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γˊ相不是奥氏体不锈钢中的常见相。但是当其在钢中细小而弥散地在晶内沉淀时,会显著提高钢的强度及硬度。很多奥氏体、半奥氏体及马氏体沉淀硬化不锈钢,就是利用γˊ相的这种沉淀强化效应来进一步获得高强度。钢中生成的γˊ相取决于采用的沉淀强化元素(铝、钛和铌等)的不同,常常为Ni3AlNi3TiNi3Nb及Ni3(AlTi)等。γˊ相具有面心立方结构,其点阵常数与奥氏体基体很相近,因而该相开始生成时总是与奥氏体基体保持固定位向的共格关系。奥氏体不锈钢中的γˊ相沉淀主要发生在500-900℃的温度区间内,超过1000℃的加热导致γˊ相溶解到奥氏体基体中。
4.2.3、奥氏体不锈钢的适用环境与基本用途
1Cr17Ni7是一种亚稳定奥氏体不锈钢,在固溶状态下具有完全的奥氏体组织。但是,经过冷变形加工,取决于变形量的大小,会有一部分乃至大部分奥氏体变成马氏体,从而钢的强度和硬度显著提高,同时该钢种在大气条件下也有较好的耐锈性。因而此钢主要以冷加工状态应用于承受较高负荷、又希望减轻设备重量和不生锈的设备或构件,比如铁道车辆的装饰板、传送带和紧固件等。
1Cr17Ni7不锈钢在工业大气、城市大气条件下抗锈性良好,在中性的氧化性环境中有较好的耐蚀性。但在海洋大气条件下或在还原性环境中耐蚀性较差。另外,该钢种对于化工过程中常见的酸、碱、盐介质耐蚀性较差,因而不在化工装置或设备中应用。
工艺性能
该钢种热加工工艺性能良好,锻轧热加工温度范围为1150-850℃。用生产不锈钢的常规生产手段能顺利地生产出各种常用规格的棒、板、带和丝材。进行冷变形加工时,由于冷作硬化倾向较强,要增加中间软化退火的次数。该钢种适宜的固溶处理温度(以及中间软化退火温度)为1050-1100℃
该钢种在固溶态下焊接无困难。但冷轧态材料进行焊接会在焊缝附近形成低强度区而影响使用,因而不在焊接状态下应用。若不可避免焊接时,应尽量减少热输入或采用电阻焊(点焊、滚焊等)。
χ相和Laves相
χ相主要出现在含钼的不锈钢中,是具有体心立方结构的金属间化合物,每个晶胞内含有58个原子,代表的化学成分是Fe36Cr12Mo10。但是由于金属原子的相互置换,其化学组成可在一定的范围内变动。在奥氏体不锈钢中,该相的实际成分多为(FeNi)36Cr18Mo4。χ相主要在晶界,非共格孪晶界和晶内的位错处开始生成。晶内生成的χ相与奥氏体基体保持一定的位向关系。
Laves相(η相)是B2A型固定原子构成的金属间化合物。在含钼或铌的奥氏体不锈钢中形成的Laves相成分分别为Fe2Mo和Fe2Nb。该相具有六方结构,每个晶胞中含有12个原子。与碳化物,б相和χ相等相比,Laves相在钢中生成较慢,生成量也较少,且主要是晶内沉淀,与奥氏体基体也保持一定的位向关系。为形成该相,对B,A原子的相对大小有严格的要求:两者原子半径的比值不得大于1.225。
影响χ相和Laves相沉淀的因素是相似的。钢中合金元素有重要影响。钼、硅和钛会加速χ相和Laves相的形成,特别是钼的作用更为明显;镍、碳和氮含量的提高对这两种相的沉淀均有抑制作用。冷加工对这两种中间相的沉淀速度和沉淀量有不太强的促进效果。
奥氏体不锈钢中χ相和Laves相的沉淀,也像б相一样,导致耐蚀性下降及塑性、韧性的降低。但是由于这些相的沉淀温度与碳化物及б相的沉淀温度大体上相重合,因而在实际时效过程中,单独出现χ相或Laves相的情况是极少见的,这些相总是与碳化物、б相等相伴随而出现,且往往是次要相和后生相。所以,这些相的形成对不锈钢耐蚀性和力学性能的影响常常被作为主要相的碳化物或б相的作用所掩盖。
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