負荷的(de)零部件,如汽輪機(ji)葉片、水壓機(ji)閥(fa)、結構(gou)架、螺栓、螺帽等(deng)。在反應堆(dui)環境中,主要(yao)用(yong)于2、3級輔助泵(beng)傳動軸、蒸發(fa)器支承件、控制(zhi)棒驅動機(ji)構(gou)等(deng)。