A. 哪位大神知道馬氏體不銹鋼的特點和用途
屬於馬氏體不銹鋼的鋼號有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr13Mo、1Cr17Ni2、2Cr13Ni2、9Cr18、9Cr18MoV等。主要用在要求耐磨性好,要求強度高的場合。
⑴焊接性
有強烈的冷裂傾向,焊縫及熱影響區焊後均為硬而脆的馬氏體組織,鋼中含碳量越高,冷裂傾向越大。焊接時在溫度超過1150℃的熱影響區內,晶粒顯著長大。過快或過慢的冷卻都可能引起接頭脆化。例如,1Cr13鋼焊後冷卻速度小於10℃/s時,在熱影響區將得到粗大的鐵素體加碳化物組織,使塑性顯著降低;當冷卻速度大於40℃/s時,則會產生粗大的馬氏體組織,同樣也使塑性下降。
馬氏體不銹鋼的晶間腐蝕傾向很小。
⑵焊接工藝
1)焊前預熱
預熱溫度為200~260℃,對高剛性焊件可預熱至400~450℃。
2)焊後冷卻
對於剛性小的焊件,可以冷至室溫再回火;對於大厚度的焊件,需採用較復雜的工藝;焊後冷至100~150℃,保溫0.5~1h,然後加熱至回火溫度。
3)焊後熱處理
目的是降低焊縫和熱影響區的硬度,改善塑性和韌性,同時減少焊接殘余應力。焊後熱處理分回火和完全退火兩種。回火溫度為650~750℃,保溫1h,空冷;若焊件焊後需機加工的,為了得到最低硬度,可採用完全退火,退火溫度為830~880℃,保溫2h爐冷至595℃,然後空冷。
4)焊條的選用
焊接馬氏體不銹鋼用焊條分為鉻不銹鋼焊條和鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條兩大類。常用鉻不銹鋼焊條有E1-13-16(G202)、E1-13-15(G207);常用鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條有E0-19-10-16(A102)、E0-19-10-15(A107)、E0-18-12Mo2-16(A202)、E0-18-12Mo2-15(A207)等。
B. 什麼是馬氏體不銹鋼,有什麼牌號
通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼,通俗地說,是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。淬火後硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用於蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。根據化學成分的差異,馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同,還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沉澱硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。
標準的馬氏體不銹鋼是:403、410、414、416、416(Se)、420、430、431、440A、440B和440C型,有磁性;這些鋼材的耐腐蝕性來自「鉻」,其范圍是從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型不銹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。
標准馬氏體鋼材的改良,含有類如鎳、鉬、釩等的添加元素,主要是用於將標准鋼材受限的容許工作溫度提升至高於1100K,當添加這些元素時,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。
性能
編輯
馬氏體不銹鋼能在退火、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。
馬氏體不銹鋼是一類可以通過熱處理(淬火、回火)對其性能進行調整的不銹鋼,通俗地講,是一類可硬化的不銹鋼。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,在該區域溫度范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,可分為馬氏體鉻不銹鋼和馬氏體鉻鎳不銹鋼。
