
馬氏體不銹鋼是(shi)一類(lei)(lei)可(ke)(ke)通過熱處理(淬(cui)火回火)對(dui)其(qi)性(xing)(xing)能進行調整的(de)(de)不銹鋼,通俗(su)地講(jiang)是(shi)一類(lei)(lei)可(ke)(ke)硬化的(de)(de)不銹鋼,此類(lei)(lei)鋼具有(you)高(gao)的(de)(de)硬度、良好的(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)能和(he)不銹性(xing)(xing),這些特性(xing)(xing)決定了此類(lei)(lei)鋼必須(xu)(xu)具備兩個基本條件:其(qi)一,在平衡相圖中(zhong)必須(xu)(xu)有(you)奧(ao)氏體相區存在;其(qi)二,為使(shi)鋼形(xing)成耐(nai)腐(fu)蝕的(de)(de)鈍(dun)化膜,鉻(ge)含量必須(xu)(xu)在10.5%以上。馬氏體不銹鋼在淬(cui)火狀態下具有(you)體心四方晶(jing)體結構(馬氏體),具有(you)鐵磁性(xing)(xing),在較弱腐(fu)蝕環境中(zhong)具有(you)耐(nai)蝕性(xing)(xing)。鋼中(zhong)的(de)(de)鉻(ge)含量可(ke)(ke)達18%,碳可(ke)(ke)以超過1.2%。
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼是馬氏體不銹鋼,它是國際上通用的牌號,美國稱AISI410,法國RCC-M為Z10C-13、Z12C-13、日本稱SUS410、德國DIN標準中稱作X15Cr13。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼屬于半馬氏體型不銹鋼,經淬火的組織除馬氏體外,尚存在鐵素組織。經淬火和回火處理的1Cr13、12Cr13、410不銹鋼具有較高的強度、韌性,較好的耐蝕性和冷變形能力,具有良好的減振性能。通常該鋼在淬火和回火狀態下使用,回火為高溫回火和低溫回火,應避免在370~560℃的溫度回火,以確保鋼的良好性能。低溫回火可消除淬火過程中形成的內應力,高溫回火在保證其良好耐蝕性同時,可獲得優良的綜合力學性能。1Cr13、12Cr13主要用于對韌性要求較高和具有不銹性的受沖擊載荷的部件,如葉片、水壓機閥、緊固件、熱裂解抗硫腐蝕設備等,亦可制作在常溫條件耐弱腐蝕介質腐蝕的設備和部件。在反應堆中主要用于2、3級輔助泵傳動軸、蒸發器支撐件、控制棒驅動機構等。
一、化學成(cheng)分
1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹鋼(gang)的(de)化學成(cheng)分列(lie)(lie)于表(biao)3-1,反應堆用的(de)1Cr13、12Cr13 不(bu)銹鋼(gang)的(de)特殊規定也一并列(lie)(lie)入此表(biao)。

二(er)、室溫力學性能
不同標準對1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的(de)室溫力學性能(neng)的(de)規定值(zhi)(zhi)見(jian)(jian)表(biao)(biao)3-2。實測數(shu)據見(jian)(jian)表(biao)(biao)3-3。奧(ao)氏體(ti)化溫度(du)和回火溫度(du)對1Cr13、12Cr13、410不銹鋼室溫力學性能(neng)的(de)影(ying)響見(jian)(jian)圖3-2。熱(re)處理工藝制(zhi)度(du)對不同溫度(du)下(1Cr13)410不銹鋼沖擊值(zhi)(zhi)的(de)影(ying)響見(jian)(jian)表(biao)(biao)3-4。



三、疲勞(lao)和斷裂
1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹鋼的室溫疲勞極限見表(biao)3-5,在指定存(cun)活率下(xia)的N-S曲線見圖3-3。試(shi)驗用(yong)鋼化學成(cheng)分(fen)為0.11C-0.29Mn-0.025P-0.009S-0.25Si-12.78Cr-0.14Ni。試(shi)樣(yang)的熱(re)處理(li)工(gong)藝(yi)為:1050℃油淬,720℃×2h空冷回水。

1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)在NaCl中的疲(pi)勞(lao)行為見圖(tu)3-4。顯然環境的變化對其疲(pi)勞(lao)壽命產生較大影(ying)響。隨著 NaCl濃度增加,(1Cr13)410不銹鋼(gang)的疲(pi)勞(lao)壽命縮(suo)短,見圖(tu)3-5。

