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11-04

其余元素对不锈钢的机能和构造的影响

  <其余元素对不锈钢的机能和构造的影响>   不锈钢中有的是和普通钢一样为常存杂质元素,如硅、硫、磷等.也有的是为了某些特定的目标而插手的,如钴、硼、硒、稀土元素等。从不锈钢的耐侵蚀机能这一首要性子来讲,这些元素绝对已会商的九种元素,都长短首要方面的,固然如斯,但也不能完整疏忽,因为它们对不锈钢的机能与构造一样也发生影响。   硅是构成铁素体的元素,在普通不锈钢中为常存杂质元素。   钴作为合金元素在钢中操纵未几,这是因为钴的价钱高及其在别的方面(如高速钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等)有着更首要的用处。在普通不锈钢中加钴作合金元素的也未几,经常利用不锈钢如9Crl7MoVCo钢(含1.2-1.8%钴)加钴,目标并不在于进步耐侵蚀机能而在于进步硬度,因为这类不锈钢的首要用处是制作切片机器刃具、铰剪及手术刀片等。   硼:高铬铁素体不锈钢Crl7Mo2Ti钢中加0.005%硼,能够使在沸腾的65%醋酸中的耐侵蚀机能进步。加微量的硼(0.0006~0.0007%)能够使奥氏体不锈钢的热态塑性改良。少许的硼因为构成低熔点共晶体,使奥氏体钢焊接时发生热裂纹的偏向增大,但含有较多的硼(0.5~0.6%)时,反而可防止热裂纹的发生。因为当含有0.5~0.6%的硼时,构成奥氏体-硼化物两相构造,使焊缝的熔点降落。熔池的凝结温度低于半熔解区时,母材在冷却时发生的张应力,由处于液态.固态的焊缝金属蒙受,此时是不致引发裂痕的,即便在近缝区构成了裂纹,也能够为处于液态-固态的熔池金属所添补。含硼的铬镍奥氏体不锈钢在原子能产业中有着出格的用处。   磷:在普通不锈钢中都是杂质元素,但其在奥氏体不锈钢中的风险性不像在普通钢中那样明显,故含量可许可高一些,若有的资料提出可达0.06%,以利于冶炼节制。个体的含锰的奥氏体钢的含磷量可达0.06%(如2Crl3NiMn9钢)以致0.08%(如Cr14Mnl4Ni钢)。操纵磷对钢的强化感化,也有加磷作为时效硬化不锈钢的合金元素,PH17-10P钢(含0.25%磷)乃PH-HNM钢(含0.30磷)等。   硫和硒:在普通不锈钢中也是常有杂质元素。但向不锈钢中加0.2~0.4%的硫,可进步不锈钢的切削机能,硒也具备一样的感化。硫和硒进步不锈钢的切削机能,是因为它们降落不锈钢的韧性,比方普通18-8铬镍不锈钢的打击值可达30千克/厘米2。含0.31%硫的18-8钢(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的打击值为1.8千克/平方厘米;含0。22%硒的18-8钢(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的打击值为3.24千克/平方厘米。硫与硒均降落不锈钢的耐侵蚀机能,以是现实操纵它们作为不锈钢的合金化元素的很少。   稀土元素:稀土元素操纵于不锈钢,今朝首要在于改良工艺机能方面。如向Crl7Ti钢和Cr17Mo2Ti钢中加少许的稀土元素,能够消弭钢锭中因氢气引发的气泡和削减钢坯中的裂纹。奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢中加0.02~0.5%的稀土元素(铈镧合金),可明显改良锻造机能。曾有一种含19.5%铬、23%镍和钼铜锰的奥氏体钢,因为热加工工艺机能在曩昔只能出产铸件,加稀土元素后则可轧制成各类型材。
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马氏体不锈钢百科

