GB/T 1220-2007中列入了兩個低碳含鎳的Cr17Ni2型鋼:14Cr17Ni2 和(he)17Cr16Ni2。


  14Cr17Ni2鋼是在Cr17鋼的基礎上加入了2%Ni。由于鎳能使γ區擴大,使Cr17鋼的純鐵素體組織過渡到在高溫時為α+y的兩相狀態,使鋼能夠淬火成馬氏體而部分地接受強化。因此,14Cr17Ni2鋼既具有相當于Cr13型不銹鋼(12Cr1320Cr13)的力學性能,又保持了Cr17型不銹鋼的耐腐蝕性能,特別是在海水中與銅合金(青銅)接觸時具有很高的電化學穩定性。所以,14Cr17Ni2鋼被廣泛應用于化工機械、造船工業及航空工業等方面。


  由于(yu)(yu)(yu)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳、鉻(ge)、鎳(nie)三個主要元素(su)(su)含量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)、下限較寬,并且(qie)含有錳(meng)、硅等元素(su)(su),一(yi)般煉(lian)鋼(gang)(gang)方法不可避免的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)也(ye)存在于(yu)(yu)(yu)鋼(gang)(gang)中,這樣鋼(gang)(gang)中既(ji)有穩定(ding)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素(su)(su)碳、鎳(nie)、錳(meng)、氮(dan),又(you)有形(xing)成(cheng)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素(su)(su)鉻(ge)、硅,就使鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組織變(bian)得復雜,但(dan)在大(da)多數情(qing)況下都具(ju)有兩(liang)相(xiang)組織(圖9.22)。由圖9.22可知,14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)自高溫快冷以后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組織是奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)、馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)和(he)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)化(hua)學成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不大(da)變(bian)化(hua)(在規(gui)(gui)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)范圍內),即(ji)可引(yin)起鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)很大(da)差別。如表9.23所示的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)種成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang),前者(zhe)含有20%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti),后者(zhe)由于(yu)(yu)(yu)成(cheng)分中少了1.35%Cr,多了0.4%Ni和(he)0.04%N,組織中沒(mei)有了鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)。可見14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳、錳(meng)、鎳(nie)偏(pian)上(shang)(shang)限,鉻(ge)和(he)硅偏(pian)下限時,鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含量減少,反之則增多。氮(dan)雖然不是規(gui)(gui)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素(su)(su),但(dan)微量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)卻起著很大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(圖9.19)。


表 23.jpg


  與12Cr13鋼(gang)(gang)(gang)(gang)一(yi)樣(yang),14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)出現大量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)時(shi),使(shi)力學性能降(jiang)低(di),主要表(biao)現在(zai)(zai)沖擊(ji)韌度方面(表(biao)9.24),對(dui)強度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響較小。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)沖擊(ji)韌度還與鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布有關,鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)呈(cheng)斷(duan)續(xu)網狀分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)ak值最(zui)低(di),而呈(cheng)明顯帶(dai)狀分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)ak值比前(qian)者(zhe)可高出3倍左右。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)(gang)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)還會使(shi)熱塑性降(jiang)低(di),鍛造時(shi)形成裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傾(qing)向增(zeng)(zeng)大。根據生產實踐經(jing)驗,將14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成分控(kong)制在(zai)(zai)下(xia)列(lie)范(fan)圍內:C含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為0.13%~0.17%,Si含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)不大于(yu)0.37%,Mn含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)不大于(yu)0.6%,Cr含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為16.5%~17.5%,Ni含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為2.2%~2.5%,可使(shi)8鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為10%~15%,保(bao)證(zheng)一(yi)般(ban)力學性能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求。也有人主張將鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三個(ge)主要元(yuan)素(su)(su)調整在(zai)(zai)下(xia)列(lie)范(fan)圍內:C含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為0.15%~0.25%,Cr含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為16%~16.8%,Ni含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為2%~2.5%,這(zhe)樣(yang)可使(shi)δ鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)限制在(zai)(zai)3%~5%,保(bao)證(zheng)要求的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學性能,但會帶(dai)來下(xia)述兩個(ge)問題:一(yi)是(shi)(shi)增(zeng)(zeng)加碳和降(jiang)低(di)鉻以(yi)后會損及鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕性能;二是(shi)(shi)由(you)于(yu)碳及鎳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高導致鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)殘(can)余奧氏體(ti)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)增(zeng)(zeng)多。