馬氏體鉻不銹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,以擴大來說,C、N是有效元素,C、N元素添加使得合金允許更高的鉻含量。在馬氏體鉻不銹鋼中,除鉻外,C是另一個最重要的必備元素,事實上,馬氏體鉻不銹耐熱鋼是一類鐵、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。
馬氏體不銹鋼主要為鉻含量在12%-18%范圍內的低碳或高碳鋼。各國廣泛應用的馬氏體不銹鋼鋼種有如下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
馬氏體不銹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。
與鐵素體不銹鋼相似,在馬氏體不銹鋼中也可以加入其它合金元素來改進其他性能: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。
馬氏體不銹鋼與調制鋼一樣,可以使用淬火、回火及退火處理。其力學性質與調制鋼也相似:當硬度升高時,抗拉強度及屈服強度升高,而伸長率、截面收縮率及沖擊功則隨著降低。
馬氏體不銹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。
C. 馬氏體時效不銹鋼成分 性能用途資料大全
馬氏體時效不銹鋼是由低碳馬氏體相變強化和時效強化兩種強化效應疊加的高強度不銹鋼,是20 世紀60 年代後期發展起來的新鋼類。它具有馬氏體時效鋼的全部優點,又具有馬氏體時效鋼所不具備的不銹性,同時還對沉澱硬化不銹鋼的某些性能進研了改進。現已廣泛應用於航空、航天、機械製造、原子能等重要領域。
近30 年來,馬氏體時效不銹鋼的開發和研究取得了很大的進步。上海秉爭實業有限公司將從馬氏體時效不銹鋼的成分、性能、組織結構等多方面反映馬氏體時效不銹鋼目前的研究概況。
1 馬氏體時效不銹鋼的成分與性能
1961 年美國Carpenter Technology Co. 研製了第一個含鈷的Pyroment X-12 馬氏體時效不銹鋼,以後又先後開發了不含鈷的Custom 450、Custom455 及X-15 、X-23 。此時期美國一些公司先後開發了AM363、Almar326、In736、PH13-8Mo 、UnimarCR 等。德國於1967、1971 年先後研製成功了Ul2trofort 401-403 等鋼種。我國在上世紀70 年代也曾開展了一些馬氏體時效不銹鋼的研究工作。例如,研製了00Cr13Ni8Mo2NbTi。至20世紀末,我國已有10 多個馬氏體時效不銹鋼獲得廣泛應用。表1~表3 給出了目前典型馬氏體時效不銹鋼的化學成分和力學性能。
表1 國外典型馬氏體時效不銹鋼的化學成分/%
Table 1 Chemical compositions of overseas typical maraging stainless steels/%
鋼種 C Cr Ni Co Mo Ti Al Cu 其它
Pyroment X-15 < 0.030 15.00 - 20. 00 2. 90 - - - -
Pyroment X-23 < 0.030 10.00 7. 00 10. 00 5. 50 - - - -
Ultrofort 401 < 0.020 12.00 8. 20 5. 30 2. 00 0. 8 - - B、Zr
Ultrofort 402 < 0.020 12.50 7. 60 5. 40 4. 20 0. 5 0. 05 - -
Ultrofort 403 < 0.020 11.00 7. 70 9. 00 4. 50 0. 4 0. 15 - -
MNBI < 0.030 12.50 5. 50 6. 80 3. 00 - - - -
MA-164 0.02 12.50 4. 5 12. 5 5. 0 - - - -
AM367 0.025 14 3. 5 15. 5 2 0. 4 - - -
PH13-8Mo 0.03 12.75 8. 2 - 2. 2 - 1. 10 - 0. 005N
