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发表于 2009-3-4 17:30:26
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来自： 中国湖北十堰
奥氏体不锈钢：在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。 4 O! d9 f- u, t: ?! X1 _9 k, |
奥氏体型钢 * N/ V$ v; e$ m1 {
(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 # n. R" f# H7 m% l
1.概述6 F4 e% |* p* t9 _" k
奥氏体不锈钢1913年在德国问世，在不锈钢中一直扮演着最重要的角色，其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%。钢号也最多，当今我国常用奥氏体不锈钢的牌号就有40多个，最常见的就是18-8型。+ E! N0 D& F! [; @0 I
定义：常温下具有奥氏体组织的不锈钢。8 _. u" j+ \ ]+ W) \: Q
分类：Fe-Cr-Ni (主体)
6 U3 s/ g4 r5 E* ? Fe-Cr-Mn
) {6 N L7 Y6 z. K& F2 S 国内外牌号对比：
" N( E8 j7 @4 g8 }6 \8 U3 k9 R' m+ b GB(中国) ASTM(美国) JIS(日本) DIN(德国)
$ K A% |! j5 L9 v* g7 K 1Cr17Ni7 301 SUS301 X12CrNi177
8 O7 f3 H! X8 u) C$ T' ? 1Cr18Ni9 302 SUS302 X12CrNi188
4 Y, N! T$ w2 ~4 I 1Cr18Ni10 303 SUS303 X12CrNiS1881 R+ Y* j x' }
0Cr18Ni9 304 SUS304 X5CrNi189
7 F0 p Z) }, B% K 0Cr19i10 304L SUS304L X2CrNi189! c& }8 ?( I, c0 Y
0Cr17Ni12Mo2 316 SUS316 X5CrNiMo1810
) E% Y* _! w4 X0 q4 c4 p1 r6 ] 00Cr17Ni14Mo2 316L SUS316L X2CrNiMo1810
4 q- L7 ^" V4 Z' Z2 m" V8 U 0Cr18Ni10Ti 321 SUS321 X10CrNiTi189; E, h2 S2 V- a5 [& @ e+ ^+ b2 u e
0Cr19Ni13Mo3 317 SUS317 X2CrNiMo1816
^' q9 I0 r. A" i# |) Y 2. 奥氏体不锈钢的成分6 ^. `5 F V, Y
在18-8型不锈钢的成分基础上演变，主要有以下几方面的重要发展：- t3 \. D0 u: R
1) 加Mo改善点蚀和耐缝隙腐蚀
1 O* w% s- i6 t5 R! ?( X 2) 降C或加Ti、Nb，减少晶间腐蚀倾向* F6 P$ z: v& M" @7 Z. i
3) 加Ni和Cr改善高温抗氧化性和强度
( D3 \) n" f7 z$ V6 K. |% r 4) 加Ni改善抗应力腐蚀性能.转自"我要不锈钢"* V0 _. S5 z: i2 S4 n
5) 加S、Se改善切削性和构件表面精度.& N7 R' K2 g$ I" V4 T' n" H
奥氏体不锈钢成分系统图
S8 o7 O) I+ I/ N 3. 奥氏体不锈钢的组织
+ {1 B1 e" I% O. \" p- R( \" _7 Q 3.1铁素体相的形成4 e3 U* `0 E2 E# B4 `/ [1 z/ \
3.1.1铁素体相对奥氏体不锈钢性能的影响
- X0 E& k! y7 p) S" I9 p4 m: y F相的出现一般都对奥氏体不锈钢的性能带来不利的影响：如使热加工产生裂纹的倾向性增大；钢的耐点蚀性下降，在诸多腐蚀环境（如尿素生产）中耐蚀性劣化；在高温下加长时间加热时，F相会转变为σ相使钢变脆等等。' A6 n; s. p7 _6 _$ r+ y1 M; T
3.1.2铁素体相的形成与含量的粗略判定5 Q5 v1 k' y. K# n
含量的粗略判定：
7 b' S7 v* ?, n. k2 Q/ k" C) | Creq=%Cr+1.5×%Si+%Mo，Nieq=%Ni+30×(%C+%N)+0.5×%Mn+ j5 _8 L/ ?* _# _/ R
3.1.3铁素体相的消除 K0 A, I7 W. m1 u3 _6 e% ~& h
根本的办法是提高钢中奥氏体形成元素的含量。Ni是首选的元素，但是从经济的角度出发，Mn和N也受到人们的重视。特别是N，其抑制铁素体形成的能力为Ni的30倍，同时又有改善耐蚀性和提高强度的作用.
