常见奥氏体不锈钢材质特性.docx
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1、ICrI8Ni9是一种历史最悠久的奥氏体不锈钢,钢的塑性、韧性、热冷加工性能良好,可生产板、管、始、带、棒材、锻件等各类冶金产品,它不能通过热处理手段进行强化,可通过冷变形获得较高的强度。在固溶状态下,在氧化性酸、大气、水、蒸汽等介质中具有良好的耐蚀性。钢的耐晶间腐蚀性能不佳,经650敏化处理或在中温长期保温后,此钢具有晶间腐蚀倾向,若要消退这种倾向,必需经过固溶处理,否则,仅能改用稳定化型或超低碳钢种。此外,1CrI8Ni9的无磁性能及低温性能较好。因此,!Crl8Ni9钢主要应用于对耐蚀性和强度要求不高的结构件和焊接件,亦可用于无磁部件和低温装置的部件。在具有晶间腐蚀的环境中,不宜以焊接状
2、态使用。(1)化学成份IcU8Ni9钢的化学成份列于表13.7-53O为了比较也列入了ASTM标准中所规定的化学成份。表13.7-53ICrI8NA钢的化学成分(质量分数)%标准CSiMnPS-CrNiGB1220-92ASFMA-2760.15.5/I.C1.0W2.O2.0wOO35O.O450.03&0.0317.0/19.017.0/19.08.0/10.08.0/10.0(2)室温力学性能ICrl8Ni9钢的室温力学性能见表13.7-54。钢的压缩强度见表13.7-55o高温时效对ICrI8Ni9钢室温瞬时力学性能的影响见表13.7-56o表13.7-54lCr18Ni9的室温力学性
3、能试样状态aMI)s%W%/Jrm2HBGBI22Q2退火态棒N520N205力403r60w棒材115Ot水冷5932356474245140带材,I100七水冷633251冷扎板,6864615510501水冷6373826982!IoOt水冷540f760201/38249/6959/81I200T水冷5792946351表13.7-55lCrl8Ni9钢压缩强度试样状态%oMPOqjMPLTLT退火态75.4675.46247247注:L一纵向;T一横向。表13.7-56时效后的IeH8N!9的室温力学性能试样状态时效温度代时效时间/hCb/MPa“0.2/MPaS/%/%4lc(钥加
4、扎)/J退火态室温610.5233.264.5一149100610.564260100610.5233.268427100603.7226.465.5(3)冷作硬化特性冷加工变形后,1CrI8Ni9的强度可显著提高,但硬化效果不如ICrl7Ni7。钢的冷加工强化效果见图13.7-296,美国ASTM标准规定的经硬化后的力学性能,冷变形温度对ICrI8Ni9钢室温力学性能的影响见图13.7-297,经短时时效后的冷变形ICrI8Ni9钢的室温力学性能。(4)耐蚀性能:1)匀称腐蚀固溶处理状态的ICrI8Ni9钢的耐匀称腐蚀性能。2)晶间腐蚀ICrI8Ni9耐晶间腐蚀性能不良,敏化态不能通过晶间腐
5、蚀检验,固溶态可通过晶间腐蚀检验。因此,在焊接状态在产生晶间腐蚀的介质中不宜采纳。3)辐照性能ICrI8Ni9经中子辐照后抗拉强度明显提高。(5)工艺性能:1)热加工性能ICrI8Ni9热加工性能良好,相宜的热加工温度范围为116(M20(TC,终加工温度应大于850C。2)冷加工性能固溶状态IerI8Ni9具有良好的冷加工性能,可顺当进行冷轧,冷拔操作加工。钢的冷成形性能良好,可进行冷冲压和冷弯等冷成形作业,钢的极限拉深系数约为2.06,工作拉深系数为l.80l.903)热处理钢的固溶热处理温度为IIOo1150C,冷加工中间热处理温度为850970C,冷却方式为水冷,对于截面尺寸较小的材料
6、亦可空冷。4)焊接性能钢的焊接性能良好,可采纳各种方法焊接,手工电弧焊可采纳奥102,奥107焊条,焊后可通过L法品间腐蚀检验。采纳奥132和奥137焊条焊接且经敏化处理后亦可通过L法晶间腐蚀检验。为确保钢的耐晶间腐蚀性能,焊后应进行固溶处理,若不能进行固溶,宜选用抗敏化性能优异的钢种。(6)应用:ICrI8Ni9主要用于制造中等温度下耐腐蚀而强度要求不高的部件以及低温应用。在要求耐蚀及无磁的环境中,该钢可以制造各相应部件和设施,如弹簧、管道、紧固件、容器、管道、换热器等。OCI48Ni9(AISI304)和00Crl9NiX0(AISI304L)OCrl8Ni9钢是奥氏体不锈钢,是在最初创造