SUS630 0.02 16 3. 9 - - - - 3. 8 0. 8Si ,0. 8Mn ,0. 2Nb
A steel 0.01 10.2 9. 2 - 3. 0 0. 7 - - 1. 5Si
NSSHT1770M 0.04 13.8 7. 0 - 0. 8 0. 3 - 0. 7 1. 5Si
Custom 450 0.035 14.9 6. 5 - 0. 8 - - 1. 5 0. 75Nb
Custom 455 0.03 11.75 8. 5 - - 1. 2 - 2. 25 0. 30Nb
Almar 362 ≤0.03 14.5 6. 5 - - 0. 80 - - -
AM363 ≤0.05 11.50 4. 5 - - 0. 40 - - -
11Cr9Ni2MoTi < 0.015 11 9 - 2 1. 2~1. 6 - - B < 0. 005
表2 國內典型馬氏體時效不銹鋼的化學成分/%
Table 2 Chemical compositions of domestic typical maraging stainless steels/%
鋼種 C Cr Ni Nb Mo Si Mn 其它
00Cr14Ni6Mo2AlNb < 0.03 14 6 0.4~0.7 2 ≤0. 5 ≤0. 5 0.1~0.4Al
00Cr15Ni6Nb < 0.03 15 6 0.5~0.8 - ≤0. 5 ≤0. 5 -
10Cr-7Ni-10Co-5. 5Mo 0.004 10 7 - 5. 5 - - 10 Co
12Cr-8Ni-Be < 0.03 11.7 8 - - - - 0.18Be
00Cr12Ni9Cu2TiNb < 0.03 12 9 0.2~0.3 - - - 微量RE 2Cu
12Cr5Ni2MnMoCu < 0.03 12 5 - - - - 2Mn
13Cr-25Co-5Mo < 0.03 13 - - 5 - - 25Co
表3 典型馬氏體時效不銹鋼的力學性能
Table 3 Mechanical properties of typical maraging stainless steels
鋼種 拉伸強度/MPa 延伸率/% 硬度
SUS630 1430 12 HV 450
Croloy16-6PH 1310 15 HV 412
12-6PHX 1310 13 -
17-4PH 1310 14 HRC 42
15-5PH 1310 14 HRC 42
PH13-8Mo 1550 12 HRC 47
Custom 450 1350 14 HRC 42
Custom 455 1645 10 HRC 49
Pyroment X-15 1550 17 HV 484
NSSHT 1700M 1790 5 HV 530
A steel 1980 1 HV 587
AM 363 840 10 -
Almar 362 1330 13 -
Ultrofort 401 1700 11 -
MA-164 1830 14. 7 -
00Cr12Ni9Cu2TiNb 2050 2. 2 HV 558
12Cr5Ni2MnMoCu 1640 4. 5 -
2 合金化
上海秉爭實業有限公司馬氏體時效不銹鋼的合金化元素主要有三類,一類是與抗腐蝕性能有關的元素,如Cr ;一類是形成沉澱硬化相的強化元素,如Mo 、Cu、Ti 等;一類是平衡組織以保證鋼中不出現或控制δ2鐵素體元素,如Ni 、Mn、Co 等。
2. 1 合金元素的作用
鉻是不銹鋼的主要合金元素,對耐蝕性起著決定作用。其耐蝕性按照nP8 規律作躍進式的突變,隨著Cr 含量的增加,不銹鋼在氧化性介質中耐腐蝕能力相應增加。Cr 能有效地提高鋼的點蝕電位值,降低鋼對點蝕的敏感性。當Cr與Mo 配合使用時,抗點蝕效果更好。Cr 是強鐵素體形成元素和縮小奧氏體區元素,對於馬氏體時效不銹鋼來說,Cr 含量一般在10. 5 %~18 %之間 。如果Cr含量過高,則固溶處理後將得不到全馬氏體組織(含有部分鐵素體組織) ,而鐵素體的存在則會影響鋼的熱塑性,降低鋼的強度並惡化鋼的橫向韌性和鋼的耐蝕性。另一方面,Cr 是降低Ms 點元素,因此,Cr 含量一般控制在10. 5 %~12. 5 %。