8 g) ~# E5 i4 ?4 [8 y1 c6 x标准的马氏体不锈钢是：403、410、414、416、416(Se)、420、431、440A、440B和440C型，这些钢材的耐腐蚀性来自“铬”，其范围是从11.5至18%，铬含量愈高的钢材需碳含量愈高，以确保在热处理期间马氏体的形成，上述三种440型不锈钢很少被考虑做为需要焊接的应用，且440型成份的熔填金属不易取得。
6 I( n5 y8 R- ]" Y4 W3 L 标准马氏体钢材的改良，含有类如镍、钼、钒等的添加元素，主要是用于将标准钢材受限的容许工作温度提升至高于1100K，当添加这些元素时，碳含量也增加，随着碳含量的增加，在焊接物的硬化热影响区中避免龟裂的问题变成更严重。 * _8 D' s. M. s( b* j
马氏体不锈钢能在退火、硬化和硬化与回火的状态下焊接，无论钢材的原先状态如何，经过焊接后都会在邻近焊道处产生一硬化的马氏体区，热影响区的硬度主要是取决于母材金属的碳含量，当硬度增加时，则韧性减少，且此区域变成较易产生龟裂、预热和控制层间温度，是避免龟裂的最有效方法，为得最佳的性质，需焊后热处理。
I" x9 L3 e% ?$ r 马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件：一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在，在该区域温度范围内进行长时间加热，使碳化物固溶到钢中之后，进行淬火形成马氏体，也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区，二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。按合金元素的差别，可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。 r: K) @1 u$ x
马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分，如Cr大于13%时，不存在γ相，此类合金为单相铁素体合金，在任何热处理制度下也不能产生马氏体，为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，以扩大γ相区，对于马氏体铬不锈钢来说，C、N是有效元素，C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。在马氏体铬不锈钢中，除铬外，C是另一个最重要的必备元素，事实上，马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。当然，还有其他元素，利用这些元素，可根据Schaeffler图确定大致的组织。1 U0 F Y* e6 i' v
马氏体不锈钢主要为铬含量在12%-18%范围内的低碳或高碳钢。各国广泛应用的马氏体不锈钢钢种有如下3类：. z9 g8 V) b( w; F4 P. z: @
1.低碳及中碳13%Cr钢
5 P9 q8 S5 n o. V- F& Z 2.高碳的18%Cr钢3 Z) F3 I/ [' x g4 z. F0 e4 p
3.低碳含镍（约2%）的17%Cr钢9 q. Q/ w7 X8 Z8 v/ J) R
马氏体不锈钢具备高强度和耐蚀性，可以用来制造机器零件如蒸汽涡轮的叶片（1Cr13）、蒸汽装备的轴和拉杆（2Cr13），以及在腐蚀介质中工作的零件如活门、螺栓等（4Cr13）。碳含量较高的钢号（4Cr13、9Cr18）则适用于制造医疗器械、餐刀、测量用具、弹簧等。* Y; H7 T s$ z! p
与铁素体不锈钢相似，在马氏体不锈钢中也可以加入其它合金元素来改进其他性能：1.加入0.07%S或Se改善切削加工性能，例如1Cr13S或4Cr13Se；2.加入约1%Mo及0.1% V，可以增加9Cr18钢的耐磨性及耐蚀性；3.加入约1Mo-1W-0.2V，可以提高1Cr13及2Cr13钢的热强性。1 x( B, l! \; e4 Y/ h8 l
马氏体不锈钢与调制钢一样，可以使用淬火、回火及退火处理。其力学性质与调制钢也相似：当硬度升高时，抗拉强度及屈服强度升高，而伸长率、截面收缩率及冲击功则随着降低。 * X8 g" S4 H2 l
马氏体不锈钢的耐蚀性主要取决于铬含量，而钢中的碳由于与铬形成稳定的碳化铬，又间接的影响了钢的耐蚀性。因此在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，其耐蚀性与强度的顺序恰好相反。 |
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发表于 2009-3-4 16:39:22
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