表 24.jpg


  14Cr17Ni2鋼(gang)的(de)(de)鍛(duan)(duan)造(zao)(zao)加(jia)熱規范是:始鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)1150℃,終鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)800~900℃。鍛(duan)(duan)造(zao)(zao)加(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)不能過(guo)高,在高溫(wen)(wen)下停留的(de)(de)時(shi)(shi)間也(ye)不要過(guo)久,以(yi)(yi)免析出大量(liang)(liang)的(de)(de)鐵(tie)素體(ti),影(ying)響(xiang)熱處理以(yi)(yi)后的(de)(de)力學(xue)性(xing)能。圖9.28為14Cr17Ni2鋼(gang)(成分:0.18%C、0.41%Si、16.10%Cr、1.90%Ni、0.70%Mn)于(yu)不同溫(wen)(wen)度(du)和時(shi)(shi)間加(jia)熱后的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)數量(liang)(liang)的(de)(de)變化。可(ke)以(yi)(yi)看出,加(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)較之加(jia)熱時(shi)(shi)間更(geng)能影(ying)響(xiang)鋼(gang)中的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)含量(liang)(liang),而且在加(jia)熱至(zhi)1000℃以(yi)(yi)上才顯著(zhu)增多,因此(ci)過(guo)熱易發生(sheng)于(yu)鍛(duan)(duan)造(zao)(zao)加(jia)熱不當(dang)時(shi)(shi)。淬(cui)火加(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)過(guo)高及(ji)(ji)保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間過(guo)久也(ye)會(hui)使鐵(tie)素體(ti)含量(liang)(liang)增多,但不及(ji)(ji)鍛(duan)(duan)造(zao)(zao)過(guo)熱顯著(zhu)。


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  鍛(duan)造時還應注意要有(you)足夠的鍛(duan)造比,合理地分配每次加熱的變(bian)形量,以使(shi)鐵素體晶粒破碎,獲(huo)得有(you)利于韌性(xing)的分布狀態,以及防止因變(bian)形不均(jun)勻(yun)而(er)在兩相的界面上(shang)產生裂紋。


  14Cr17Ni2鋼(gang)的軟化處理與Cr13型不(bu)銹鋼(gang)一(yi)樣,也是(shi)采用高溫回火(huo)或(huo)完(wan)全退火(huo)。前者是(shi)加熱至650℃左(zuo)右保溫后(hou)(hou)于空(kong)(kong)氣(qi)中冷卻;后(hou)(hou)者是(shi)加熱至850~880℃保溫后(hou)(hou)爐冷至750℃后(hou)(hou)空(kong)(kong)冷。需要特別(bie)指出的是(shi),14Cr17Ni2鋼(gang)是(shi)不(bu)銹鋼(gang)中對白點(dian)很敏(min)感的鋼(gang),用以生產大型鍛件,鍛后(hou)(hou)應(ying)進行去白點(dian)退火(huo),否則鍛件有產生白點(dian)的可能(neng)。


  14Cr17Ni2鋼的淬火溫度以950~980℃比較適宜,溫度超過1000℃時由于組織中鐵素體增加及出現殘余奧氏體,使淬火后的硬度降低(圖9.29)。淬火加熱溫度過高,一方面使奧氏體中溶解大量的碳及合金元素,穩定性增高;另一方面,當高溫時析出8鐵素體以后,使奧氏體中的合金元素,特別是起穩定奧氏體作用的合金元素相對地增多,使馬氏體轉變點降低,殘余奧氏體含量增多。由圖9.29可以看出,稍許成分的差異也會使淬火后的硬度相差甚大。14Cr17Ni2鋼的組織中出現大量殘余奧氏體時,會出現晶間腐蝕。在正常淬火情況下,14Cr17Ni2鋼沒有晶間腐蝕傾向。


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  14Cr17Ni2鋼的淬(cui)火(huo)一(yi)般采用油冷,淬(cui)火(huo)后的組織為馬氏(shi)體、鐵素體及少量的殘余奧氏(shi)體。


