在鉻系馬氏體不銹鋼中加入鎳、鉬降低碳含量,成為含鎳、鉬的馬氏體不銹鋼。這種鋼在不同溫度下產生不同數量的逆變奧氏體,但均能保持鉻系馬氏體的強度和硬度,同時又提高鋼的塑韌性,特別是其焊接性得到了根本改善。表2-8是低碳鉻鎳系馬氏體不銹鋼的化學成分。這類馬氏體不銹鋼(gang)除具有一定的耐蝕性外,還具有良好的抗汽蝕、耐磨損性能,在水輪機、大型水泵及核電站、油汽輸送管道中獲得廣泛使用。
鉻(ge)鎳(nie)系馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)因焊接性良好,通常均(jun)采用(yong)同質焊材,不需(xu)要預(yu)熱(re)或僅(jin)需(xu)要低溫(150℃以下)預(yu)熱(re),但需(xu)進(jin)行焊后熱(re)處理以保證焊縫及熱(re)影響區逆變奧氏(shi)體,恢復其(qi)塑韌(ren)性。鉻(ge)鎳(nie)系馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)焊接材料見表2-8。
表(biao)2-9、表(biao)2-10是我國研(yan)制成功并在工(gong)程上使用的兩種(zhong)低碳含鎳(nie)、鉬的馬氏體不銹鋼及其力(li)學性(xing)能。
通過模擬焊(han)接(jie)(jie)熱(re)(re)(re)循(xun)環試(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)了(le)含Ni、Mo低碳馬(ma)氏體鋼(gang)的淬(cui)(cui)硬(ying)傾(qing)向(xiang)。圖(tu)2-12是0Cr13Ni4Mo鋼(gang)熱(re)(re)(re)模擬試(shi)驗(yan)曲(qu)(qu)線(xian)。圖(tu)2-13是用熱(re)(re)(re)模擬試(shi)樣(yang)加工成沖(chong)(chong)擊(ji)試(shi)樣(yang)的試(shi)驗(yan)結果。由曲(qu)(qu)線(xian)1、2得(de)知0Cr13Ni4Mo鋼(gang)因焊(han)接(jie)(jie)加熱(re)(re)(re)其沖(chong)(chong)擊(ji)韌(ren)性與母材(cai)(曲(qu)(qu)線(xian)4)相比有所降(jiang)低,但仍處在較(jiao)(jiao)高水平,表明(ming)0Cr13Ni4Mo鋼(gang)受焊(han)接(jie)(jie)熱(re)(re)(re)作用的淬(cui)(cui)硬(ying)傾(qing)向(xiang)不大。在約-40℃以下,沖(chong)(chong)擊(ji)韌(ren)性降(jiang)低幅(fu)度(du)雖然較(jiao)(jiao)大。但經(jing)過600℃x2h的回火處理,其韌(ren)性又恢復到接(jie)(jie)近母材(cai)的性能(neng)(曲(qu)(qu)線(xian)3)。
表2-11是0Cr14Ni6Mo鋼(gang)模擬焊接熱循環試樣的(de)沖(chong)擊(ji)韌性(xing)(xing)和硬度(du)與(yu)逆(ni)變奧氏體(ti)(ti)量的(de)關系,結果(guo)表明馬氏體(ti)(ti)鋼(gang)焊態沖(chong)擊(ji)韌性(xing)(xing)的(de)降低(di)、硬度(du)的(de)提高(gao)(gao)與(yu)在焊接高(gao)(gao)溫下(xia)熱影響區(qu)中逆(ni)變奧氏體(ti)(ti)量的(de)減少有(you)關。焊后再進行600℃x2h熱處理(li),其(qi)逆(ni)變奧氏體(ti)(ti)量得以較(jiao)好恢復,因(yin)此韌性(xing)(xing)提高(gao)(gao),硬度(du)降低(di)。
由(you)于(yu)加熱對含Ni、Mo低碳馬體鋼(gang)(gang)塑韌性(xing)(xing)及淬硬傾向的影(ying)響不太顯著,因此其(qi)抗(kang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)性(xing)(xing)能也比較好。表2-12是0Cr14Ni6Mo鋼(gang)(gang)用(yong)巴頓剛性(xing)(xing)試(shi)(shi)驗和斜Y型剖口小鐵研試(shi)(shi)驗進(jin)行(xing)的裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)敏感性(xing)(xing)試(shi)(shi)驗結果。可以看出,在預(yu)熱50℃,甚至(zhi)不預(yu)熱的情況下,用(yong)兩種(zhong)方(fang)法均未發現任(ren)何裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(包括(kuo)熱裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)及冷裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen))。
綜(zong)上所(suo)述(shu),Cr系(xi)馬氏體不銹(xiu)鋼在降(jiang)C、增加Ni、Mo合金元素(su)以(yi)后(hou),在回火狀態下(xia),鋼中產生一定的(de)(de)(de)逆變奧(ao)氏體相,焊(han)接(jie)加熱(re)時的(de)(de)(de)晶粒長(chang)大趨勢受到(dao)抑制,降(jiang)低了淬硬傾(qing)向(xiang),改善了塑韌性(xing)(xing)。同時由于逆變奧(ao)氏體的(de)(de)(de)存在,提高了吸藏氫能(neng)力,降(jiang)低了氫的(de)(de)(de)擴(kuo)散作用,使焊(han)接(jie)冷裂(lie)紋的(de)(de)(de)敏感性(xing)(xing)大大降(jiang)低。這種鋼的(de)(de)(de)另一特點是可(ke)以(yi)通過焊(han)后(hou)熱(re)處理恢復逆變奧(ao)氏體量,進一步改善焊(han)接(jie)頭的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng),因(yin)而在大型(xing)焊(han)接(jie)結構如水(shui)電、火電、核(he)電等工程和壓力容器中有廣闊的(de)(de)(de)應用前景。這類(lei)鋼各種厚度的(de)(de)(de)板材(cai)均可(ke)焊(han)接(jie),即使特厚板電渣(zha)焊(han),也可(ke)以(yi)不預熱(re)和焊(han)后(hou)不需立即處理。