奧氏體不鏽鋼與馬氏體不鏽鋼的區別

2022-08-28 00:54:05 字數 3765 閱讀 3161

管件知識(2) 奧氏體不鏽鋼與馬氏體不鏽鋼的區別

奧氏體不鏽鋼:在常溫下具有奧氏體組織的不鏽鋼。鋼中含cr約18%、ni 8%~10%、c約0.

1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不鏽鋼包括著名的18cr-8ni鋼和在此基礎上增加cr、ni含量並加入mo、cu、si、nb、ti等元素發展起來的高cr-ni系列鋼。奧氏體不鏽鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進行強化。

如加入s,ca,se,te等元素,則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外,如果含有mo、cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低於0.

03%或含ti、ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕效能。高矽的奧氏體不鏽鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由於奧氏體不鏽鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業中獲得了廣泛的應用。

奧氏體型鋼

(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

1.概述

奧氏體不鏽鋼2023年在德國問世,在不鏽鋼中一直扮演著最重要的角色,其生產量和使用量約佔不鏽鋼總產量及用量的70%。鋼號也最多,當今我國常用奧氏體不鏽鋼的牌號就有40多個,最常見的就是18-8型。

定義:常溫下具有奧氏體組織的不鏽鋼。

分類:fe-cr-ni (主體)

fe-cr-mn

國內外牌號對比:

gb(中國) astm(美國) jis(日本) din(德國)

1cr17ni7 301 sus301 x12crni177

1cr18ni9 302 sus302 x12crni188

1cr18ni10 303 sus303 x12crnis188

0cr18ni9 304 sus304 x5crni189

0cr19i10 304l sus304l x2crni189

0cr17ni12mo2 316 sus316 x5crnimo1810

00cr17ni14mo2 316l sus316l x2crnimo1810

0cr18ni10ti 321 sus321 x10crniti189

0cr19ni13mo3 317 sus317 x2crnimo1816

2. 奧氏體不鏽鋼的成分

在18-8型不鏽鋼的成分基礎上演變,主要有以下幾方面的重要發展:

1) 加mo改善點蝕和耐縫隙腐蝕

2) 降c或加ti、nb,減少晶間腐蝕傾向

3) 加ni和cr改善高溫抗氧化性和強度

4) 加ni改善抗應力腐蝕性能.**"我要不鏽鋼"

5) 加s、se改善切削性和構件表面精度.

奧氏體不鏽鋼成分系統圖

3. 奧氏體不鏽鋼的組織

3.1鐵素體相的形成

3.1.1鐵素體相對奧氏體不鏽鋼效能的影響

f相的出現一般都對奧氏體不鏽鋼的效能帶來不利的影響:如使熱加工產生裂紋的傾向性增大;鋼的耐點蝕性下降,在諸多腐蝕環境(如尿素生產)中耐蝕性劣化;在高溫下加長時間加熱時,f相會轉變為σ相使鋼變脆等等。

3.1.2鐵素體相的形成與含量的粗略判定

含量的粗略判定:

creq=%cr+1.5×%si+%mo,nieq=%ni+30×(%c+%n)+0.5×%mn

3.1.3鐵素體相的消除

根本的辦法是提高鋼中奧氏體形成元素的含量。ni是首選的元素,但是從經濟的角度出發,mn和n也受到人們的重視。特別是n,其抑制鐵素體形成的能力為ni的30倍,同時又有改善耐蝕性和提高強度的作用.

