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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。 / [# {- [: Z6 Z2 v ?! C" x7 [
奥氏体型钢 3 Z6 t* {' L: K+ U" G: j
(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 2 @) p1 L9 V& @3 X
1.概述
8 x; I! s& t: t( B2 J 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。
5 L7 ^( Z& ^2 I9 `) K6 j6 Z 定义：常温下具有奥氏体组织的不锈钢。
9 g; d* ]; I a5 _; b 分类：Fe-Cr-Ni (主体): @& m/ b$ S* a3 W6 k! t) I
Fe-Cr-Mn
4 N- @+ p2 W2 y- t6 r! a0 u 国内外牌号对比：6 K8 E, [% g: w& y# I
GB(中国) ASTM(美国) JIS(日本) DIN(德国)
5 M* D) h% \5 y- _0 A& Z4 _9 m 1Cr17Ni7 301 SUS301 X12CrNi177
3 D- r( w* n1 n1 I 1Cr18Ni9 302 SUS302 X12CrNi188
# n3 V5 {6 o/ O' C& |8 a 1Cr18Ni10 303 SUS303 X12CrNiS188
$ S2 v0 Y. {: f0 E 0Cr18Ni9 304 SUS304 X5CrNi189/ f0 w1 v' s5 e) i7 z
0Cr19i10 304L SUS304L X2CrNi189" Z- C/ U5 {9 O6 x$ R0 M0 Y/ @
0Cr17Ni12Mo2 316 SUS316 X5CrNiMo1810
$ ?3 L6 F) O. q3 o* y F* Y9 @6 l& p0 e 00Cr17Ni14Mo2 316L SUS316L X2CrNiMo1810
4 _8 O T8 s; D3 D( A+ Y 0Cr18Ni10Ti 321 SUS321 X10CrNiTi189
" y4 y9 z1 n4 ?6 j$ c* W4 O 0Cr19Ni13Mo3 317 SUS317 X2CrNiMo1816
* O5 i, M* J, N G+ M; R 2. 奥氏体不锈钢的成分
- r- y$ s9 t% a! V. x3 e. c: F9 h 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：; g& E4 I( g4 e
1) 加Mo改善点蚀和耐缝隙腐蚀
! y% g( [. M! ~/ ?# S- D# ^ 2) 降C或加Ti、Nb，减少晶间腐蚀倾向
8 Z( K4 \2 a! X; J, y: ~5 l& ]; n 3) 加Ni和Cr改善高温抗氧化性和强度7 b( q4 D( m0 t% f7 R
4) 加Ni改善抗应力腐蚀性能.转自"我要不锈钢"
! w: Q" w7 l! i 5) 加S、Se改善切削性和构件表面精度.1 ]6 ~' B8 {/ r, Z
奥氏体不锈钢成分系统图. i9 i; W, ?5 h8 h0 j7 u
3. 奥氏体不锈钢的组织; @5 i. C x/ ^# V8 h6 o3 }
3.1铁素体相的形成$ n( A# |, `3 I; }1 j, @% K
3.1.1铁素体相对奥氏体不锈钢性能的影响# P- k6 X0 C& S5 a
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。
! Z; Q C; ?* B4 I" h9 \/ ~ 3.1.2铁素体相的形成与含量的粗略判定" N2 h! b$ q, a Y$ x7 e! `# ^
含量的粗略判定：1 w( E9 X5 v( {, L0 D% m. T' g
Creq=%Cr+1.5×%Si+%Mo，Nieq=%Ni+30×(%C+%N)+0.5×%Mn
, |2 v; A& K4 k8 |0 E 3.1.3铁素体相的消除
% ] w# M; @7 w 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. @1 v% E" [/ I
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。
& K1 w& q( m" B- i7 Q 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。
* F* K4 _, `4 S# z 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。, F" \3 l; _4 ]6 X: e
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。1 J8 m$ L! b4 q* e& {# z- k! h2 ?
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。
/ Y M' R2 O" e: H* H 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：
+ \* ?" k) C5 S; T4 p 1.低碳及中碳13%Cr钢2 }+ I6 L/ z$ a& d5 t+ [6 T. V
2.高碳的18%Cr钢; I% _' M+ S8 k0 W1 m: ^, Q! U
3.低碳含镍（约2%）的17%Cr钢( X9 q# C+ j/ A* C% k( S8 X
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。
$ C) @/ X5 }: j/ V# k 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。7 N# T# q8 M/ @6 q3 J/ F; Z5 t
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。
; m L$ D, a' p. i# ` 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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