  规范的马氏体不锈钢是:403、410、414、416、416(Se)、420、431、440A、440B和440C型,这些钢材的耐侵蚀性来自“铬”,其规模是从11.5至18%,铬含量愈高的钢材需碳含量愈高,以确保在热处置时代马氏体的构成,上述三种440型不锈钢很少被斟酌做为须要焊接的操纵,且440型成份的熔填金属不易取得。   规范马氏体钢材的改良,含有类如镍、钼、钒等的增添元素,首要是用于将规范钢材受限的许可任务温度晋升至高于1100K,当增添这些元素时,碳含量也增添,跟着碳含量的增添,在焊接物的硬化热影响区中防止龟裂的题目变成更严峻。   马氏体不锈钢能在退火、硬化和硬化与回火的状况下焊接,不管钢材的本来状况若何,颠末焊接后城市在临近焊道处发生一硬化的马氏体区,热影响区的硬度首要是取决于母材金属的碳含量,当硬度增添时,则韧性削减,且此地区变成较易发生龟裂、预热和节制层间温度,是防止龟裂的最有用方式,为得最好的性子,需焊后热处置。   马氏体不锈钢是一类能够经由进程热处置(淬火、回火)对其机能停止调剂的不锈钢,浅显地讲,是一类可硬化的不锈钢。这类特征决议了这类钢必须具备两个根基前提:一是在均衡相图中必须有奥氏体相区存在,在该地区温度规模内停止长时候加热,使碳化物固溶到钢中以后,停止淬火构成马氏体,也便是化学成份必须节制在γ或γ+α相区,二是要使合金构成耐侵蚀和氧化的钝化膜,铬含量必须在10.5%以上。按合金元素的不同,可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。   马氏体铬不锈钢的首要合金元素是铁、铬和碳。图1-4是Fe-Cr系相图富铁局部,如Cr大于13%时,不存在γ相,此类合金为单相铁素体合金,在任何热处置轨制下也不能发生马氏体,为此必须在内Fe-Cr二元合金中插手奥氏体构成元素,以扩展γ相区,对马氏体铬不锈钢来讲,C、N是有用元素,C、N元素增添使得合金许可更高的铬含量。在马氏体铬不锈钢中,除铬外,C是另外一个最首要的必备元素,现实上,马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。固然,另有其余元素,操纵这些元素,可按照Schaeffler图肯定大抵的构造。   马氏体不锈钢首要为铬含量在12%-18%规模内的低碳或高碳钢。列国遍及操纵的马氏体不锈钢钢种有以下3类:   1.低碳及中碳13%Cr钢   2.高碳的18%Cr钢   3.低碳含镍(约2%)的17%Cr钢   马氏体不锈钢具备高强度和耐蚀性,能够用来制作机器整机如蒸汽涡轮的叶片(1Cr13)、蒸汽装备的轴和拉杆(2Cr13),和在侵蚀介质中任务的整机如生路、螺栓等(4Cr13)。碳含量较高的钢号(4Cr13、9Cr18)则合用于制作医疗东西、餐刀、丈量器具、弹簧等。   与铁素体不锈钢类似,在马氏体不锈钢中也能够插手别的合金元夙来改良其余机能:1.插手0.07%S或Se改良切削加工机能,比方1Cr13S或4Cr13Se;2.插手约1%Mo及0.1% V,能够增添9Cr18钢的耐磨性及耐蚀性;3.插手约1Mo-1W-0.2V,能够进步1Cr13及2Cr13钢的热强性。   马氏体不锈钢与调制钢一样,能够利用淬火、回火及退火处置。其力学性子与调制钢也类似:当硬度降落时,抗拉强度及屈就强度降落,而伸长率、截面缩短率及打击功则跟着降落。   马氏体不锈钢的耐蚀性首要取决于铬含量,而钢中的碳因为与铬构成不变的碳化铬,又直接的影响了钢的耐蚀性。是以在13%Cr钢中,碳含量越低,则耐蚀性越高。而在1Cr13、2Cr13、3Cr13及4Cr13四种钢中,其耐蚀性与强度的挨次刚好相反
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奥氏体不锈钢百科

  奥氏体不锈钢,是指在常温下具备奥氏体构造的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时,具备不变的奥氏体构造。奥氏体铬镍不锈钢包含闻名的18Cr-8Ni钢和在此底子上增添Cr、Ni含量并插手Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素成长起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性并且具备高韧性和塑性,但强度较低,不能够经由进程相变使之强化,仅能经由进程冷加工停止强化,如插手S,Ca,Se,Te等元素,则具备杰出的易切削性。   简介   此类钢除耐氧化性酸介质侵蚀外,若是含有Mo、Cu等元素还本事硫酸、磷酸和甲酸、醋酸、尿素等的侵蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,便可明显进步其耐晶间侵蚀机能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸具备杰出的耐蚀性。