同樣,鎳也是馬氏體時效不銹鋼中不可缺少的元素。鎳是奧氏體相形成元素,擴大奧氏體穩定區,隨鋼中鎳含量的提高,奧氏體相區向高Cr 方向移動,即鋼中的Cr 可以提高而不至於形成單一的鐵素體組織。為保證在815~1 100 之間的奧氏體結構在冷卻到室溫後完全轉變為馬氏體結構,在馬氏體時效不銹鋼中鎳含量應在4 %~20 %,但鎳同樣會降低Ms 點,並且比Cr的作用還要強烈。如鎳含量過多,Ms 點降低,冷
卻時會導致殘余奧氏體的形成,從而得不到全馬氏體組織,使時效後的強度降低。因此,馬氏體時效不銹鋼中的鎳含量一般控制在5. 6 %~10 %,最高達12 %。
在馬氏體時效鋼中,鈷雖固溶於基體中但並不形成金屬間化合物,而與鉬產生協作效應(synergistic effect) 。其作用在於減少鉬在馬氏體中的固溶度,從而促進含鉬金屬間化合物(如Ni3Mo 、Fe2Mo) 的析出; 另外,鈷可以抑制馬氏體中位錯亞結構的回復,為隨後的析出相形成提供出更多的形核位置,因而使析出相粒子更為細小而又分布均勻,減少析出相粒子間距。
在馬氏體時效不銹鋼中對強度、韌性和耐蝕性都有利的合金元素是鉬。時效初期析出的富鉬析出物,在強化的同時保持鋼的韌性中起著重要作用 。馬氏體時效鋼中合金元素Mo 的存在,也可以阻止析出相沿原奧氏體晶界析出,從而避免了沿晶斷裂、提高了斷裂韌性。在某些還原性介質中,鉬能促進Cr 的鈍化作用。故鉬能提高鉻鎳不銹鋼在硫酸、鹽酸、磷酸及有機酸中的耐蝕性,並有效地抑制氯離子的點腐蝕傾向,提高鋼的抗晶間腐蝕能力。但過量添加鉬同過量添加鎳一樣,也會生成殘留奧氏體。在馬氏體時效不銹鋼中鉬含量應控制在5 %以下。
銅是一種較弱的奧氏體形成元素。加入少量銅不致引起不銹鋼組織的明顯變化。在腐蝕介質中,含銅鋼在氧化層下形成銅的富集層,它能阻止氧化鐵繼續向金屬內部深入,故在馬氏體時效不銹鋼加入銅,能提高鋼在鹽酸和硫酸中的耐蝕性,加銅也能提高鋼的耐應力腐蝕能力。但過多的銅含量會引起熱加工時的銅脆。
在傳統的馬氏體時效鋼中,Mn 一直是作為雜質元素而存在的,其含量受到了嚴格的控制( ≤0.1 %) 。不過,由於在Fe-Mn 系合金中,可以在較寬的冷卻速度范圍內形成板條或塊狀馬氏體組織,所以Fe-Mn 合金也為時效強化提供了良好的基礎。Mn 是擴大γ區的元素,在鋼中Mn 的穩定奧氏體組織的能力僅次於Ni ,是強烈提高鋼的淬透性元素。因此,在馬氏體時效不銹鋼中,Mn可以部分取代Ni 。但錳的加入會稍微降低鉻量較低的不銹鋼的耐蝕性能。當鋼中含鉻量足夠高時(17 %Cr) ,錳對鋼的耐蝕性並無有害影響。
鋁通常是作為脫氧劑加入到鋼中,是鐵素體形成元素,促進鐵素體形成能力約為鉻的2. 5~3倍。鋁在馬氏體時效不銹鋼中的主要作用是時效強化作用。同時,加鋁能在鋼表面形成一層緻密的氧化膜Al2O3 ,提高不銹鋼抗氧化能力。
鈦在馬氏體時效不銹鋼中常常使用。鈦在馬氏體時效不銹鋼中是最有效的強化合金元素。適量的鈦具有顯著的時效強化作用。增加鈦含量,降低不銹鋼一般耐蝕性。在某些介質中使焊接件出現刀口腐蝕。
硅是強烈的強化鐵素體元素。硅對提高鐵基、鎳基耐蝕合金在強氧化介質中的耐蝕性有明顯作用。在高溫下或在強氧化性介質中(如發煙硝酸) ,鋼中加一定量的硅,可在表面形成一層富硅的表面層SiO2 ,從而使鋼的抗氧化性或抗腐蝕能力顯著提高。加硅對耐硫酸腐蝕也有一定作用。加硅還可以抑制不銹鋼在氯離子介質中的點腐蝕傾向。但當含硅量高達4 %時,鋼的脆性顯著升高,而使工業使用發生困難。
將稀土元素加入不銹鋼中,能提高馬氏體時效不銹鋼的抗腐蝕性能。但關於稀土元素對馬氏體時效不銹鋼的耐蝕性能的影響,目前研究還較少,需進一步研究。
上述合金元素相互之間有時會發生新的物理化學作用,往往會引起強化力學性能的作用。各種合金元素對馬氏體時效不銹鋼組織結構和性能的影響見表4。
表4 合金元素對馬氏體時效不銹鋼組織結構和性能的影響
Table 4 Effect of alloying elements on structure and properties of maraging stainless steel
合金 對組織結構的影響 對性能的影響
元素 形成鐵素體 形成奧氏體 防止晶間腐蝕 增加耐腐蝕性 提高抗氧化性 提高高溫強度 增強時效硬化 細化晶粒
鋁
鉻
鈷
鈮
銅
錳
鉬
鎳
硅
鉭
鈦
鎢
注: ———作用較強; ———作用中等; ———作用較弱。
2. 2 合金元素對不銹鋼組織的影響