四、高溫瞬力學(xue)性能
不同熱處理條件下的高(gao)溫瞬時(shi)力學性(xing)能(neng)見表(biao)3-6。隨回(hui)火溫度(du)的提(ti)高(gao)×強度(du)下降而塑韌性(xing)明顯(xian)提(ti)高(gao),詳(xiang)見表(biao)3-7。



五、持久(jiu)和蠕變性能
數據見表3-8和表3-9。最小蠕變速度和應(ying)力關(guan)系曲(qu)線見圖3-6。

表(biao)3-8 1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的持久強(qiang)度(du)(1030~1050℃油淬(cui),750℃回火空冷)
六、高(gao)溫度(du)疲勞和介質條(tiao)件的影(ying)響
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)的(de)高溫疲勞(lao)數據和介質條件對其高溫疲勞(lao)性能的(de)影響(xiang)見表3-10和表3-11。

七(qi)、抗(kang)氧化和耐蝕性
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼出現強烈氧(yang)化開始溫(wen)度為750℃。抗氧(yang)化性(xing)能見(jian)表3-12。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼具有不銹性(xing),在(zai)室溫(wen)稀硝酸及(ji)弱(ruo)有機酸中也有一(yi)定耐(nai)蝕性(xing),在(zai)某些介(jie)質中的耐(nai)蝕性(xing)見(jian)表3-13。在(zai)反應堆環境(jing)中的腐蝕見(jian)表3-14至表3-17。



八、熱(re)處理及組織結構
臨(lin)界(jie)點(近(jin)似值(zhi)):℃

等溫(wen)轉變(bian)曲線:0.10C-12.4 Cr的(de)1Cr13鋼,奧氏體化溫(wen)度(du)為980℃的(de)等溫(wen)轉變(bian)曲線見(jian)圖(tu)3-7。

熱處理工藝:(1Cr13)410不銹鋼的熱處理工藝如下。

冶金廠(chang)通常以退火狀態交貨,以便(bian)最終用(yong)戶加工制造。在(zai)制造廠(chang)的(de)最終熱(re)處理為淬(cui)火并(bing)高溫回火,其(qi)組織為回火索氏體和少量鐵(tie)素體。回火溫度的(de)選擇視其(qi)使用(yong)要求而定,可參閱圖3-2。
九、工(gong)藝性能
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的(de)(de)冷(leng)(leng)塑性(xing)(xing)及深(shen)沖性(xing)(xing)、拋光(guang)性(xing)(xing)和切削(xue)加(jia)工性(xing)(xing)能良(liang)好(hao),板(ban)(ban)材(cai)的(de)(de)深(shen)沖度(du)(du)與(yu)(yu)其厚度(du)(du)有關,板(ban)(ban)材(cai)愈(yu)厚深(shen)沖度(du)(du)愈(yu)高。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的(de)(de)熱加(jia)工溫度(du)(du)以(yi)850~1200℃為(wei)宜,隨(sui)后需灰(hui)冷(leng)(leng)或砂(sha)冷(leng)(leng)。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼具(ju)有良(liang)好(hao)的(de)(de)焊(han)接(jie)性(xing)(xing)能,其焊(han)接(jie)性(xing)(xing)能與(yu)(yu)0Cr13相近,可采用0Cr13或奧(ao)107、奧(ao)207的(de)(de)焊(han)條焊(han)接(jie),為(wei)防止焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)冷(leng)(leng)裂(lie)紋,焊(han)前應該預熱,預熱溫度(du)(du)為(wei)200~300℃,焊(han)后經700~750℃熱處理(li)可獲得良(liang)好(hao)的(de)(de)性(xing)(xing)能,選(xuan)用奧(ao)氏體焊(han)接(jie)材(cai)料焊(han)接(jie),焊(han)后可不進(jin)行熱處理(li)。應該強調的(de)(de)是,當焊(han)后焊(han)縫需進(jin)行機械加(jia)工時應進(jin)行退火處理(li)。
十、物理性能
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的物(wu)理性(xing)能見表3-18。

十一、應(ying)用
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼主要用作抗弱腐蝕介質,并要求具有較高韌性及(ji)受(shou)沖(chong)擊負荷的零部件,如汽輪機葉片、水壓機閥、結構架(jia)、螺栓、螺帽等。在反(fan)應堆環境中,主要用于(yu)2、3級輔助泵傳動軸(zhou)、蒸發器支承(cheng)件、控(kong)制棒驅動機構等。
