馬氏體不銹鋼與奧氏體不銹鋼的區(qū)別.doc

馬氏體不銹鋼：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，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，無論鋼材的原先狀態(tài)如何，經(jīng)過焊接后都會在鄰近焊道處產(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，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)成分必須控制在或+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，不存在相，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)大相區(qū)，對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是另一個最重要的必備元素，事實上，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（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，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。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。奧氏體不銹鋼：在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%10%、C約0.1%時，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強(qiáng)度較低，不可能通過相變使之強(qiáng)化，僅能通過冷加工進(jìn)行強(qiáng)化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質(zhì)腐蝕外，如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能，在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。奧氏體型鋼(1)1Cr17Mn6Ni15N；(2)1Cr18Mn8Ni5N；(3)1Cr18Ni9；(4)1Cr18Ni9Si3；(5)0Cr18Ni9；(6)00Cr19Ni10；(7)0Cr19Ni9N；(8)0Cr19Ni10NbN；(9)00Cr18Ni10N；(10)1Cr18Ni12；(11) 0Cr23Ni13；(12)0Cr25Ni20；(13) 0Cr17Ni12Mo2；(14) 00Cr17Ni14Mo2；(15) 0Cr17Ni12Mo2N；(16) 00Cr17Ni13Mo2N；(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti；(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti；(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti；(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti；(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2；(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2；(23) 0Cr19Ni13Mo3；(24) 00Cr19Ni13Mo3；(25) 0Cr18Ni16Mo5；(26) 1Cr18Ni9Ti；(27) 0Cr18Ni10Ti；(28) 0Cr18Ni11Nb；(29) 0Cr18Ni13Si41.概述奧氏體不銹鋼1913年在德國問世，在不銹鋼中一直扮演著最重要的角色，其生產(chǎn)量和使用量約占不銹鋼總產(chǎn)量及用量的70%。鋼號也最多，當(dāng)今我國常用奧氏體不銹鋼的牌號就有40多個，最常見的就是18-8型。定義：常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。分類：Fe-Cr-Ni (主體)Fe-Cr-Mn國內(nèi)外牌號對比：GB(中國)ASTM(美國) JIS(日本) DIN(德國)1Cr17Ni7 301 SUS301 X12CrNi1771Cr18Ni9 302 SUS302 X12CrNi1881Cr18Ni10 303 SUS303 X12CrNiS1880Cr18Ni9 304 SUS304 X5CrNi1890Cr19i10 304L SUS304L X2CrNi1890Cr17Ni12Mo2 316 SUS316 X5CrNiMo181000Cr17Ni14Mo2 316L SUS316L X2CrNiMo18100Cr18Ni10Ti 321 SUS321 X10CrNiTi1890Cr19Ni13Mo3 317 SUS317 X2CrNiMo18162. 奧氏體不銹鋼的成分在18-8型不銹鋼的成分基礎(chǔ)上演變，主要有以下幾方面的重要發(fā)展：1) 加Mo改善點蝕和耐縫隙腐蝕2) 降C或加Ti、Nb，減少晶間腐蝕傾向3) 加Ni和Cr改善高溫抗氧化性和強(qiáng)度4) 加Ni改善抗應(yīng)力腐蝕性能.轉(zhuǎn)自我要不銹鋼5) 加S、Se改善切削性和構(gòu)件表面精度.奧氏體不銹鋼成分系統(tǒng)圖3. 奧氏體不銹鋼的組織3.1鐵素體相的形成3.1.1鐵素體相對奧氏體不銹鋼性能的影響F相的出現(xiàn)一般都對奧氏體不銹鋼的性能帶來不利的影響：如使熱加工產(chǎn)生裂紋的傾向性增大；鋼的耐點蝕性下降，在諸多腐蝕環(huán)境（如尿素生產(chǎn)）中耐蝕性劣化；在高溫下加長時間加熱時，F(xiàn)相會轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗍逛撟兇嗟鹊取?.1.2鐵素體相的形成與含量的粗略判定含量的粗略判定：Creq=%Cr+1.5%Si+%Mo，Nieq=%Ni+30(%C+%N)+0.5%Mn3.1.3鐵素體相的消除根本的辦法是提高鋼中奧氏體形成元素的含量。Ni是首選的元素，但是從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，Mn和N也受到人們的重視。特別是N，其抑制鐵素體形成的能力為Ni的30倍，同時又有改善耐蝕性和提高強(qiáng)度的作用.標(biāo)準(zhǔn)的馬氏體不銹鋼是：403