不銹鋼中穩定奧氏體元素的作用居於主要方面時,不銹鋼的組織就以奧氏體為主,很少以至沒有鐵素體;在不銹鋼中所含穩定奧氏體元素鎳、錳、銅的作用程度還不能使鋼的奧氏體保持至室溫時,不穩定的奧氏體在冷卻時即發生馬氏體轉變,鋼的組織則為馬氏體;如果形成鐵素體元素的作用成為主要方面的話,鋼的組織則以鐵素體為主,根據鎳當量和鉻當量可得出不銹鋼組織圖。各元素的鎳或鉻當量為 :
Ni當量= %Ni + %Co + 0. 5 %Mn + 0. 3 %Cu +25 %N + 30 %C (1)
Cr當量= %Cr + 2 %Si + 1. 5 %Mo + 5 %V + 5. 5 %Al +1. 75 %Nb + 1. 5 %Ti + 0. 75 %W (2)
3 馬氏體時效不銹鋼的組織結構
3. 1 馬氏體
在正常化學成分和適宜熱處理條件下,為了獲得良好性能,馬氏體時效不銹鋼中的基體應為板條狀馬氏體。相鄰的馬氏體板條,基本上位向相同,而且相互之間是小傾角晶界接觸;板條寬度約為0.025~2.25μm。晶粒度對板條寬度和分布沒有影響,而捆的大小則隨著晶粒度增大有變大傾向。用透射電鏡觀察,其亞結構主要是由高密度位錯所組成,位錯密度為(0.3~0.9) ×1012 cm/cm3 。馬氏體可以變溫或等溫形成;馬氏體是體心立方結構,而且逆轉變為奧氏體時,有很大的溫度滯後,因而在較高溫度時可以發生馬氏體基體的沉澱;馬氏體的硬度為HRC25 左右,具有很好的塑性和韌性。
3. 2 殘余奧氏體
為了使馬氏體時效不銹鋼具有優良的性能,希望鋼的基體為馬氏體組織,鋼中殘余奧氏體盡量少。這就需要嚴格控制鋼的馬氏體轉變溫度Ms 和適宜的鉻當量和鎳當量。對於馬氏體時效不銹鋼而言,利用(3) 式可計算出馬氏體相變溫度,精確度可達±40 ,利用Cr 、Ni 含量對Ms 溫度影響來測定Ms 溫度,其精確度可達±20 。利用式(1) 和(2) 以及Cr 、Ni 含量與Ms 的關系可計算出不含殘余奧氏體和鐵素體的馬氏體時效不銹鋼的化學成分。但是,就提高馬氏體時效不銹鋼的韌性而言,有少量殘余奧氏體(包括逆轉奧氏體) 是有益的。
Ms = 832 - 29 %Cr - 39 %Ni - 5 %Co -36 %Mo - 0 %Ti (3)
3. 3 金屬間相
上海秉爭實業有限公司馬氏體時效不銹鋼在馬氏體基體上析出細小、彌散的金屬間化合物是使這類鋼獲得高性能的關鍵。研究表明,對於含Co 、Mo 的馬氏體時效不銹鋼,由於碳含量很低,故碳化物很少,在馬氏體基體上主要有χ相,Laves 相、Fe2Mo 、Ni3 Ti 等金屬間化合物析出。Ni3Mo 和Ni3 Ti 均呈細長的棒狀,而Fe2Mo 和NiBe 則為球形。表5 給出了馬氏體時效不銹鋼的一些時效析出物。
表5 馬氏體時效不銹鋼的析出相
Table 5 Precipitate phases in maraging stainless steel
鋼種 時效溫度P 析出相
17-4PH 480~600 富Cuε相
AM367 427~510 χ相,Laves 相,Mo 化合物,Ti 化合物
Ultrofort401 500~550 χ相,Fe2Mo ,Ni3Ti
1RK91 475~550 Ni3 (Ti ,Al) ,R 相,Laves 相,R′相
0Cr12Ni5Mn2MoAlTi 480 NiTi ,Ni3 (Al 、Ti)
00Cr12Ni9Cu2TiNbBe 450~480 NiTi ,NiBe
4 馬氏體時效不銹鋼的發展趨向
(1) 降低鋼中氣體、夾雜物和有害元素含量,改進馬氏體時效不銹鋼組織結構的均勻性,提高現有鋼種的強、韌性以及耐蝕性。
(2) 進一步研究晶粒超細化工藝。通過改善合金化、控制軋制及形變熱處理,在析出強化的同時,充分發揮形變、相變和細晶強化的綜合作用,提高鋼的綜合力學性能。
(3) 開發σ0. 2 ≥1 200 MPa 耐海水腐蝕馬氏體時效不銹鋼,提高鉻、鉬等耐腐蝕元素的含量,進一步改善馬氏體時效不銹鋼的耐腐蝕性能。
(4) 無鈷超高強度(σb ≥1 800 MPa) 馬氏體時效不銹鋼的開發及強韌化機理研究。
(5) 進一步研究高度彌散金屬間化合物的形貌、組分、結構以及殘留奧氏體的數量形貌、分布狀態對馬氏體時效不銹鋼性能的影響。
(6) 稀土元素在馬氏體時效不銹鋼中作用機理研究。
5 上海秉爭實業有限公司結束語
