以不銹性、耐蝕性為主要特性,且鉻的質量分數至少為10.5%,其基體以體心立方晶體結構的鐵素體組織(α相)為主,有磁性,一般不能通過熱處理硬化,但冷加工可使其輕微強化的不銹鋼,稱為鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼



  鐵素體不銹鋼管(guan)是以鉻為主要合金元素,一般不含鎳(極個別含少量鎳),這類鋼含有相當低的碳,一般低于0.12%(質量分數),還常含有鋁等鐵素體形成元素,該類鋼為單相鐵素體組織,沒有相變。其典型的代表鋼種是10Cr17



  鐵(tie)素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)在(zai)(zai)具(ju)有強(qiang)烈(lie)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)介質(zhi)中(zhong)具(ju)有良(liang)好的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)和抗氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)(xing),這(zhe)類鋼(gang)(gang)可以抵抗硝酸、熱磷酸與亞(ya)氯酸等強(qiang)烈(lie)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)溶(rong)液的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)。而且耐(nai)(nai)氯化(hua)物應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)、耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)、耐(nai)(nai)縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)等局部腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)優良(liang)。鐵(tie)素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)含微量氯離子和氧(yang)的(de)(de)熱水和高(gao)溫水的(de)(de)介質(zhi)中(zhong),以及在(zai)(zai)苛性(xing)(xing)(xing)鈉的(de)(de)溶(rong)液中(zhong),也表現出優異的(de)(de)耐(nai)(nai)應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)開裂性(xing)(xing)(xing)能(neng)。隨(sui)著鉻含量的(de)(de)增(zeng)加,其耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)也增(zeng)加。



  與用量最大的鉻鎳奧氏(shi)體(ti)不銹鋼相比,鐵素體不銹鋼不含鎳或含少量鎳,是節鎳型不銹鋼,其價格較鉻鎳奧氏體不銹鋼管低;鐵素體不銹鋼管強度高,冷加工硬化傾向較低,熱導率為鉻鎳奧氏體不銹鋼的130%~150%,線膨脹系數僅為鉻鎳奧氏體不銹鋼的60%~70%。



 但鐵素體不銹鋼也存在一些缺陷,突出地表現在它們的室溫、低溫韌性差,缺口敏感性高,對晶間腐蝕比較敏感等方面,影響了鐵素體不銹鋼的使用,其產量也比較低。而且這些缺點隨著鐵素體不銹鋼斷面尺寸的增加、冷卻速度的變慢和焊接的熱影響而更加強烈地顯示出來。



  鐵素體不銹鋼在焊接時無淬火硬化現象,加熱大于950℃,焊縫及熱影響區晶粒嚴重粗大,而且無法用焊后熱處理來細化晶粒。鐵素體不銹鋼的塑性和韌性都很低,焊接性較差,又由于焊縫及熱影響區晶粒粗大,容易出現475℃脆性、高溫脆性及σ相析出所引起的焊接裂紋,因此要采用小線能量焊接工藝規范,防止晶粒粗大。焊接時應先將工件在70~100℃預熱,通常采用奧氏體不銹鋼焊條焊接,焊接時要特別關注在400~600℃和650~850℃溫度區間的加熱和冷卻速度,避免475℃脆性和σ相析出脆性。焊后作750~800℃退火處理以改善塑性,提高耐蝕性。



  鐵素體(ti)不(bu)銹鋼的(de)鑄造(zao)(zao)性能較差(cha),鑄造(zao)(zao)收縮(suo)率一般(ban)為1.4%~1.6%,鑄造(zao)(zao)時(shi)晶粒粗大(da)。鉻含量很高的(de)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼,如(ru)2GCr28鋼鑄造(zao)(zao)時(shi),鑄件(jian)的(de)熱裂傾向性大(da)。



  鐵素(su)(su)體不銹(xiu)鋼的(de)(de)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)造性(xing)能(neng)較(jiao)(jiao)好。與奧氏體不銹(xiu)鋼相(xiang)比,鐵素(su)(su)體鋼的(de)(de)再結(jie)晶(jing)(jing)速度(du)(du)(du)(du)(du)較(jiao)(jiao)高,再結(jie)晶(jing)(jing)溫度(du)(du)(du)(du)(du)較(jiao)(jiao)低,因此在塑性(xing)變(bian)形過程中晶(jing)(jing)粒(li)長大(da)的(de)(de)傾向較(jiao)(jiao)大(da);鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)造的(de)(de)上(shang)限溫度(du)(du)(du)(du)(du)應嚴格限制,一般鐵素(su)(su)體不銹(xiu)鋼的(de)(de)始鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)溫度(du)(du)(du)(du)(du)為1040~1120℃。為了獲得(de)細(xi)晶(jing)(jing)粒(li)組(zu)織和(he)防止脆性(xing),應恰當地(di)控(kong)制變(bian)形量和(he)終鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)溫度(du)(du)(du)(du)(du),細(xi)化晶(jing)(jing)粒(li)所必須的(de)(de)最(zui)小變(bian)形量隨溫度(du)(du)(du)(du)(du)而定(ding),700℃時約為5%,800~900℃時約為10%~15%,最(zui)后一次鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)打的(de)(de)壓縮量不應低于12%~20%,而終鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)溫度(du)(du)(du)(du)(du)不高于800℃。為了避免因溫度(du)(du)(du)(du)(du)過低而產(chan)生冷作(zuo)硬化,終鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)溫度(du)(du)(du)(du)(du)不應低于705℃。某廠制訂的(de)(de)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)造工藝的(de)(de)終鍛(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)溫度(du)(du)(du)(du)(du)為705~790℃,作(zuo)者認(ren)為還是比較(jiao)(jiao)合理的(de)(de)。



  由于鐵素體不銹鋼導熱性差,當表面缺陷用砂輪清理時,局部過熱可以引起裂紋,需要用風鏟清理或剝皮的方法去除表面缺陷。



  鐵素體不銹鋼具有良好的切削加工性能,含硫和硒的易切削鐵素體不銹鋼,切削性能更佳。但鉻含量較高的鐵素體不銹鋼(如w(Cr)=25%~30%)),切削加工比較困難。



  特別要提出的是,鐵素體不銹鋼熱導率較低,在切削加工時容易出現局部過熱的現象,會使刀具切削刃加速損壞,為此可采用大型刀具并用切削液冷卻。



  鐵素體不銹鋼在一定溫度范圍內加熱和冷卻時不發生相變,因此不能通過熱處理來強化。其熱處理的目的,一是為了消除冷變形加工和焊接時所產生的內應力,改善加工性能;其次是通過熱處理消除鑄件在凝固時所產生的偏析,獲得單一的、均勻化的鐵素體組織,以及消除在焊接過程中所形成的相變產物和475℃脆性。




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