傳統馬氏體鉻鎳不銹鋼(gang)中,最早的代表性牌號是1Cr17Ni2,而低碳和超低碳的高韌性、可焊接鉻鎳馬氏體不銹鋼(現代馬氏體不銹鋼)則是馬氏體鉻鎳不銹鋼的新進展,它們合金化的目的和合金化的方向見表3.4。
表3.4 可焊接馬氏(shi)體鉻鎳不(bu)銹(xiu)鋼的(de)合金化目的(de)和合金化方(fang)向
①. 力學性能
1Cr17Ni2(431)是最(zui)常用(yong)的(de)早期馬(ma)氏體鉻鎳不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang),為(wei)了(le)提(ti)高(gao)(gao)(gao)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)耐蝕性,把鋼(gang)(gang)(gang)中鉻量(liang)提(ti)高(gao)(gao)(gao)到約17%,而為(wei)了(le)防止鋼(gang)(gang)(gang)中大量(liang)鐵素體的(de)形成,在不(bu)增加(jia)鋼(gang)(gang)(gang)中碳(tan)量(liang)的(de)前提(ti)下(xia)加(jia)入了(le)約2%Ni。在傳統馬(ma)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中,1Cr17Ni2是強度(du)與韌性匹(pi)配較好的(de)牌號,經高(gao)(gao)(gao)溫(980℃和1066℃)淬火(huo)后再(zai)經低溫回(hui)火(huo),其σb可達(da)1360MPa,室(shi)溫缺口沖(chong)擊(ji)功可達(da)2~8kgf·m;若經高(gao)(gao)(gao)溫回(hui)火(huo),雖(sui)σb稍降低為(wei)1056MPa,而缺口沖(chong)擊(ji)功則(ze)提(ti)高(gao)(gao)(gao)到(7.5~11)kgf·m;不(bu)同(tong)熱(re)處(chu)理態(tai)的(de)1Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)的(de)脆性轉變溫度(du)曲線見圖3.5。
低(di)碳的(de)0Cr13Ni4Mo、0Cr14Ni6Mo和(he)超低(di)碳的(de)00Cr13Ni2、00Cr13Ni5Mo和(he)00Cr16Ni6Mo等(deng)是高韌(ren)性、可焊接的(de)現代馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)一(yi)些典型牌號(hao)。它(ta)們具有良(liang)好的(de)室溫和(he)中溫強度及塑、韌(ren)性。表(biao)3.5和(he)表(biao)3.6分(fen)別列出了(le)0Cr13Ni4Mo、0Cr14Ni6Mo和(he)00Cr13Ni5Mo鋼的(de)室溫力學(xue)性能。
低(di)碳和超低(di)碳馬氏體鉻鎳不銹鋼均有(you)(you)脆(cui)性轉變(bian)溫(wen)度(圖(tu)3.6)。即使(shi)如此(ci),由于(yu)它們還有(you)(you)較好的低(di)溫(wen)韌(ren)性,因此(ci)仍可(ke)滿足(zu)工程對韌(ren)性的要求。例如此(ci)類鋼含2%Ni時,可(ke)用(yong)于(yu)-20℃,而含4.5%Ni,則(ze)可(ke)滿足(zu)-40℃使(shi)用(yong)對韌(ren)性的需求。
②. 耐蝕性
現代(超級)馬(ma)氏(shi)體不銹鋼(gang)具有優良(liang)的(de)不銹耐蝕性,可用于(yu)油氣田開發(fa)中的(de)管線(xian)等用途(tu)。圖(tu)3.7指出了在油氣田條件下,00Cr13Ni5Mo鋼(gang)的(de)使用范圍。00Cr13Ni5Mo也有優良(liang)的(de)耐磨(mo)蝕性能(見表3.7),00Cr13Ni5Mo 特厚板(約200mm)已用于(yu)國內水(shui)電工程(cheng)中的(de)轉(zhuan)輪和轉(zhuan)輪下環等。
③. 冷成型性
此類鋼屈(qu)服強度高,冷加(jia)工硬化傾向大,一般(ban)不用(yong)于冷加(jia)工成(cheng)型用(yong)途。
④. 焊接性(xing)
除1Cr17Ni2外,0Cr13Ni4Mo、0Cr14Ni6Mo以(yi)及00Cr13Ni2、00Cr13Ni5Mo和00Cr16Ni6Mo等(deng)均有(you)優良的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)性能,這(zhe)與這(zhe)些(xie)鋼(gang)(gang)號在(zai)傳(chuan)統馬氏(shi)體(ti)鉻(ge)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)基礎上,降碳加鎳(nie)、鉬后,在(zai)回火(huo)狀(zhuang)態下(xia)(xia),鋼(gang)(gang)中產生一(yi)定量的(de)(de)逆轉變奧(ao)氏(shi)體(ti),抑制了(le)(le)焊(han)接(jie)(jie)時的(de)(de)晶粒(li)長(chang)大,降低了(le)(le)鋼(gang)(gang)的(de)(de)淬(cui)硬(ying)性,提高了(le)(le)塑、韌性,防止了(le)(le)冷(leng)裂紋的(de)(de)形成有(you)關。這(zhe)些(xie)低碳、超低碳馬氏(shi)體(ti)鉻(ge)鎳(nie)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)可(ke)以(yi)采用不銹(xiu)鋼(gang)(gang)通用的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)方法進(jin)(jin)行焊(han)接(jie)(jie),焊(han)前一(yi)般不需預熱,焊(han)后在(zai)必(bi)要的(de)(de)情況(kuang)下(xia)(xia)才進(jin)(jin)行熱處(chu)理(li)。
在(zai)國內,0Cr13Ni4Mo用(yong)(yong)于核反應堆控制棒的耐壓殼體,0Cr14Ni6Mo用(yong)(yong)于水輪機(ji)中環等,00Cr13Ni5Mo用(yong)(yong)于三峽工程,均(jun)為焊接件。