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溫州甌海不銹鋼的性能與組織及各元素的作用 不銹鋼的性能與組織 目前已知的化學(xué)元素有100多種,在工業(yè)中常用的溫州甌海鋼鐵材料中可以遇到的化學(xué)元素約二十多種。對(duì)于人們?cè)谂c腐蝕現(xiàn)象作長(zhǎng)期斗爭(zhēng)的實(shí)踐而形成的不銹鋼這一特殊鋼系列來說,常用的元素有十幾種,除了組成鋼的基本元素鐵以外,對(duì)不銹鋼的性能與組織影響 的元素是:碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。這些元素中除碳、硅、氮以外,都是化學(xué)元素周期表中位于過渡族的元素。 實(shí)際上工業(yè)上應(yīng)用的不銹鋼都是同時(shí)存在幾種以至十幾種元素的,當(dāng)幾種元素共存于不銹鋼這一個(gè)統(tǒng)一體中時(shí),它們的影響要比單獨(dú)存在時(shí)復(fù)雜得多,因?yàn)樵谶@種情況下不僅要考慮各元素自身的作用,而且要注意它們互相之間的影響,因此溫州甌海不銹鋼的組織決定于各種元素影響的總和。
當(dāng)溫州甌海00Cr18Mo2(Ti),高純Cr18Mo2(Ti)鋼中含Ni+Cu量≤0.5%時(shí),退火態(tài)一般不產(chǎn)生氯化物應(yīng)力腐蝕破裂。表3-34和圖3-85為所得到的結(jié)果。 需要提出,鐵素體鉻不銹鋼的耐應(yīng)力腐蝕也是有條件的。過量的鎳、銅、過高的碳、氮含量,遭受敏化處理(例如焊接),不適當(dāng)冷加工以及過高的載荷(或殘余)應(yīng)力等均可導(dǎo)致其應(yīng)力腐蝕的出現(xiàn)。 冷、熱加工和熱處理工藝及焊接性能 試驗(yàn)及實(shí)踐表明,溫州甌海00Cr18Mo2(Ti)以及高純Cr18Mo2(Ti)的冷、熱加工一般均不困難。這些鋼的高溫塑性 ,在1000-1200℃很易熱加工。但是,為了細(xì)化晶粒并獲得良好塑性,與前述鐵素體不銹鋼一樣,熱加工終止溫度應(yīng)盡量低且變形量需足夠大。 根據(jù)冷彎、杯突試驗(yàn)和深沖試驗(yàn)結(jié)果,00Cr18Mo2(Ti)以及高純溫州甌海Cr18Mo2(Ti)薄板均具有優(yōu)良的冷成型性。結(jié)果見表3-35和表3-36。鐵素體不銹鋼的冷加工硬化傾向雖較Cr-Ni奧氏體不銹鋼小,但由于其延伸率的 值較18-8鋼為低。因此,冷成型尚需選擇適合此特性的沖模具。
溫州甌海2Cr18Ni9,1Cr18Ni9,0Cr18Ni9這三種鋼均屬于奧氏體不銹鋼。在固溶態(tài), 鋼的塑性、韌性、冷加工懷均良好,在氧化性酸和大氣、水、蒸汽等介質(zhì)中耐蝕性亦佳。但在敏化態(tài)或焊后,這些鋼均具有晶間腐蝕傾向,因而在有晶間腐蝕產(chǎn)生的條件下,溫州甌海2Cr19Mi9和1Cr18Ni9一般均不適于用作焊接結(jié)構(gòu)材料,而0Cr19Ni9僅能用作薄截面尺寸的焊接件。就鋼的耐蝕性和鋼的強(qiáng)度而論,以2Cr18Ni9,1Cr18Ni9,0Cr18Ni9為序,耐蝕性依次變好,強(qiáng)度依次降低。 0Cr18Ni9適于制造深沖成型的部件以及輸酸管道、容器等;1Cr18Ni9主要用作各種耐蝕結(jié)構(gòu)件和要求無磁的部件,也可用于低溫環(huán)境中;2Cr18Ni9主要用于具有強(qiáng)度要求的結(jié)構(gòu)件,如設(shè)備的外殼、緊固件等。它們應(yīng)避免在產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕、孔蝕和縫隙腐蝕的條件下使用。 1Cr18Ni9Ti , 0Cr18Ni9Ti , 00Cr18Ni10 這三種奧氏體不銹鋼是為了解決溫州甌海1Cr18Ni9,0Cr18Ni9焊后具有晶間腐蝕傾向,因而難以應(yīng)用于焊接設(shè)備和部件的不足而發(fā)展的。它們是迄今不銹鋼板中產(chǎn)量較大、應(yīng)用較為廣泛的三種牌號(hào)。
溫州甌海00Cr17Ti在800-860℃退火態(tài)(急冷)下,一般要求鋼的бb≥44/MPa,δ5≥35% 。鋼的沖擊韌性一般雖不要求檢驗(yàn)。但當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)或5mm厚V型缺口試樣進(jìn)行沖擊試驗(yàn)時(shí),其沖擊值一般低于1×105J/m2。而當(dāng)采用1-2mm薄板疊加成非標(biāo)準(zhǔn)試樣(V型缺口)進(jìn)行同樣沖擊試驗(yàn)時(shí),則可獲得滿意的沖擊韌性。 耐腐蝕性能 00Cr17Ti的耐蝕性基本上與前述溫州甌海0Cr17Ti相同或稍優(yōu)。例如,在非常稀的鹽酸中,溫州甌海00Cr17Ti的耐蝕臨界濃度為0.1%,而0Cr17Ti為0.05% 。由于00Cr17Ti的耐蝕性不會(huì)低于0Cr17Ti,故在考慮00Cr17Ti的耐蝕性時(shí)可參閱0Cr17Ti的耐蝕性數(shù)據(jù)。試驗(yàn)指出,在很稀的(2%)沸騰甲酸中,00Cr17Ti的耐蝕性甚至優(yōu)于1Cr18Ni9Ti[前者腐蝕速度為0.030g/(m2•h),而后者為0.533g/(m2•h)]。試驗(yàn)還表明,由于00Cr17Ti鋼中碳、氮量較0Cr17Ti,1Cr17Ti為低,因而,其耐孔蝕和耐銹蝕的能力也較0Cr17Ti,1Cr17Ti有所提高。 冷、熱加工和熱處理工藝及焊接性能 此00Cr17Ti鋼的冷、熱加工性能和要求與0Cr17Ti鋼相同。熱處理工藝基本上也是退火后急冷(加熱溫度800-850℃)。由于碳、氮較低,故00Cr17Ti可焊接較好。00Cr17Ti的3mm板材采用與母材同成分的焊絲和18-8奧氏體不銹鋼焊絲進(jìn)行鎢極氬弧焊,結(jié)果表明。焊縫彎曲180°均無裂紋;杯突試驗(yàn)當(dāng)深度達(dá)10mm后才會(huì)出現(xiàn)裂紋;焊縫沖擊值,采用與母材同成分焊絲焊接時(shí)僅10×5×105J/m2 ,而用18-8奧氏體鋼焊絲時(shí),則可達(dá)10×105J/m2以上。此時(shí)焊縫呈α+γ雙相結(jié)構(gòu);只要00Cr17Ti鋼中含有足夠的Ti,焊后不會(huì)有晶間腐蝕傾向,同時(shí),焊后晶界上也不會(huì)在鹽霧試驗(yàn)中出現(xiàn)銹蝕。
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