标准马氏体钢材的改良,含有类如镍、钼、钒等的添加元素,主要是用于将标准钢材受限的容许工作温度提升至高于1100K,当添加这些元素时,碳含量也增加,随着碳含量的增加,在焊接物的硬化热影响区中避免龟裂的问题变成更严重。
马氏体不锈钢能在退火、硬化和硬化与回火的状态下焊接,无论钢材的原先状态如何,经过焊接后都会在邻近焊道处产生一硬化的马氏体区,热影响区的硬度主要是取决于母材金属的碳含量,当硬度增加时,则韧性减少,且此区域变成较易产生龟裂、预热和控制层间温度,是避免龟裂的最有效方法,为得最佳的性质,需焊后热处理。
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理(淬火、回火)对其性能进行调整的不锈钢,通俗地讲,是一类可硬化的不锈钢。这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件:一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在,在该区域温度范围内进行长时间加热,使碳化物固溶到钢中之后,进行淬火形成马氏体,也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区,二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜,铬含量必须在10.5%以上。按合金元素的差别,可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。
马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分,如Cr大于13%时,不存在γ相,此类合金为单相铁素体合金,在任何热处理制度下也不能产生马氏体,为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素,以扩大γ相区,对于马氏体铬不锈钢来说,C、N是有效元素,C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。在马氏体铬不锈钢中,除铬外,C是另一个最重要的必备元素,事实上,马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。当然,还有其他元素,利用这些元素,可根据Schaeffler图确定大致的组织。
马氏体不锈钢主要为铬含量在12%-18%范围内的低碳或高碳钢。各国广泛应用的马氏体不锈钢钢种有如下3类:
1.低碳及中碳13%Cr钢
2.高碳的18%Cr钢
3.低碳含镍(约2%)的17%Cr钢
马氏体不锈钢具备高强度和耐蚀性,可以用来制造机器零件如蒸汽涡轮的叶片(1Cr13)、蒸汽装备的轴和拉杆(2Cr13),以及在腐蚀介质中工作的零件如活门、螺栓等(4Cr13)。碳含量较高的钢号(4Cr13、9Cr18)则适用于制造医疗器械、餐刀、测量用具、弹簧等。
与铁素体不锈钢相似,在马氏体不锈钢中也可以加入其它合金元素来改进其他性能:1.加入0.07%S或Se改善切削加工性能,例如1Cr13S或4Cr13Se;2.加入约1%Mo及0.1%
V,可以增加9Cr18钢的耐磨性及耐蚀性;3.加入约1Mo-1W-0.2V,可以提高1Cr13及2Cr13钢的热强性。
马氏体不锈钢与调制钢一样,可以使用淬火、回火及退火处理。其力学性质与调制钢也相似:当硬度升高时,抗拉强度及屈服强度升高,而伸长率、截面收缩率及冲击功则随着降低。
马氏体不锈钢的耐蚀性主要取决于铬含量,而钢中的碳由于与铬形成稳定的碳化铬,又间接的影响了钢的耐蚀性。因此在13%Cr钢中,碳含量越低,则耐蚀性越高。而在1Cr13、2Cr13、3Cr13及4Cr13四种钢中,其耐蚀性与强度的顺序恰好相反。
铁素体不锈钢,奥氏体不锈钢,马氏体不锈钢都是以金相组织来分类的。各自的特点如下:奥氏体不锈钢:奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示。其显微组织为奥氏体。它是在高铬不锈钢中添加适当的镍(镍的质量分数为8%~25%)而形成的。常见的几种如下:
1Cr18Ni9Ti(321)、0Cr18Ni9(302)、00Cr17Ni14M02(316L)
优点:易焊接,可塑性好(不易断裂),变形多,稳定性好(不易生锈),易钝化。缺点:但对溶液中含有氯离子(CL-)的介质特别敏感,易于发生应力腐蚀。
铁素体不锈钢:400系列的数字表示。它的内部显微组织为铁素体,其铬的质量分数在11.5%~32.0%范围内。随着铬含量的提高,其耐酸性能也提高,加入钼(Mo)后,则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。00Cr12、1Cr17(430)、00Cr17Mo、00Cr30Mo2、Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等
优点:含铬量高,导热性好,稳定性比较好,散热性好。缺点:但机械性能与工艺性能较差。
用途:多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用,例如:灶具,排气管道(摩托车后面)。
马氏体不锈钢:400系列的数字表示。它的显微组织为马氏体。这类钢中铬的质量分数为11.5%~18.0%,但碳的质量分数最高可达0.6%。碳含量的增高,提高了钢的强度和硬度。在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体,同时又能提高其耐蚀性。常见的几种如下:
1Cr13(410)、2
Cr13(420)、3
Cr13()、1
Cr17Ni2()
