目前列入國家標準的Cr21型雙相不銹鋼僅有12Cr21Ni5Ti。
一、12Cr21Ni5Ti雙相(xiang)不銹鋼簡介(jie)
12Cr21Ni5Ti(原牌號為 1Cr21Ni5Ti)已納入GB/T 1220、GB/T 3280、GB/T 4237、GB/T 20878、GB/T 21833等標準中(化學成分見表7-1)。該牌號材料包括鋼棒、鋼板、無縫鋼管等。該鋼最早由前蘇聯在20世紀60年代開發,1961年納入標準(TOCT5632-61),1972年又對其進行了修訂,TOCT5632-72將0Cr21Ni5Ti鋼的Cr、Ni含量提高,鋼號改為0Cr22Ni6Ti(化學成分見表7-5),中國經研制后、1975年納人GB 1220-75標準,該鋼種是為了節鎳,代替1Cr18Ni9Ti而設計的,有較好的力學性能,特別是強度較高。
二、12Cr21Ni5Ti雙相不銹(xiu)鋼的化學成(cheng)分和顯微組織
Cr21型化(hua)學(xue)成分見表(biao)(biao)7-1或表(biao)(biao)7-5。此鋼(gang)在500~600℃短(duan)時加(jia)熱出(chu)現(xian)脆(cui)性(xing),這一(yi)(yi)溫(wen)度范圍與鐵(tie)素(su)體(ti)固(gu)溶(rong)體(ti)的彌(mi)散硬化(hua)溫(wen)度范圍[析出(chu)(Ni,Cr,Fe)3(Ti,Al)相]和鐵(tie)素(su)體(ti)固(gu)溶(rong)體(ti)的兩(liang)相分離溫(wen)度范圍(475℃脆(cui)性(xing))部分疊加(jia),有可能(neng)是(shi)這一(yi)(yi)溫(wen)度范圍強化(hua)效果(guo)最顯(xian)著的原因;為了(le)(le)防止(zhi)這一(yi)(yi)現(xian)象,采用控制鋼(gang)中 Ti不(bu)大于(yu)0.5%,殘(can)余Al不(bu)大于(yu)0.08%的方法(fa),收到了(le)(le)明顯(xian)的效果(guo)。
經950~1050℃固溶(rong)處理后,Cr21型雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)中的鐵素(su)體(ti)量(liang)為55%~70%。提高淬火(huo)溫度(du),使鐵素(su)體(ti)量(liang)增多,當(dang)組(zu)織(zhi)中奧(ao)氏體(ti)量(liang)不少于(yu)20%~25%時(shi)仍為細晶組(zu)織(zhi),只(zhi)有當(dang)奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)消失時(shi),晶粒才(cai)會粗化。由(you)于(yu)兩相(xiang)(xiang)組(zu)織(zhi)阻止了晶粒急劇長(chang)大,因此在少量(liang)變(bian)形后再加(jia)熱時(shi),雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)沒(mei)有晶粒急劇長(chang)大傾向,這也是這種(zhong)類型鋼(gang)的特(te)征之一。
Cr21型雙相不(bu)銹鋼在(zai)400~500℃范圍內長期保(bao)(bao)溫,出(chu)現475℃脆性;600~750℃短期時效后的(de)(de)塑性降低(di)是由于(yu)碳化物(wu)的(de)(de)析出(chu)而使合金元素(su)貧化的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)產(chan)生馬氏體(ti)轉變的(de)(de)結果;650~700℃長期保(bao)(bao)溫的(de)(de)脆化則與α相的(de)(de)析出(chu)有關(guan)。
Cr21型雙(shuang)相(xiang)不銹鋼中的(de)奧氏體是亞穩定的(de),在冷變形(xing)過程中也(ye)會產(chan)生馬(ma)氏體轉變(γ-am),即使在小變形(xing)量(liang)后,飽和磁化強度也(ye)會顯著增加(jia),見表7-6。但是加(jia)熱到(dao)150℃即可以(yi)抑制馬(ma)氏體轉變,這提(ti)供了采用溫(wen)軋工(gong)藝以(yi)提(ti)高軋制變形(xing)量(liang)的(de)條件。
三、12Cr21Ni5Ti雙相(xiang)不銹鋼(gang)的性能
這類(lei)鋼(gang)(gang)中(zhong)增(zeng)加(jia)(jia)了鈦的(de)(de)含量(liang)(liang),與022Cr19Ni5Mo3Si2N 鋼(gang)(gang)相比,提高了鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)晶間腐蝕(shi)能(neng)(neng)力(li)(li)和耐(nai)應力(li)(li)腐蝕(shi)的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)(li)。由于這類(lei)鋼(gang)(gang)中(zhong)鉻當(dang)量(liang)(liang)與鎳當(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)比值選擇適(shi)當(dang),在(zai)(zai)高溫(wen)加(jia)(jia)熱后仍能(neng)(neng)保(bao)留(liu)較大量(liang)(liang)的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)組織(zhi),還能(neng)(neng)在(zai)(zai)冷卻過程中(zhong)生成二次(ci)奧(ao)氏體(ti),結(jie)果鋼(gang)(gang)中(zhong)奧(ao)氏體(ti)總的(de)(de)體(ti)積分數不低于30%~40%,使鋼(gang)(gang)具有良好的(de)(de)耐(nai)晶間腐蝕(shi)的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)(li)。
四、12Cr21Ni5Ti雙相(xiang)不(bu)銹鋼的用途
12Cr21Ni5Ti雙相不銹鋼代替1Cr18Ni9Ti鋼使用,多用來制造既耐氧化性酸的腐蝕(例如硝酸),又要求有較高強度的設備和部件,用來制造化學工業、食品工業等耐酸腐蝕的容器和部件,特別適用于制造航空發動機殼體和火箭發動機燃燒室外壁。