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什么是馬氏體不銹鋼

時(shí)間:2021-07-28 15:00:03 來源: 點(diǎn)擊:

什么是馬氏體不銹鋼
 什么是馬氏體不銹鋼?標(biāo)準(zhǔn)的馬氏體不銹鋼是:403不銹鋼、410不銹鋼,、414不銹鋼,、416不銹鋼、416(Se不銹鋼),、420不銹鋼,、431不銹鋼、440A不銹鋼,、440B不銹鋼和440C不銹鋼,,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(yīng)用,,且440型成份的熔填金屬不易取得,。   
  馬氏體不銹鋼主要為鉻含量在12%-18%范圍內(nèi)的低碳或高碳鋼。各國廣泛應(yīng)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(qiáng)度和耐蝕性,,可以用來制造機(jī)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(zhì)中工作的零件如活門,、螺栓等(4Cr13),。碳含量較高的鋼號(hào)(4Cr13、9Cr18)則適用于制造醫(yī)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(jìn)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(qiáng)性。   馬氏體不銹鋼與調(diào)制鋼一樣,,可以使用淬火,、回火及退火處理,。其力學(xué)性質(zhì)與調(diào)制鋼也相似:當(dāng)硬度升高時(shí),抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度升高,,而伸長率,、截面收縮率及沖擊功則隨著降低。
    標(biāo)準(zhǔn)馬氏體鋼材的改良,,含有類如鎳,、鉬、釩等的添加元素,,主要是用于將標(biāo)準(zhǔn)鋼材受限的容許工作溫度提升至高于1100K,,當(dāng)添加這些元素時(shí),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(qū)中避免龜裂的問題變成更嚴(yán)重。   馬氏體不銹鋼能在退火,、硬化和硬化與回火的狀態(tài)下焊接,,不銹鋼非標(biāo)定制 ,無論鋼材的原先狀態(tài)如何,,經(jīng)過焊接后都會(huì)在鄰近焊道處產(chǎn)生一硬化的馬氏體區(qū),,熱影響區(qū)的硬度主要是取決于母材金屬的碳含量,當(dāng)硬度增加時(shí),,則韌性減少,,且此區(qū)域變成較易產(chǎn)生龜裂、預(yù)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(zhì),需焊后熱處理,。   馬氏體不銹鋼是一類可以通過熱處理(淬火,、回火)對(duì)其性能進(jìn)行調(diào)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(gè)基本條件:一是在平衡相圖中必須有奧氏體相區(qū)存在,在該區(qū)域溫度范圍內(nèi)進(jìn)行長時(shí)間加熱,,使碳化物固溶到鋼中之后,,進(jìn)行淬火形成馬氏體,也就是化學(xué)成分必須控制在γ或γ+α相區(qū),,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大于13%時(shí),,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(chǎn)生馬氏體,,為此必須在內(nèi)Fe-Cr二元合金中加入奧氏體形成元素,以擴(kuò)大γ相區(qū),,對(duì)于馬氏體鉻不銹鋼來說,,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(gè)最重要的必備元素,事實(shí)上,,馬氏體鉻不銹耐熱鋼是一類鐵,、鉻、碳三元合金,。當(dāng)然,,還有其他元素,利用這些元素,,可根據(jù)Schaeffler圖確定大致的組織,。  
   馬氏體不銹鋼的耐蝕性主要取決于鉻含量,而鋼中的碳由于與鉻形成穩(wěn)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(qiáng)度的順序恰好相反。
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