標準的馬氏體不鏽鋼是:403、410、414、416、416(se)、420、431、440a、440b和440c型,這些鋼材的耐腐蝕性來自「鉻」,其範圍是從11.5至18%,鉻含量愈高的鋼材需碳含量愈高,以確保在熱處理期間馬氏體的形成,上述三種440型不鏽鋼很少被考慮做為需要焊接的應用,且440型成份的熔填金屬不易取得。

馬氏體不鏽鋼:標準馬氏體鋼材的改良,含有類如鎳、鉬、釩等的新增元素,主要是用於將標準鋼材受限的容許工作溫度提公升至高於1100k,當新增這些元素時,碳含量也增加,隨著碳含量的增加,在焊接物的硬化熱影響區中避免龜裂的問題變成更嚴重。

馬氏體不鏽鋼能在退火、硬化和硬化與回火的狀態下焊接,無論鋼材的原先狀態如何,經過焊接後都會在鄰近焊道處產生一硬化的馬氏體區,熱影響區的硬度主要是取決於母材金屬的碳含量,當硬度增加時,則韌性減少,且此區域變成較易產生龜裂、預熱和控制層間溫度,是避免龜裂的最有效方法,為得最佳的性質,需焊後熱處理。

馬氏體不鏽鋼是一類可以通過熱處理(淬火、回火)對其效能進行調整的不鏽鋼,通俗地講,是一類可硬化的不鏽鋼。這種特性決定了這類鋼必須具備兩個基本條件:一是在平衡相圖中必須有奧氏體相區存在,在該區域溫度範圍內進行長時間加熱,使碳化物固溶到鋼中之後,進行淬火形成馬氏體,也就是化學成分必須控制在γ或γ+α相區,二是要使合金形成耐腐蝕和氧化的鈍化膜,鉻含量必須在10.

5%以上。按合金元素的差別,可分為馬氏體鉻不鏽鋼和馬氏體鉻鎳不鏽鋼。

馬氏體鉻不鏽鋼的主要合金元素是鐵、鉻和碳。圖1-4是fe-cr系相圖富鐵部分,如cr大於13%時,不存在γ相,此類合金為單相鐵素體合金,在任何熱處理制度下也不能產生馬氏體,為此必須在內fe-cr二元合金中加入奧氏體形成元素,以擴大γ相區,對於馬氏體鉻不鏽鋼來說,c、n是有效元素,c、n元素新增使得合金允許更高的鉻含量。在馬氏體鉻不鏽鋼中,除鉻外,c是另乙個最重要的必備元素,事實上,馬氏體鉻不鏽耐熱鋼是一類鐵、鉻、碳三元合金。

當然,還有其他元素,利用這些元素,可根據schaeffler圖確定大致的組織。

馬氏體不鏽鋼主要為鉻含量在12%-18%範圍內的低碳或高碳鋼。各國廣泛應用的馬氏體不鏽鋼鋼種有如下3類:

1.低碳及中碳13%cr鋼

2.高碳的18%cr鋼

3.低碳含鎳(約2%)的17%cr鋼

馬氏體不鏽鋼具備高強度和耐蝕性,可以用來製造機器零件如蒸汽渦輪的葉片(1cr13)、蒸汽裝備的軸和拉桿(2cr13),以及在腐蝕介質中工作的零件如活門、螺栓等(4cr13)。碳含量較高的鋼號(4cr13、9cr18)則適用於製造醫療器械、餐刀、測量用具、彈簧等。

與鐵素體不鏽鋼相似,在馬氏體不鏽鋼中也可以加入其它合金元素來改進其他效能:1.加入0.

07%s或se改善切削加工效能,例如1cr13s或4cr13se;2.加入約1%mo及0.1% v,可以增加9cr18鋼的耐磨性及耐蝕性;3.

加入約1mo-1w-0.2v,可以提高1cr13及2cr13鋼的熱強性。

馬氏體不鏽鋼與調製鋼一樣,可以使用淬火、回火及退火處理。其力學性質與調製鋼也相似:當硬度公升高時,抗拉強度及屈服強度公升高,而伸長率、截面收縮率及衝擊功則隨著降低。

馬氏體不鏽鋼的耐蝕性主要取決於鉻含量,而鋼中的碳由於與鉻形成穩定的碳化鉻,又間接的影響了鋼的耐蝕性。因此在13%cr鋼中,碳含量越低,則耐蝕性越高。而在1cr13、2cr13、3cr13及4cr13四種鋼中,其耐蝕性與強度的順序恰好相反。

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