因为奥氏体不锈钢具备周全的和杰出的综合机能,在各行各业中取得了遍及的操纵。   奥氏体型钢   (1)1Cr17Mn6Ni15N;(2)1Cr18Mn8Ni5N;(3)1Cr18Ni9;(4)1Cr18Ni9Si3;(5)0Cr18Ni9;(6)00Cr19Ni10;(7)0Cr19Ni9N;(8)0Cr19Ni10NbN;(9)00Cr18Ni10N;(10)1Cr18Ni12;(11) 0Cr23Ni13;(12)0Cr25Ni20;(13) 0Cr17Ni12Mo2;(14) 00Cr17Ni14Mo2;(15) 0Cr17Ni12Mo2N;(16) 00Cr17Ni13Mo2N;(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti;(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti;(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti;(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti;(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2;(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2;(23) 0Cr19Ni13Mo3;(24) 00Cr19Ni13Mo3;(25) 0Cr18Ni16Mo5;(26) 1Cr18Ni9Ti;(27) 0Cr18Ni10Ti;(28) 0Cr18Ni11Nb;(29) 0Cr18Ni13Si4   问世时候及分类   奥氏体不锈钢1913年在德国问世,在不锈钢中一向表演着最首要的脚色,其出产量和利用量约占不锈钢总产量及用量的70%。钢号也最多,现今我国经常利用奥氏体不锈钢的商标就有40多个,最罕见的便是18-8型。   界说:常温下具备奥氏体构造的不锈钢。   分类:Fe-Cr-Ni (主体)   Fe-Cr-Mn问世时候及分类   奥氏体不锈钢1913年在德国问世,在不锈钢中一向表演着最首要的脚色,其出产量和利用量约占不锈钢总产量及用量的70%。钢号也最多,现今我国经常利用奥氏体不锈钢的商标就有40多个,最罕见的便是18-8型。   界说:常温下具备奥氏体构造的不锈钢。   分类:Fe-Cr-Ni (主体)   Fe-Cr-Mn   国际外商标对照   GB(中国) ASTM(美国) JIS(日本) DIN(德国)   1Cr17Ni7 301 SUS301 X12CrNi177   1Cr18Ni9 302 SUS302 X12CrNi188   1Cr18Ni10 303 SUS303 X12CrNiS188   0Cr18Ni9 304 SUS304 X5CrNi189   00Cr19Ni10 304L SUS304L X2CrNi189   0Cr17Ni12Mo2 316 SUS316 X5CrNiMo1810   00Cr17Ni14Mo2 316L SUS316L X2CrNiMo1810   0Cr18Ni10Ti 321 SUS321 X10CrNiTi189   0Cr19Ni13Mo3 317 SUS317 X2CrNiMo1816   2. 奥氏体不锈钢的成份   在18-8型不锈钢的成份底子演出变,首要有以下几方面的首要成长:   1) 加Mo改良点蚀和耐裂缝侵蚀   2) 降C或加Ti、Nb,削减晶间侵蚀偏向   3) 加Ni和Cr改良低温抗氧化性和强度   4) 加Ni改良抗应力侵蚀机能.   5) 加S、Se改良切削性和构件外表精度.   奥氏体不锈钢成份体系图   3. 奥氏体不锈钢的构造   3.1铁素体相的构成   3.1.1铁素体绝对奥氏体不锈钢机能的影响   F相的呈现普通都对奥氏体不锈钢的机能带来倒霉的影响:如使热加工发生裂纹的偏向性增大;钢的耐点蚀性降落,在诸多侵蚀情况(如尿素出产)中耐蚀性劣化;在低温下加长时候加热时,F相会改变为σ相使钢变脆等等。   3.1.2铁素体相的构成与含量的大略鉴定   含量的大略鉴定   Creq=%Cr+1.5×%Si+%Mo,Nieq=%Ni+30×(%C+%N)+0.5×%Mn   3.1.3铁素体相的消弭   底子的方法是进步钢中奥氏体构成元素的含量。