馬氏體時效不銹鋼具有比強度大、屈強比高、強韌兼備、彈性性能優異、耐蝕性和熱穩定性好、熱處理規范簡便、加工成型性及焊接性能優良等優點,具有良好的發展前景。將高強度馬氏體時效不銹鋼發展至超高強度(σb ≥1 800 MPa) ,同時具有良好的塑韌性,在航空航天等領域存在著廣泛的應用和需求前景。但從經濟角度考慮,由於這類鋼均含有較高的鈷元素,因而價格較昂貴。對此,開展無鈷超高強度馬氏體時效不銹鋼的研究以及稀土元素的添加對馬氏體時效不銹鋼腐蝕行為的影響研究,開展耐海水腐蝕馬氏體時效不銹鋼的應用與研究都有重要的意義。
D. 馬氏體不銹鋼固溶處理後為什麼有裂紋
固溶處理(淬火)時在工件中引起的內應力是造成工件變形和開裂的主要原因。根據內應力的不同可分為熱應力(溫度應力)和組織應力(相變應力),任何在熱處理過程中。只要有相變,熱應力和組織應力就會發生。只不過熱應力在組織轉變前就已經產生了,而組織應力是在組織轉變過程中產生。如果你的淬火介質選用的水淬,那麼在整個冷卻過程中,內應力會很大。熱應力和組織應力綜合作用的結果使其會產生微裂紋。裂紋的產生它受到多種因素的影響如:成分、形狀、熱處理工藝。等應力超過材料的屈服強度時就引起工件變形,當應力超過材料的斷裂強度時工件就會開裂。
E. 馬氏體不銹鋼對人體有害嗎
馬氏體不銹鋼主要用於蒸汽輪機葉片、餐具、刀具、外科手術器械,對人體是沒有危害的。
F. 馬氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼哪個好
馬氏體不銹鋼是一種常見的不銹鋼材料的分類,這種不銹鋼材料的使用是非常的方便的,尤其是在焊接上面馬氏體不銹鋼是非常受使用者的歡迎的。馬氏體不銹鋼在加熱的條件下的,可加工性能是非常的出色的,這個是受到認可的。馬氏體不銹鋼常常是會和奧氏體不銹鋼相比較的,這是兩種常見的不銹鋼。下面小編就來給大家介紹一下馬氏體不銹鋼喝奧氏體不銹鋼的區別。
馬氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的區別是什麼
馬氏體型不銹鋼中的主要合金元素為鉻。通常用在弱腐蝕性介質,如海水、淡水和水蒸汽等中,使用溫度小於或等於580℃、通常作為受力較大的零件和工具的製作材料,由於此鋼焊接性能不好,故一般不用作焊接件。奧氏體型不銹鋼中主要合金元素為鉻和鎳。這類鋼具有高的韌性、低的脆性轉變溫度、良好的耐蝕性和高溫強度、較好的抗氧化性以及良好的壓力加工和焊接性能。
馬氏體不銹鋼詳細介紹:通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼,通俗地說,是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型,如2Cr13,3Cr13,4Cr13等。淬火後硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用於蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。根據化學成分的差異,馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同,還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沉澱硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。
奧氏體不銹鋼詳細介紹:是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni8%~10%、C約0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的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。奧氏體不銹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。
馬氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的區別是什麼,這些小編已經在上文中給大家做了詳細的介紹了。馬氏體不銹鋼的成分含量和奧氏體不銹鋼還是有比較大的差別的,所以大家在購買不銹鋼材料的時候,是可以注意一下不銹鋼的成分表的,基本上從成分表上面,大家就可以看出是什麼類型的不銹鋼。大家如果有購買馬氏體不銹鋼的需要的話,就快快行動吧。