7、的188型奥氏体不锈钢的基础上进展演化的钢种,该钢是不锈钢的主体钢种,其产量约占不锈钢总产量的30%以上。由于此钢具有奥氏体结构,它不行能通过热处理手段得以强化,只能采纳冷变形方式达到提高强度的目的,钢的奥氏体结构给予了它良好的冷、热加工性能、无磁性和好的低温性能。OCrI8Ni9钢薄截面尺寸的焊接件具有足够的耐晶间腐蚀力量,在氧化性酸(HNo3)中具有优良的耐蚀性,在碱溶液和大部分有机酸和无机酸中以及大气、水、蒸汽中耐蚀性亦佳。OCrI8Ni9钢的良好性能,使其成为应用量最大、使用范围最广的不锈钢牌号,此钢适于制造深冲成形的部件以及输送腐蚀介质管道、容器、结构件等,OCrI8Ni9亦可用于制
8、造无磁、低温设施和部件。OoCrl9NilO是在OCrI8Ni9基础上,通过降低碳和稍许提高银含量的超低碳型奥氏体不锈钢。此钢是为了解决因Cr23C6析出致使OCrlI8Ni9钢在一些条件下存在严峻的晶间腐蚀倾向而进展的。在开发初期,因冶金生产降碳较难,曾一度阻碍了它的广泛应用,在20世纪70年月,新的二次精炼方法AoD和VOD工艺胜利用于生产后,此钢才真正得到广泛应用。与OCrI8Ni9比较,此钢强度稍低,但其抗敏化态耐晶间腐蚀力量显著优于OCrI8Ni9.除强度外,此钢的其他性能同OCrI8Ni9Ti.它主要用于需焊接且焊后又不能进行固溶处理的耐蚀设施和部件。上述两个钢种,在易产生应力腐蚀
9、环境或点和缝隙腐蚀的条件下,在选用时应慎重。(1)化学成份:0Crl8Ni9和OOCrI9NilO的化学成份见表。徐准名称化学成分CSiMnPSNiCrCuNGB22Q-92GB423-920.07E1.002.00O.O350.0308.00/11.17.0019.一ASTMAl82AI82MF3O40.081.2.00$0.0450.0308.00/J1.0018.00/20.00ASM,A666.A4730.00.752.00O.O450.0308.00/10.5018.00/20.000.1RCC-M33O1.3306.3307Z6CN18-10w0.0.l00&2.00O.O4()W
10、Oo308.00l0.17.20.一RCC-M33(M.M33O30.080.752.000.040位0.0308.00/11.17.00/20.00wl13.7-75OCrI8N眇钢的化学成分(质量分数严%此铜用于堆芯强辎照条件,钢中的钻含景0.20%,力争0.10%。衰13.7-76OoCrl9NU0钢的化学成分(质量分数)化学成分CSiMnPSNiCrCoCuNGB122092GB423-920.03WLoO2.000.0350.0308.00/12.0018.00/20.00ASTMAl82/A182MwO.O35WIOoW2.000.0450.0308.00/13.0018.0020
11、.ASTM、A666、A4730.03$0.75$2.00C0.0450.0308.00/12.00】8.00/20.000.1RCC-M3301、3306、3307WO03WLoO2.000.0400.0309.00/12.0017.00/20.00RCCM3303、33040.03WLoO2.00至0.040近0.0309.00/12.001700/20.001.00(2)室温力学性能:0Crl8Ni9和OOGi9NilO的室温瞬时力学性能标准指标见表。(3)冷作硬化特性:冷加工使OCrl8Ni9和OOCrl9Nil0的强度明显提高,但其提高的幅度不如lCrl7Ni7o(4)耐蚀性能:1)
12、匀称腐蚀OCrI8Ni9和OOGi9NilO钢在酸、盐等介质中的耐蚀性示于表13.7-85、表13.7-86和图13.7-330及图13.7-331o在反应堆环境中的匀称腐蚀状况示于表13.77-表13.7-93和图13.7-332,图13.7-333。2)点腐蚀OerI8Ni9和仍OoCrI9NilO的点蚀行为如图13.7-3弘和图13.7-335所示。3)应力腐蚀OCrI8Ni9和OOCrl9Ni10钢在高浓氯化物中耐应力腐蚀裂开性能不佳。在热水和高温水中具有工程意义的耐应力腐蚀裂开性能,但其性能受钢的组织状态、合金成份、介质条件和变化以及应力状态所制约,在水环境中的应力腐蚀行为如图所示。
13、(5)工艺性能:OCrI8Ni9和OOCrI9NilO奥氏体不锈钢均具有良好的冷、热加工性能。可采纳通用的各种热、冷加工工艺生产锻材、棒材、线材、板材、带材、丝材等冶金产品,热加工温度范围为9001180。冷加工较易,无特殊困难,由于两种钢易于冷加工硬化,当冷变形量过大时,须进行中间退火处理,以利于进一步加工。I)热处理工艺OCrI8Ni9的固溶处理温度为1080-1100oC,OOCrl9Ni10则为1050-1100。冷却方式为水冷或空冷。冷加工中间退火温度多在850970C,保温肯定时间后水冷。经固溶处理后钢的组织为奥氏体组织,有时也存在少量铁素体。2)焊接OerI8Ni9和OOerl9
