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常用几种不锈钢及其热处理性能

文章出处:责任编辑:小许查看手机网址
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人气:-发表时间:2018-10-23 09:00【

常用不锈钢按正火热处理后钢的组织组成物来划分,可分为马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢和过渡型不锈钢(半奥氏体型不锈钢,即兼有奥氏体和马氏体不锈钢的优点)。现将各种不锈钢的成分及其特点分述如下。

(1)马氏体型不锈钢

钢中含铬量为12%~18%,含碳量0.10%~0.4%,淬火后可得到马氏体组织,这种不锈钢叫做马氏体型不锈钢。

马氏体型不锈钢在淬火回火后具有良好的强度、塑性、韧性及抗腐蚀性。马氏体型或半马氏体型不锈钢都具有磁性。

马氏体型不锈钢正火或淬火后的组织为马氏体。半马氏体型不锈钢正火后的组织为马氏体+铁素体。淬火后的组织视其成分与淬火温度而定,可以是马氏体,也可以是马氏体+奥氏体。它们都可以通过热处理来强化。

常用的马氏体型不锈钢有2Cr13、3Cr13、4Cr13。而1Cr13属于半马氏体型不锈钢。

1Cr13与2Cr13钢经淬火和高温回火后,具有良好的综合力学性能,宜制造要求塑性较好与受冲击载荷作用的零件,多用于要求一定强度与韧性的结构零件。如汽轮机的叶片、水压机阀、热裂设备的配件以及在高温下的螺钉、螺母和日常生活用具等。3Cr13和4Cr13钢经淬火和低温回火后,具有高的硬度和耐磨性,适用于需要高硬度耐磨零件,耐蚀零件和器件。如热油泵轴、柱塞、弹簧、滚动轴承配件、医疗器件、刀具、仪表轴等。

注意事项:

①Cr13型不锈钢导热性差,淬火加热时应进行预热,预热温度为700~900℃,时间为1~3h,以免发生开裂。

②3Cr13与4Cr13钢加热时应注意防止表面脱碳,因为脱碳会使淬火后硬度降低。

③淬火后应及时回火,以免引起开裂,间隔时间不应超过8h。

(2)铁素体型不锈钢

典型的铁素体型不锈钢有Cr17、Cr17T1、Cr25、Cr25T1、Cr28等。它们在强烈的氧化性介质中具有良好的抗腐蚀能力,这类钢可以抵抗硝酸、热磷酸等强烈腐蚀性溶液的腐蚀。所以是应用于化工设备的优越材料之一。同时,因它们一般均具有良好的高温抗氧化性能,所以,也被用作耐高温材料。

这类钢的含碳量很低(≤0.15%),而含铬量很高(>17%),在加热和冷却过程中组织不发生变化,因此不能通过热处理来强化。

铁素体不锈钢的热处理比较简单,一般在退火状态下使用。退火的目的是为了消除加工应力和获得单一的铁素体组织,一般是加热至750~850℃进行退火处理。过高的加热温度将引起晶粒长大,使钢变脆;并且长大的晶粒又不能用热处理方法加以细化,故加热温度应严格控制。退火保温时间为1~2h,也可按材料厚度(1.5min/mm)计算。退火后空冷,或水冷。

应该注意,铁素体型不锈钢在400~425℃温度范围内停留会导致钢的脆化,通常称为“475℃脆性”对于产生的脆性,可通过加热到475℃以上保温后快冷的方法来消除。

铁素体型不锈钢的缺点是韧性低,脆性大。产生脆性的原因有三个方面。

第一是晶粒粗大,铁素体型不锈钢在加热和冷却时不发生相变,粗大的铸态组织不能通过热处理来改变。

第二是475℃脆性,含Cr量大于15%的高铬铁素体不锈钢,在400~500℃温度范围内长时间停留或在此温度范围内缓冷时,会导致室温脆化,强度升高,塑性、韧性接近于零。由于475℃左右脆化现象最严重,故称475℃脆性。

第三是σ相脆性,含Cr量大于15%的高铬铁素体不锈钢在520~820℃温度范围内长时间加热时从δ-铁素体中析出的金属间化合物FeCr,叫σ相。σ相常常沿晶界分布,析出时还伴有体积变化,使脆性增大,也会引起钢的晶间腐蚀,降低抗氧化性能。

(3)铬镍不锈钢(18-8型铬镍不锈钢)

18-8型铬镍不锈钢,属于单相奥氏体不锈钢,含碳量低于0.20%,而铬含量一般大于18%,而镍含量大于9%。其强度和硬度较低,塑性和韧性较好。用于制造耐酸、碱等溶液的零件,如化工容器、耐酸泵零件等。

18-8型不锈钢有1Cr18Ni9 Ti、1Cr18Ni9、2Cr18N19等。加入合金元素钛(Ti),可以有效地防止晶间腐蚀。其属于铬镍不锈钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性,并具有高的塑性和焊接性,但其切削加工性较差。在航空、造船、汽车、化工、医疗器械等工业中广泛地应用。并且由于这类钢元磁性,因此在仪器仪表工业中也得到广泛应用。

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此文关键字:热处理

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