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這類鋼也稱為奧氏體-馬氏體時效不銹鋼,并因為實際上這些鋼的組織中除奧氏體和馬氏體以外,還存在不同數(shù)量的鐵素體,故也稱為半奧氏體沉淀硬化不銹鋼。 這類鋼是50年代后期發(fā)展和應(yīng)用的新型不銹鋼,它們總的特點是強度高(C可達100一150)及熱強性好,但由于含鉻量較低并在熱處理時有碳化鉻析出,因此耐腐蝕性能比標準的奧氏體不銹鋼要低一些。也可以說這類鋼的高強度是在犧牲一部分耐腐蝕性能與其他性能(如非磁性)的情況下獲得的,目前這類鋼主要用于航空工業(yè)及火箭導(dǎo)彈生產(chǎn)方面,一般機械制造中應(yīng)用尚不普遍,并且在分類上也有把它們納為超高強度鋼的一個系列。不銹鋼的耐蝕性能 一種不銹鋼可在許多介質(zhì)中具有良好的耐蝕性,但在另外某種介質(zhì)中,卻可能因化學穩(wěn)定性低而發(fā)生腐蝕。所以說,一種
不銹鋼不可能對所有介質(zhì)都耐蝕。 在眾多的工業(yè)用途中,不銹鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據(jù)使用的經(jīng)驗來看,除機械失效外,不銹鋼的腐蝕主要表現(xiàn)在:不銹鋼的一種嚴重的腐蝕形式是局部腐蝕(亦即應(yīng)力腐蝕開裂、點腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕)。這些局部腐蝕所導(dǎo)致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實上,很多失效事故是可以通過合理的選材而予以避免的。 金屬的腐蝕,按機理可分為特理腐蝕、化學腐蝕與電化學腐蝕三種。生活實際、工程實際中的金屬腐蝕,絕大多數(shù)都屬于電化學腐蝕。應(yīng)力腐蝕開裂(SCC):是指承受應(yīng)力的合金在腐蝕性環(huán)境中由于烈紋的擴展而互生失效的一種通用術(shù)語。應(yīng)力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌,但它也可能發(fā)生于韌性高的材料中。發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應(yīng)力(不論是殘余應(yīng)力還是外加應(yīng)力,或者兩者兼而有之)和特定的腐蝕介質(zhì)存在。型紋的形成和擴展大致與拉應(yīng)力方向垂直。這個導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力值,要比沒有腐蝕介質(zhì)存在時材料斷裂所需要的應(yīng)力值小得多。在微觀上,穿過晶粒的裂紋稱為穿晶裂紋,而沿晶界擴圖的裂紋稱為沿晶裂紋,當應(yīng)力腐蝕開裂擴展至其一深度時(此處,承受載荷的材料斷面上的應(yīng)力達到它在空氣中的斷裂應(yīng)力),則材料就按正常的裂紋(在韌性材料中,通常是通過顯微缺陷的聚合)而斷開。因此,由于應(yīng)力腐蝕開裂而失效的零件的斷面,將包含有應(yīng)力腐蝕開裂的特征區(qū)域以及與已微缺陷的聚合相聯(lián)系的“韌窩”區(qū)域。 點腐蝕:點腐蝕是指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微而分散發(fā)生高度的局部腐蝕,常見蝕點的尺寸小于1.00mm,深度往往大于表面孔徑,輕者有較淺的蝕坑,嚴重的甚至形成穿孔。 晶間腐蝕:稀土元素:稀土元素應(yīng)用于
不銹鋼,目前主要在于改善工藝性能方面。如向 Crl7Ti 鋼和 Cr17Mo2Ti 鋼中加少量的稀土元素,可以消除鋼錠中因氫氣引起的氣泡和減少鋼坯中的裂紋。奧氏體和奧氏體-鐵素體不銹鋼中加 0.02-0.5 %的稀土元素(鈰鑭合金),可顯著改善鍛造性能。曾有一種含 19.5% 鉻、 23 %鎳以及鉬銅錳的奧氏體鋼,由于熱加工工藝性能在過去只能生產(chǎn)鑄件,加稀土元素后則可軋制成各種型材。
2) 按金相組織對不銹鋼的分類及各類不銹鋼的一般特點
按化學成分(主要是含鉻量)及用途,
不銹鋼分為不銹與耐酸兩大類。工業(yè)上還按自高溫( 900-1100 度)加熱空氣冷卻后鋼的基體組織的類型對不銹鋼進行分類,這是基于我們上面所討論的碳及合金元素對不銹鋼組織影響的特點決定的。
工業(yè)上應(yīng)用的不銹鋼按金相組織可分為三大類:鐵素體不銹鋼,馬氏體不銹鋼,奧氏體不銹鋼??梢园堰@三類不銹鋼的特點歸納 ( 如下表 ) ,但需要說明的是馬氏體不銹鋼并不是都不可焊接,只是受某些條件的限制,如焊前應(yīng)預(yù)熱焊后應(yīng)作高溫回火等,而使焊接工藝比較復(fù)雜。實際生產(chǎn)中一些馬氏體不銹鋼如 1Cr13,2Cr13 以及 2Cr13 與 45 鋼焊接還是比較多的。
-1.鐵素體鋼
含鉻大于14%的低碳鉻不銹鋼,含鉻大干27%的任何含碳量的鉻不銹鋼,以及在上述成分基礎(chǔ)上再添加有鉬、鈦、鈮、硅、鋁、、鎢、釩等元素的不銹鋼,化學成分中形成鐵素體的元素占絕對優(yōu)勢,基體組織為鐵素。這類鋼在淬火(固溶)狀態(tài)下的組織為鐵素體,退火及時效狀態(tài)的組織中則可見到少量碳化物及金屬間化合物。
屬于這一類的有 Crl7 、 Cr17Mo2Ti 、 Cr25 , Cr25Mo3Ti 、 Cr28 等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,多用于受力不大的耐酸結(jié)構(gòu)及作抗氧化鋼使用。