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(xiu)鋼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。
鉻鎳系馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)因焊(han)接(jie)性(xing)良好,通常(chang)均采用(yong)同質焊(han)材(cai),不(bu)(bu)需要(yao)預熱或僅需要(yao)低溫(150℃以下)預熱,但需進行(xing)焊(han)后熱處理(li)以保證焊(han)縫及(ji)熱影響區逆變奧氏(shi)體(ti),恢復其塑韌性(xing)。鉻鎳系馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)見(jian)表2-8。
表(biao)2-9、表(biao)2-10是我國研制成功并在(zai)工程上使用的兩(liang)種低碳(tan)含鎳、鉬的馬氏體不銹鋼及其力學性能(neng)。
通過模(mo)擬(ni)(ni)焊(han)接(jie)熱循(xun)環試(shi)驗研究了(le)含Ni、Mo低(di)碳馬氏體(ti)鋼的(de)淬(cui)硬傾向。圖2-12是0Cr13Ni4Mo鋼熱模(mo)擬(ni)(ni)試(shi)驗曲(qu)線。圖2-13是用熱模(mo)擬(ni)(ni)試(shi)樣(yang)加(jia)工(gong)成沖擊試(shi)樣(yang)的(de)試(shi)驗結果。由曲(qu)線1、2得知(zhi)0Cr13Ni4Mo鋼因焊(han)接(jie)加(jia)熱其沖擊韌性(xing)與(yu)母材(曲(qu)線4)相(xiang)比有所降低(di),但仍處在較高(gao)水平,表(biao)明0Cr13Ni4Mo鋼受焊(han)接(jie)熱作用的(de)淬(cui)硬傾向不大。在約-40℃以(yi)下(xia),沖擊韌性(xing)降低(di)幅度雖然較大。但經過600℃x2h的(de)回火處理,其韌性(xing)又恢復到(dao)接(jie)近(jin)母材的(de)性(xing)能(曲(qu)線3)。
表2-11是0Cr14Ni6Mo鋼模擬焊接熱(re)循環(huan)試樣的(de)(de)沖擊(ji)韌性(xing)和(he)硬度(du)與(yu)逆(ni)變(bian)奧(ao)氏(shi)體量(liang)的(de)(de)關系,結果表明馬氏(shi)體鋼焊態(tai)沖擊(ji)韌性(xing)的(de)(de)降低、硬度(du)的(de)(de)提高(gao)與(yu)在焊接高(gao)溫下熱(re)影響區中逆(ni)變(bian)奧(ao)氏(shi)體量(liang)的(de)(de)減少有關。焊后再(zai)進行600℃x2h熱(re)處理,其逆(ni)變(bian)奧(ao)氏(shi)體量(liang)得(de)以較好恢復(fu),因此韌性(xing)提高(gao),硬度(du)降低。
由于(yu)加熱(re)(re)對含Ni、Mo低碳馬體鋼塑韌性及淬硬(ying)傾向的(de)影響(xiang)不太顯著,因此其抗(kang)裂(lie)(lie)(lie)性能(neng)也(ye)比較(jiao)好。表2-12是0Cr14Ni6Mo鋼用(yong)巴(ba)頓(dun)剛性試驗(yan)和斜Y型剖口小鐵研試驗(yan)進(jin)行的(de)裂(lie)(lie)(lie)紋敏感性試驗(yan)結果(guo)。可以(yi)看出,在預熱(re)(re)50℃,甚至不預熱(re)(re)的(de)情(qing)況下,用(yong)兩種方法均未發現任何裂(lie)(lie)(lie)紋(包(bao)括熱(re)(re)裂(lie)(lie)(lie)紋及冷(leng)裂(lie)(lie)(lie)紋)。
綜上(shang)所述,Cr系(xi)馬氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)在降C、增(zeng)加(jia)Ni、Mo合(he)金元素以(yi)后,在回火狀(zhuang)態下,鋼(gang)中(zhong)產生一(yi)(yi)定(ding)的逆變奧(ao)氏體(ti)相(xiang),焊接(jie)加(jia)熱(re)時的晶粒長大(da)(da)趨勢受到抑制,降低(di)了淬硬傾向,改(gai)善了塑韌性(xing)。同時由(you)于逆變奧(ao)氏體(ti)的存(cun)在,提(ti)高了吸藏氫能力(li),降低(di)了氫的擴散作用(yong),使(shi)焊接(jie)冷裂紋的敏感性(xing)大(da)(da)大(da)(da)降低(di)。這(zhe)種鋼(gang)的另一(yi)(yi)特(te)點是可以(yi)通過焊后熱(re)處理恢復逆變奧(ao)氏體(ti)量,進一(yi)(yi)步改(gai)善焊接(jie)頭的性(xing)能,因而在大(da)(da)型焊接(jie)結構如水電、火電、核(he)電等工程和壓力(li)容(rong)器(qi)中(zhong)有廣闊的應用(yong)前景。這(zhe)類鋼(gang)各種厚(hou)度的板(ban)材均(jun)可焊接(jie),即使(shi)特(te)厚(hou)板(ban)電渣焊,也可以(yi)不(bu)預熱(re)和焊后不(bu)需立即處理。