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不銹鋼及其熱處理性能

作者: 來源: 發布時間:2019-07-11 瀏覽:159

對比分析了原始態和經傳統雙相區工藝及過飽和單相區工藝處理的不銹鋼機械臂的顯微組織、力學性能、拉伸斷口形貌和耐腐蝕性能的變化。

不銹鋼及其熱處理性能

常用不銹鋼按正熾熱處置后鋼的組織組成物來劃分,可分為馬氏體型不銹鋼、鐵素體型不銹鋼、奧氏體型不銹鋼和過渡型不銹鋼(半奧氏體型不銹鋼,即兼有奧氏體和馬氏體不銹鋼的優點)。現將各種不銹鋼的成分及其特性分述如下。


(1)馬氏體型不銹鋼

鋼中含鉻量為12%~18%,含碳量0.10%~0.4%,淬火后可得到馬氏體組織,這種不銹鋼叫做馬氏體型不銹鋼。


馬氏體型不銹鋼在淬火回火后具有良好的強度、塑性、韌性及抗腐蝕性。馬氏體型或半馬氏體型不銹鋼都具有磁性。


馬氏體型不銹鋼正火或淬火后的組織為馬氏體。半馬氏體型不銹鋼正火后的組織為馬氏體+鐵素體。淬火后的組織視其成分與淬火溫度而定,能夠是馬氏體,也能夠是馬氏體+奧氏體。它們都能夠經過熱處置來強化。


常用的馬氏體型不銹鋼有2Cr13、3Cr13、4Cr13。而1Cr13屬于半馬氏體型不銹鋼。


1Cr13與2Cr13鋼經淬火和高溫回火后,具有良好的綜合力學性能,宜制造請求塑性較好與受沖擊載荷作用的零件,多用于請求一定強度與韌性的構造零件。如汽輪機的葉片、水壓機閥、熱裂設備的配件以及在高溫下的螺釘、螺母和日常生活用具等。3Cr13和4Cr13鋼經淬火和低溫回火后,具有高的硬度和耐磨性,適用于需求高硬度耐磨零件,耐蝕零件和器件。如熱油泵軸、柱塞、彈簧、滾動軸承配件、醫療器件、刀具、儀表軸等。


留意事項:


①Cr13型不銹鋼導熱性差,淬火加熱時應停止預熱,預熱溫度為700~900℃,時間為1~3h,以免發作開裂。


②3Cr13與4Cr13鋼加熱時應留意避免外表脫碳,由于脫碳會使淬火后硬度降低。


③淬火后應及時回火,以免惹起開裂,距離時間不應超越8h。


(2)鐵素體型不銹鋼

典型的鐵素體型不銹鋼有Cr17、Cr17T1、Cr25、Cr25T1、Cr28等。它們在激烈的氧化性介質中具有良好的抗腐蝕才能,這類鋼能夠抵御硝酸、熱磷酸等激烈腐蝕性溶液的腐蝕。所以是應用于化工設備的優越資料之一。同時,因它們普通均具有良好的高溫抗氧化性能,所以,也被用作耐高溫資料。


這類鋼的含碳量很低(≤0.15%),而含鉻量很高(>17%),在加熱和冷卻過程中組織不發作變化,因而不能經過熱處理來強化。


鐵素體不銹鋼的熱處置比擬簡單,普通在退火狀態下運用。退火的目的是為了消弭加工應力和取得單一的鐵素體組織,普通是加熱至750~850℃停止退火處置。過高的加熱溫度將惹起晶粒長大,使鋼變脆;并且長大的晶粒又不能用熱處置辦法加以細化,故加熱溫度應嚴厲控制。退火保溫時間為1~2h,也可按資料厚度(1.5min/mm)計算。退火后空冷,或水冷。


應該留意,鐵素體型不銹鋼在400~425℃溫度范圍內停留會招致鋼的脆化,通常稱為“475℃脆性”關于產生的脆性,可經過加熱到475℃以上保溫后快冷的辦法來消弭。


鐵素體型不銹鋼的缺陷是韌性低,脆性大。產生脆性的緣由有三個方面。


第一是晶粒粗大,鐵素體型不銹鋼在加熱和冷卻時不發作相變,粗大的鑄態組織不能經過熱處置來改動。


第二是475℃脆性,含Cr量大于15%的高鉻鐵素體不銹鋼,在400~500℃溫度范圍內長時間停留或在此溫度范圍內緩冷時,會招致室溫脆化,強度升高,塑性、韌性接近于零。由于475℃左右脆化現象最嚴重,故稱475℃脆性。


第三是σ相脆性,含Cr量大于15%的高鉻鐵素體不銹鋼在520~820℃溫度范圍內長時間加熱時從δ-鐵素體中析出的金屬間化合物FeCr,叫σ相。σ相常常沿晶界散布,析出時還伴有體積變化,使脆性增大,也會惹起鋼的晶間腐蝕,降低抗氧化性能。


(3)鉻鎳不銹鋼(18-8型鉻鎳不銹鋼)

18-8型鉻鎳不銹鋼,屬于單相奧氏體不銹鋼,含碳量低于0.20%,而鉻含量普通大于18%,而鎳含量大于9%。其強度和硬度較低,塑性和韌性較好。用于制造耐酸、堿等溶液的零件,如化工容器、耐酸泵零件等。


18-8型不銹鋼有1Cr18Ni9 Ti、1Cr18Ni9、2Cr18N19等。參加合金元素鈦(Ti),能夠有效地避免晶間腐蝕。其屬于鉻鎳不銹鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性,并具有高的塑性和焊接性,但其切削加工性較差。在航空、造船、汽車、化工、醫療器械等工業中普遍地應用。并且由于這類鋼元磁性,因而在儀器儀表工業中也得到普遍應用。


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