G. 什麼是馬氏體不銹鋼,馬氏體不銹鋼的特點是什麼
鐵素體不銹鋼,奧氏體不銹鋼,馬氏體不銹鋼都是以金相組織來分類的。各自的特點如下: 奧氏體不銹鋼:奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數字標示。其顯微組織為奧氏體。它是在高鉻不銹鋼中添加適當的鎳(鎳的質量分數為8%~25%)而形成的。常見的幾種如下: 1Cr18Ni9Ti(321)、0Cr18Ni9(302)、00Cr17Ni14M02(316L) 優點:易焊接,可塑性好(不易斷裂),變形多,穩定性好(不易生銹),易鈍化。缺點:但對溶液中含有氯離子(CL-)的介質特別敏感,易於發生應力腐蝕。 鐵素體不銹鋼:400系列的數字表示。它的內部顯微組織為鐵素體,其鉻的質量分數在11.5%~32.0%范圍內。隨著鉻含量的提高,其耐酸性能也提高,加入鉬(Mo)後,則可提高耐酸腐蝕性和抗應力腐蝕的能力。00Cr12、1Cr17(430)、00Cr17Mo、00Cr30Mo2、Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等 優點:含鉻量高,導熱性好,穩定性比較好,散熱性好。缺點:但機械性能與工藝性能較差。 用途:多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用,例如:灶具,排氣管道(摩托車後面)。 馬氏體不銹鋼:400系列的數字表示。它的顯微組織為馬氏體。這類鋼中鉻的質量分數為11.5%~18.0%,但碳的質量分數最高可達0.6%。碳含量的增高,提高了鋼的強度和硬度。在這類鋼中加入的少量鎳可以促使生成馬氏體,同時又能提高其耐蝕性。常見的幾種如下: 1Cr13(410)、2 Cr13(420)、3 Cr13()、1 Cr17Ni2() 優點:含碳量高,硬度高。缺點:這類鋼的可塑性和焊接性較差。用途:模具、地下管道、刀具、刃具、餐具、螺栓、螺母。 另外還有雙相不銹鋼,沉澱硬化(PH)型不銹鋼。 你所說的這幾種不銹鋼型號都屬於奧氏體不銹鋼,它們材質相似,大多用於裝飾材料。如果說它們的差異主要體現在: 200系列:奧氏體不銹鋼。特點:含Ni量低,比較容易生銹。除銹:用光亮膏、水性光亮膏、光潔水,防銹:護膜液、水性護膜液。 用途:做不銹鋼鋼帶,用於裝飾材料、不銹鋼門窗、不銹鋼樓梯扶手、防盜網等。 300系列:奧氏體不銹鋼。特點:含Ni量高,耐腐蝕性好。 用途:用於工業、化工設備、印染設備等。
H. 什麼叫馬氏體不銹鋼作用是什麼
馬氏體不銹鋼是通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼,通俗地說,是一類可硬化的不銹鋼。
主要用於蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。
鋼材的耐腐蝕性來自「鉻」,其范圍是從11.5至18%,鉻含量愈高的鋼材需碳含量愈高。
性能
1、馬氏體不銹鋼能在退火、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。
2、在平衡相圖中必須有奧氏體相區存在,在該區域溫度范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。
3、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,可分為馬氏體鉻不銹鋼和馬氏體鉻鎳不銹鋼。
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馬氏體不銹鋼主要為鉻含量在12%-18%范圍內的低碳或高碳鋼。各國廣泛應用的馬氏體不銹鋼鋼種有如下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。
馬氏體不銹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。
I. 奧氏體,馬氏體不銹鋼與雙相鋼怎麼區別的,最好詳細的,謝謝。