Ni是首选的元素,可是从经济的角度动身,Mn和N也遭到人们的正视。出格是N,其按捺铁素体构成的才能为Ni的30倍,同时又有改良耐蚀性和进步强度的感化.   奥氏体不锈钢的机器机能表   20℃温度下高合金奥氏体不锈钢的机器机能   合金 ASTM EN 钢种商标 氮含量 屈就强度 抗拉强度 延长率   GB % Rp0.2MPa RmMPa As%   316L 316L 1.4404 0.06 220 520 45   904L NO8904 1.4539 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 0.06 220 520 35   317LMN 317LMN 1.4439 0.15 270 580 40   254SMO S31254 1.4547 00Cr20Ni18Mo6CuN 0.20 300 650 40   654SMO S32654 1.4652 0.50 430 750 40   低温下高合金奥氏体不锈钢的强度(Rp0.2MPa)   合金 ASTM EN GB 氮含量% 100℃ 200℃ 400℃   316L 316L 1.4404 0.06 166 137 108   904L N08904 1.4539 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 0.06 225 175 125   317LMN 317LMN 1.4439 0.15 225 185 150   254SMO S31254 1.4547 00Cr20Ni18Mo6CuN 0.20 230 190 160   654SMO S32654 1.4652 0.50 350 315 295   出产工艺   奥氏体不锈钢出产工艺机能杰出,出格是铬镍奥氏体不锈钢,接纳出产出格钢的惯例手腕能够顺遂地出产出各类经常利用规格的板、管、带、丝、棒材和锻件和铸件。因为合金元素(出格是铬)含量高而碳含量又低,多接纳电弧炉加氩氧脱碳(AOD)或真空脱氧脱碳(VOD)法多量量出产这类不锈钢材,对高等商标的小批量产物可接纳真空或非真空非感到炉冶炼,须要时加电渣重熔。   铬镍奥氏体不锈钢良好的热塑性使其易于施以锻造、轧制、热穿孔和挤压等热加工,钢锭加热温度为1150~1260℃,变形温度规模普通为900~1150℃,含铜、氮和用钛、铌不变化的钢种偏靠低温,而高铬、钼钢种偏靠低温。因为导热差,保温时候应较长。热加工后工件空冷便可。铬锰奥氏体不。锈钢热裂纹敏理性较强,钢锭开坯时要小变形、多道次,锻件宜堆冷。能够停止冷轧、冷拔和旋压等冷加工工艺和冲压、曲折、卷边与折叠等成形操纵。铬镍奥氏体不锈钢加工硬化偏向较铬锰钢弱,一次退火后冷变形量能够到达70%~90%,但铬锰奥氏体不锈钢因为变形抗力大,加工硬化偏向强,应增添中间硬化退火次数。普通中间硬化退火处置为1050~1100℃水冷。   奥氏体不锈钢也可出产铸件。为了进步钢液的活动性,改良锻造机能,锻造钢种合金成份应有所调剂:进步硅含量,放宽铬、镍含量的区间,并进步杂质元素硫的含量下限。   奥氏体不锈钢利用前应停止固溶处置,以便最大限制地将钢中的碳化物等各类析出相固溶到奥氏体基体中,同时也使构造平均化及消弭应力,从而保障良好的耐蚀性和力学机能。准确的固溶处置轨制为1050~1150℃加热后水冷(细薄件也可空冷)。固溶处置温度视钢的合金化水平而定:无钼或低钼钢种应较低(≤1100℃),而更高合金化的商标如00Cr20Ni18Mo-6CuN、00Cr25Ni22Mo2N等宜较高(1080~1150℃)。   出产中遍及接纳进步前辈手艺,如炉外精辟率到达95%以上,连铸比跨越80%,高速轧机和精、快锻机等遍及推行。出格是在冶炼和加工进程中完成电子计较机节制,保障了产物品质和机能的靠得住和不变。   成长标的目的   (1)钢种极低碳化(碳≤0.02%)和高纯化(作为杂质元素硫、磷、硅、锰等含量极低)。   (2)出格用处钢种开辟。如热海水用高钼钢、高耐蚀高强度的高氮钢(氮含量到达0.4%~0.6%乃至0.8%~1.0%),不锈钢功效资料(影象资料、储氢资料等)等。   (3)新工艺开辟。不锈钢复合资料、非晶不锈钢等。
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