 14Cr17Ni2鋼通常采用(yong)(yong)在275~350℃與(yu)550℃以上回(hui)(hui)(hui)火(huo)。275~350℃低溫(wen)(wen)回(hui)(hui)(hui)火(huo)后的(de)(de)(de)(de)基體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)為(wei)回(hui)(hui)(hui)火(huo)馬氏(shi)體(ti),具(ju)有(you)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(350~402HB)與(yu)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕性能(neng),適用(yong)(yong)于要(yao)求(qiu)高(gao)(gao)硬(ying)度及耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)零(ling)件。550~700℃高(gao)(gao)溫(wen)(wen)回(hui)(hui)(hui)火(huo)后的(de)(de)(de)(de)基體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)為(wei)回(hui)(hui)(hui)火(huo)索氏(shi)體(ti),強(qiang)度與(yu)韌性配合較好,耐(nai)蝕性也高(gao)(gao)。這兩種狀態(tai)的(de)(de)(de)(de)顯微(wei)組(zu)織(zhi)(zhi)雖然不(bu)同,但都具(ju)有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕性能(neng),沒有(you)明顯的(de)(de)(de)(de)差別,在濃度為(wei)50%的(de)(de)(de)(de)冷態(tai)或沸(fei)騰(teng)的(de)(de)(de)(de)5%硝酸(suan)中,均具(ju)有(you)10級標準中的(de)(de)(de)(de)第3級(表9.1)。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)回(hui)(hui)(hui)火(huo)工(gong)藝主要(yao)用(yong)(yong)于要(yao)求(qiu)強(qiang)度和韌性配合較好和耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)結構零(ling)件。


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 與Cr13型不銹鋼一樣,14Cr17Ni2鋼一般不采用350~550℃回火,在這一溫度區間回火的14Cr17Ni2鋼的耐蝕性能與沖擊韌性均低,這與它具有回火脆性和“475℃脆(cui)性”有關。14Cr17Ni2鋼在550℃左右回火后,油冷后的沖擊值比空冷后約高出一倍。14Cr17Ni2鋼在450℃重復加熱時,隨加熱時間的延長,沖擊值顯著降低,與冷卻條件無關,這表明該鋼還具有高鉻鋼固有的475℃脆性。


 當淬火(huo)的(de)(de)14Cr17Ni2鋼中(zhong)(zhong)存在殘余奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)時,在高(gao)溫回(hui)火(huo)過程(cheng)中(zhong)(zhong)它們(men)不(bu)可能完(wan)全等(deng)溫分(fen)解,而是(shi)析出一部分(fen)碳(tan)化物(wu)后殘余奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)穩定性(xing)降低(di),于回(hui)火(huo)過程(cheng)中(zhong)(zhong)轉變(bian)為(wei)(wei)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti),結果使(shi)調質后鋼的(de)(de)強度升高(gao),而塑(su)性(xing)與韌(ren)性(xing)降低(di)。在這種情況(kuang)下,可在原來的(de)(de)回(hui)火(huo)溫度再進行一次(ci)回(hui)火(huo),使(shi)新生成的(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)分(fen)解為(wei)(wei)回(hui)火(huo)索氏(shi)(shi)體(ti)(ti),從而使(shi)強度降低(di),而塑(su)性(xing)與韌(ren)性(xing)提高(gao)。


 14Cr17Ni2鋼熱處理(li)后具有較高的(de)強度和硬(ying)(ying)度,對(dui)氧化(hua)酸類及有機鹽類的(de)水(shui)溶液有良好的(de)耐蝕性(xing),一般用(yong)于既要求高力學性(xing)能(neng)的(de)可淬硬(ying)(ying)性(xing),又要求較高的(de)耐硝酸及有機酸腐蝕的(de)零件、容(rong)器(qi)和設備,如軸類、活塞桿(gan)、泵、閥等的(de)部件,以及彈簧和緊固件等。


 17Cr16Ni2是新列入 GB/T 1220-2007中的(de)(de)鋼(gang)(gang)號。與14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)相比,17Cr16Ni2鋼(gang)(gang)適(shi)當增加(jia)了(le)碳含量,略(lve)減(jian)少(shao)鉻含量,從而明顯改善了(le)鋼(gang)(gang)的(de)(de)加(jia)工性能。該(gai)鋼(gang)(gang)適(shi)于制(zhi)作(zuo)要求(qiu)較高強(qiang)度(du)、韌(ren)性和良好耐蝕性的(de)(de)零部件,以及在(zai)潮(chao)濕介質中承(cheng)受應(ying)力的(de)(de)部件。



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