1、奧氏體不銹鋼:含鉻大於18%,還含有
8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好,可耐多種介質腐蝕。奧氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的wC<0.08%,鋼號中標記為「0」。這類鋼中含有大量的Ni和Cr,使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能,在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好,用來製作耐酸設備,如耐蝕容器及設備襯里、輸送管道、耐硝酸的設備零件等。奧氏體不銹鋼一般採用固溶處理,即將鋼加熱至1050~1150℃,然後水冷,以獲得單相奧氏體組織。
2.雙相不銹鋼:兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點,並具有超塑性。
奧氏體和鐵素體組織各約佔一半的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不銹鋼。
3、馬氏體不銹鋼:強度高,但塑性和可焊性較差。
馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等,因含碳較高,故具有較高的強度、硬度和耐磨性,但耐蝕性稍差,用於力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上,如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理後使用的。
J. 馬氏體不銹鋼都有哪些分類
馬氏體不銹鋼根據化學成分不同可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類;根據組織和強化機理的不同則可分為馬氏體和半奧氏體沉澱硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。
1、馬氏體鉻鋼。鋼中除含鉻外還含一定量的碳。鉻含量決定鋼的耐蝕性,碳含量越高則強度、硬度和耐磨性越高。此類鋼的正常組織為馬氏體,有的還含有少量的奧氏體、鐵素體或珠光體。主要用於製造對強度、硬度要求高,而對耐腐蝕性能要求不太高的零件、部件以及工具、刀具等。典型鋼號有2Crl3、4Crl3、9Crl8等。
2、馬氏體鉻鎳鋼。包括馬氏體沉澱硬化不銹鋼、半奧氏體沉澱硬化不銹鋼和馬氏體時效不銹鋼等,都是高強度或超高強度不銹鋼。此類鋼碳含量較低(低於0.10%),並含有鎳,有些牌號還含有較高的鉬、銅等元素,所以此種鋼在具有高強度的同時,強度與韌性的配合以及耐蝕性、焊接性等均優於馬氏體鉻鋼。Crl7Ni2是最常用的一種低鎳馬氏體不銹鋼。馬氏體沉澱硬化不銹鋼通常還含有Al、Ti、Cu等元素,它是在馬氏體基體上通過沉澱硬化作用析出Ni3A1、Ni3Ti等彌散強化相而進一步提高鋼的強度,如Crl7Ni4Cu4等牌號;而半奧氏體(或稱半馬氏體)沉澱硬化不銹鋼,由於淬火狀態仍為奧氏體組織,所以淬火態仍可進行冷加工成型,然後通過中間處理、時效處理等工藝進行強化,這樣就可以避免馬氏體沉澱硬化不銹鋼中的奧氏體淬火後直接轉變為馬氏體,導致隨後加工成型困難的缺點。常用的鋼種有0Crl7Ni7AI、0Crl5Ni7M02A1等。此類鋼強度較高,一般達1200~1400MPa,常用於製作對耐蝕性能要求不太高但需要高強度的結構件,如飛機蒙皮等。
馬氏體時效不銹鋼,是在超低碳馬氏體時效鋼的基礎上加入高於10%的鉻製成的,既保有馬氏體時效鋼的良好綜合性能,又提高了耐蝕性。此類鋼碳含量低於0.03%,鉻含量為10%~15%,鎳含量為6%~11%(或鈷含量為10%~20%),並加入Mo、Ti、Cu等強化元素。
標準的馬氏體不銹鋼是:403、410、414、416、416(Se)、420、430、431、440A、440B和440C型,有磁性;這些鋼材的耐腐蝕性來自「鉻」,其范圍是從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型不銹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。