优点:含碳量高,硬度高。缺点:这类钢的可塑性和焊接性较差。用途:模具、地下管道、刀具、刃具、餐具、螺栓、螺母。
另外还有双相不锈钢,沉淀硬化(PH)型不锈钢。
你所说的这几种不锈钢型号都属于奥氏体不锈钢,它们材质相似,大多用于装饰材料。如果说它们的差异主要体现在:
200系列:奥氏体不锈钢。特点:含Ni量低,比较容易生锈。除锈:用光亮膏、水性光亮膏、光洁水,防锈:护膜液、水性护膜液。
用途:做不锈钢钢带,用于装饰材料、不锈钢门窗、不锈钢楼梯扶手、防盗网等。
300系列:奥氏体不锈钢。特点:含Ni量高,耐腐蚀性好。
用途:用于工业、化工设备、印染设备等。
通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢,通俗地说,是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。淬火后硬度较高,不同回火温度具有不同强韧性组合,主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异,马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同,还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体(或半马氏体)沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。标准的马氏体不锈钢是:403、410、414、416、416(Se)、420、430、431、440A、440B和440C型,有磁性;这些钢材的耐腐蚀性来自“铬”,其范围是从11.5至18%,铬含量愈高的钢材需碳含量愈高,以确保在热处理期间马氏体的形成,上述三种440型不锈钢很少被考虑做为需要焊接的应用,且440型成份的熔填金属不易取得。
标准马氏体钢材的改良,含有类如镍、钼、钒等的添加元素,主要是用于将标准钢材受限的容许工作温度提升至高于1100K,当添加这些元素时,碳含量也增加,随着碳含量的增加,在焊接物的硬化热影响区中避免龟裂的问题变成更严重。
性能
编辑
马氏体不锈钢能在退火、和硬化与回火的状态下焊接,无论钢材的原先状态如何,经过焊接后都会在邻近焊道处产生一硬化的马氏体区,热影响区的硬度主要是取决于母材金属的碳含量,当硬度增加时,则韧性减少,且此区域变成较易产生龟裂、预热和控制层间温度,是避免龟裂的最有效方法,为得最佳的性质,需焊后热处理。
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理(淬火、回火)对其性能进行调整的不锈钢,通俗地讲,是一类可硬化的不锈钢。这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件:一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在,在该区域温度范围内进行长时间加热,使碳化物固溶到钢中之后,进行淬火形成马氏体,也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区,二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜,铬含量必须在10.5%以上。按合金元素的差别,可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。
马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分,如Cr大于13%时,不存在γ相,此类合金为单相铁素体合金,在任何热处理制度下也不能产生马氏体,为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素,以扩大来说,C、N是有效元素,C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。在马氏体铬不锈钢中,除铬外,C是另一个最重要的必备元素,事实上,马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。当然,还有其他元素,利用这些元素,可根据Schaeffler图确定大致的组织。
马氏体不锈钢主要为铬含量在12%-18%范围内的低碳或高碳钢。各国广泛应用的马氏体不锈钢钢种有如下3类:
1.低碳及中碳13%Cr钢
2.高碳的18%Cr钢
3.低碳含镍(约2%)的17%Cr钢
马氏体不锈钢具备高强度和耐蚀性,可以用来制造机器零件如蒸汽涡轮的叶片(1Cr13)、蒸汽装备的轴和拉杆(2Cr13),以及在腐蚀介质中工作的零件如活门、螺栓等(4Cr13)。碳含量较高的钢号(4Cr13、9Cr18)则适用于制造医疗器械、餐刀、测量用具、弹簧等。
与铁素体不锈钢相似,在马氏体不锈钢中也可以加入其它合金元素来改进其他性能:1.加入0.07%S或Se改善切削加工性能,例如1Cr13S或4Cr13Se;2.加入约1%Mo及0.1% V,可以增加9Cr18钢的耐磨性及耐蚀性;3.加入约1Mo-1W-0.2V,可以提高1Cr13及2Cr13钢的热强性。
马氏体不锈钢与调制钢一样,可以使用淬火、回火及退火处理。其力学性质与调制钢也相似:当硬度升高时,抗拉强度及屈服强度升高,而伸长率、截面收缩率及冲击功则随着降低。
马氏体不锈钢的耐蚀性主要取决于铬含量,而钢中的碳由于与铬形成稳定的碳化铬,又间接的影响了钢的耐蚀性。因此在13%Cr钢中,碳含量越低,则耐蚀性越高。而在1Cr13、2Cr13、3Cr13及4Cr13四种钢中,其耐蚀性与强度的顺序恰好相反。
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