14、NilO可采纳通用的方法进行焊接。手工电弧焊时,碳的质量分数为0.04%0.06%的薄截面尺寸的OerI8Ni9可采纳奥002焊条,焊后可不产生晶间腐蚀倾向,对于厚截面尺寸欲保持焊后的耐品间腐蚀性能,需进行焊后热处理,若不能进行热处理,应改用OOerI9NilO或稳定化型的奥氏体不锈钢。OOCrl9Ni10的焊条为奥002焊条。3)冷成形性能OCrI8Ni9薄板在应用过程中,经常用于冷成形操作。其冷成形性能是衡量能否顺当成形和成品率凹凸的重要技术指标。影响OCrI8Ni9钢的冷成形性能的因素较多,也很简单,就其金属学因素主要是钢的成份,即格当量和银当量的比,其常规拉伸性能中的伸长率是一项重要的
15、表征指标。成形性能的数据分散带与钢的成份掌握波动范围有关。为获得良好的冷成形性能,应掌握钢中的铭当量和银当量的比值处于个恰当的范围。(6)应用:0Crl8Ni9和OoCli9NilO广泛应用于化工、石化、核工业、轻工、纺织等工业中,在核工业的反应堆工程中,0CrI8Ni9是早期沸水核反应堆的主要结构材料,主要用于岐管、旁通管道及支撑件,由于曾消失IGSCC(晶向应力离蚀),近年来已由核级OoCrI8Nil0所取代。在压水核反应堆中OCrI8Ni9和OoCrI9Ni10主要用于1.2.3级设施用不锈钢锻件和冲压件,热交换器无缝管,帮助管道,冷却剂系统管路等。对于截面尺寸大,且要求焊接的部件,应选
16、用00CrI9Ni10。对于制造堆内构件的产品,应对钢中的钻、硼作出明确规定。0Crl8Nil0Ti(AISI321)在不锈钢工业应用的初期,为解决常规18-8型奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题,进展了用Ti稳定化的奥氏体不锈钢,目前我们我国此钢的化学成份标号为OCrI8NilOTi,在美国称作AISI321。此钢的进展是以奥氏体不锈钢的晶间腐蚀的贫辂理论为基础,通过加钛,在钢中优先形成TiC,取代形成CgC6的碳,避开大量的网状Cr23C6沿晶界析出,从而减轻晶界贫路的贫化程度,由于贫格区格的含量不低于保证耐蚀性的临界铝量,因此减轻和避开了晶间腐蚀。OCrI8NilOTi在冶金装备和工艺水平不能经
17、济生产超低碳奥氏体不锈钢的年月,的确起到了举足轻重的作用,随着二次精炼工艺引入不锈钢以来,超低碳不锈钢的生产已经变得简单且成本可被接受的状况下,Ti稳定化不锈钢的地位己慢慢动摇,至20世纪90年月中,西方发达同家的OCrI8NilOTi的产量已不足不锈钢产量的1%,由于OCrI8NilOTi的常期使用阅历、良好的高温力学性能等,目前,在高温柔在一些特定环境中(抗氢衡蚀)以及在需要稳定化热处理的条件下仍在使用。在大型锅炉过热器、再热器、蒸汽管道、石油化工的热交换器和连多硫酸的生产设施中仍旧得到广泛应用。(1)化学成份:OCrlSNilOTi的化学成份见下表:标准CMnCrNiTiCB11,122
18、019920.0Rw2.(X)2.00O.O355C%表13.7-138OCrI8NilOTi钢的化学成分(质鼠分数)%(2)室温力学性能:不同标准所规定的OCrlSNilOTi的室温力学性能见表:表13.7-139标准规定的室温力学性能指标标推产&类型OMMPHon:/MPafeaHBHRRHVGBTT12201992CBZT43171992棒村920I150、:快冷,热轧板w25nw920-I150CC快冷N520三205250W18790W200ASTMA276热加1杯,退火5I52O5N*)MSO一A473W“3mm冷加L棒,退火23mm冷加棒,退火己620515310205*30注3
19、0N40n40ASM163A240管、薄板、热孔板,退火5I52205N4)一92其实际测定数据见下表:表13.7140OCrl8NM11的室温力学性能热处理制度%/MPhjMIa1oet水冷55465324532846-6257.2-78.3(3)冷作硬化特性:冷加工对OCrl8NiIOTi的室温力学性能的影响示于表:表13.7141冷加工对OCrI8N110Ti的室温力学性能冷加.t%,MPB063021054IO70049()442082070027309608401240105()940650】130I000460118010303(4)耐蚀性能:1)匀称腐蚀钢的耐匀称腐蚀性能较ICr
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