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,稱為鐵素體不銹鋼



  鐵素體不銹鋼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



  鐵素體不(bu)(bu)銹鋼管在具(ju)有強烈腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)的(de)介質中具(ju)有良好的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)和抗氧(yang)化(hua)性(xing),這類鋼可以(yi)抵抗硝酸(suan)(suan)、熱磷酸(suan)(suan)與亞氯酸(suan)(suan)等強烈腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)溶液的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。而且耐(nai)氯化(hua)物應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、耐(nai)點蝕(shi)(shi)、耐(nai)縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)等局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)優(you)良。鐵素體不(bu)(bu)銹鋼在含微量氯離子和氧(yang)的(de)熱水和高溫水的(de)介質中,以(yi)及在苛性(xing)鈉的(de)溶液中,也表現出優(you)異(yi)的(de)耐(nai)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)性(xing)能(neng)。隨著鉻含量的(de)增加(jia),其耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)也增加(jia)。



  與用量最大的鉻鎳奧氏(shi)體不銹鋼相比,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(su)體不銹鋼(gang)的(de)鑄(zhu)造(zao)性能較(jiao)差(cha),鑄(zhu)造(zao)收縮率一般(ban)為1.4%~1.6%,鑄(zhu)造(zao)時(shi)晶粒粗大(da)。鉻含(han)量(liang)很高的(de)鐵素(su)體不銹鋼(gang),如(ru)2GCr28鋼(gang)鑄(zhu)造(zao)時(shi),鑄(zhu)件的(de)熱裂傾向性大(da)。



  鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)鍛(duan)(duan)造性能較好。與(yu)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)相比,鐵素體(ti)(ti)鋼(gang)的(de)(de)再(zai)結(jie)晶(jing)速度(du)(du)較高(gao),再(zai)結(jie)晶(jing)溫(wen)度(du)(du)較低,因(yin)此(ci)在塑性變(bian)形(xing)過程中晶(jing)粒長大的(de)(de)傾向較大;鍛(duan)(duan)造的(de)(de)上(shang)限溫(wen)度(du)(du)應(ying)嚴(yan)格限制,一般鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)始(shi)鍛(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du)為(wei)(wei)(wei)1040~1120℃。為(wei)(wei)(wei)了(le)獲得細(xi)晶(jing)粒組織和(he)(he)防(fang)止(zhi)脆性,應(ying)恰(qia)當地控制變(bian)形(xing)量和(he)(he)終(zhong)鍛(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du),細(xi)化晶(jing)粒所必須的(de)(de)最(zui)小變(bian)形(xing)量隨溫(wen)度(du)(du)而定,700℃時約為(wei)(wei)(wei)5%,800~900℃時約為(wei)(wei)(wei)10%~15%,最(zui)后一次鍛(duan)(duan)打的(de)(de)壓縮(suo)量不(bu)應(ying)低于12%~20%,而終(zhong)鍛(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du)不(bu)高(gao)于800℃。為(wei)(wei)(wei)了(le)避免因(yin)溫(wen)度(du)(du)過低而產(chan)生(sheng)冷(leng)作(zuo)硬化,終(zhong)鍛(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du)不(bu)應(ying)低于705℃。某廠(chang)制訂(ding)的(de)(de)鍛(duan)(duan)造工(gong)藝(yi)的(de)(de)終(zhong)鍛(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du)為(wei)(wei)(wei)705~790℃,作(zuo)者認為(wei)(wei)(wei)還是比較合理的(de)(de)。



  由于鐵素體不銹鋼管(guan)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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