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一般来说,0Cr13Ni8Mo2A1钢的耐蚀性能优于1Cr13和0Cr17Ni2马氏体不锈钢;在某些环境下则低于0Cr17Ni4Cu4Nb。和其他沉淀硬化不锈钢一样,在完全硬化状态具有 耐蚀性。尽管在苛刻的试验条件下,0Cr13Ni8Mo2A1钢在低于565℃的各种温度时效对氢脆有些敏感,但实际使用中氢脆破裂事故却很少见。在595℃以上的温度时效,对氢致裂纹是免疫的。此外,在595℃或高于此温度时效,此钢具有 的耐硫化物应力腐蚀破裂性能。
工艺性能
包括热加工、热处理和焊接性能。钢的锻造加工温度范围为1170-1205℃,在1040℃以下应具有>50%的变形量,以得到细化的晶粒。在时效前应进行固溶退火。加热炉气氛应不引起脱碳或渗碳。此钢可以在A状态或任何时效条件下焊接,不需预热。通常以TIG工艺为 ,对于<6mm的薄截面材料,焊后不必进行固溶退火处理可进行时效处理。对于厚截面材料,在需要多道次焊接的条件下,在时效之前应该进行焊后固溶退火处理。
不锈钢的性能与组织及各元素的作用
不锈钢的性能与组织
目前已知的化学元素有100多种,在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说,常用的元素有十几种,除了组成钢的基本元素铁以外,对不锈钢的性能与组织影响 的元素是:碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外,都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。
实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的,当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时,它们的影响要比单独存在时复杂得多,因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用,而且要注意它们互相之间的影响,因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。
我国不锈钢的发展和现状
我国用电弧炉大量生产不锈钢系在1949年以后,早期先生产Cr13型马氏体不锈钢,掌握生产技术后,大量生产18-8型Cr-Ni奥氏体钢,例如1Cr18Ni9Ti,则始于1952年。随后,为适应国内化学工业发展的需要,又开始生产含Mo2%-3%的1Cr18Ni12Mo2Ti和1Cr18Ni12Mo3Ti等。为了节约贵重元素镍,自1959年起开始仿制以MnN代Ni的1Cr17Mn6Ni5N和1Cr18Mn8Ni5N1958年向AISI 204钢中加入Mo2%-3%,研制了1Cr18Mn10Ni5Mo3N(204+Mo)用于全循环法尿素生产装置以代替1Cr18Ni12Mo2Ti。50年代末到60年代初,开始工业试制1Cr17Ti,1Cr17Mo2Ti和1Cr25Mo3Ti等无镍铁素体不锈钢,并开始研究耐发烟硝酸腐蚀的高硅不锈钢1Cr17Ni14Si4ALTi(相当于苏联牌号ЭИ654),此钢种实际上是一种α+γ双相不锈钢。60年代开始,由于国内化工、航天、航空、原子能等工业发展的需要以及采用电炉氧气炼钢技术,一大批新钢种,如17-4PH,17-7PH,PH15-7Mo等沉淀硬化不锈钢,含C≤0.03%的超低碳不锈钢00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2、00Cr18Ni14Mo3以及无Ni的Cr-Mn-N不锈钢1Cr18Mn14Mo2N(A4)相继研制成功并投入了生产。70年代起,为解决化工、原子能工业中所出现的18-8型Cr-Ni钢的氯化物应力腐蚀问题,一些α+γCr-Ni双相不锈钢相继研制完成并正式生产和应用,主要钢号有1Cr21Ni5Ti,00Cr26Ni6Ti,00Cr26Ni7Mo2Ti,00Cr18Ni5Mo3Si2(3RE60)和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb等。00Cr18Ni6Mo3Si2Nb是为了解决瑞典牌号3RE60焊后易出现单相铁素体组织,导致耐蚀性和韧性下降而发展的含N、Nb的α+γ双相不锈钢。到80年代,为解决氯化物的点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀破坏又研制和仿制了含N的第二代α+γ双相不锈钢,如00Cr22Ni5Mo2N00Cr25Ni6Mo3N和00Cr25Ni7Mo3WCuN等,不仅使我国的双相不锈钢形成了系列,而且还深入研究了它们的组织和性能以及N在双相不锈钢中的作用机制。
不锈钢有一个基本元素,即它们都含铬。在含量大约为12%时,该元素通过自发形成一种稳定的、透明的钝化膜来延缓腐蚀。较高的合金含量可通过强化薄膜和快速自我修复薄膜来提高抗腐蚀性。商业品牌的不锈钢铬含量上限约为30%。
图4-4所示为某一含碳量下的铬一铁双合金相图。所谓的γ环区(奥氏体)是在铬含量约为11-13%情况下产生的。如果其它奥氏体形成元素增加的话,铬含量可扩大至约16-18% 。特别应该注意的是碳、氮和镍的影响,它们可扩大稳定奥氏体的范围。图4-5表明了碳和氮元素的加入对边界移动的影响。
如果不锈钢在加热和冷却过程中通过γ相区。它经过铁素体——奥氏体——马氏体转变,而称为马氏体不锈钢,一般这样的不锈钢是磁性的类似铁并且可以通过热处理使其硬化。
另一方面,含铬17%的合金(很少甚至没有奥氏体形成元素)位于γ环的外边,保留了铁素体结构,但通过热处理不能使其硬化。也有磁性(由于铁素体结构)称之为铁素体不锈钢,铁素体不锈钢在所有温度下为一同相。