
馬(ma)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)一類可通(tong)過(guo)熱處(chu)理(li)(淬火回(hui)火)對其性(xing)(xing)能(neng)進行調整(zheng)的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),通(tong)俗地講是(shi)一類可硬(ying)化(hua)(hua)的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),此類鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)高的(de)硬(ying)度、良好的(de)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)和不(bu)(bu)銹性(xing)(xing),這些特性(xing)(xing)決定了此類鋼(gang)(gang)必須具(ju)備(bei)兩個基本條件:其一,在平(ping)衡相圖中必須有(you)(you)奧氏體(ti)(ti)相區存在;其二,為使鋼(gang)(gang)形(xing)成耐腐蝕(shi)的(de)鈍化(hua)(hua)膜,鉻含量(liang)必須在10.5%以上。馬(ma)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在淬火狀態下(xia)具(ju)有(you)(you)體(ti)(ti)心四(si)方晶體(ti)(ti)結構(馬(ma)氏體(ti)(ti)),具(ju)有(you)(you)鐵磁性(xing)(xing),在較弱腐蝕(shi)環境中具(ju)有(you)(you)耐蝕(shi)性(xing)(xing)。鋼(gang)(gang)中的(de)鉻含量(liang)可達18%,碳(tan)可以超過(guo)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(bu)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、化學成分
1Cr13、12Cr13、410不銹(xiu)鋼的化學成分列于表3-1,反應堆(dui)用的1Cr13、12Cr13 不銹(xiu)鋼的特殊規定也一并(bing)列入(ru)此表。

二(er)、室溫力(li)學性能
不同標準對(dui)1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)的(de)室溫(wen)力學(xue)性能的(de)規定值(zhi)見(jian)(jian)表3-2。實測數據見(jian)(jian)表3-3。奧氏(shi)體(ti)化溫(wen)度(du)(du)和(he)回火(huo)溫(wen)度(du)(du)對(dui)1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)室溫(wen)力學(xue)性能的(de)影響(xiang)見(jian)(jian)圖(tu)3-2。熱處(chu)理(li)工藝制(zhi)度(du)(du)對(dui)不同溫(wen)度(du)(du)下(1Cr13)410不銹鋼(gang)沖擊值(zhi)的(de)影響(xiang)見(jian)(jian)表3-4。



三、疲勞和斷裂
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)的(de)室溫疲(pi)勞(lao)極限見(jian)表3-5,在指定存(cun)活率下的(de)N-S曲線見(jian)圖3-3。試驗用鋼(gang)化學(xue)成分為0.11C-0.29Mn-0.025P-0.009S-0.25Si-12.78Cr-0.14Ni。試樣的(de)熱處理(li)工藝為:1050℃油淬,720℃×2h空(kong)冷回水。

1Cr13、12Cr13、410不銹鋼在NaCl中的(de)疲勞行為見圖3-4。顯(xian)然環境(jing)的(de)變化對其疲勞壽命(ming)產生較(jiao)大影響。隨(sui)著 NaCl濃度增加,(1Cr13)410不銹鋼的(de)疲勞壽命(ming)縮短,見圖3-5。

四、高(gao)溫瞬(shun)力學性能(neng)
不同熱處(chu)理條件下(xia)的(de)高溫瞬時力學性(xing)能見表3-6。隨回火溫度(du)的(de)提(ti)高×強度(du)下(xia)降(jiang)而(er)塑韌性(xing)明顯提(ti)高,詳見表3-7。



五、持久和蠕變性能
數據見表(biao)3-8和表(biao)3-9。最小蠕(ru)變速度和應力關系曲線見圖3-6。

表(biao)3-8 1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的持久(jiu)強度(1030~1050℃油淬,750℃回火空冷)
六、高(gao)溫度疲勞(lao)和(he)介質條件的影響(xiang)
1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹鋼的(de)高(gao)(gao)溫(wen)疲勞(lao)數據和介質條件對其高(gao)(gao)溫(wen)疲勞(lao)性(xing)能的(de)影響見(jian)表(biao)3-10和表(biao)3-11。

七、抗氧化和耐蝕性(xing)
1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹鋼(gang)出現強烈氧化(hua)開始溫度為(wei)750℃。抗氧化(hua)性能見表(biao)3-12。1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹鋼(gang)具有(you)不(bu)銹性,在(zai)室溫稀硝酸及弱有(you)機酸中也有(you)一定耐蝕性,在(zai)某些介質(zhi)中的耐蝕性見表(biao)3-13。在(zai)反應堆環(huan)境中的腐蝕見表(biao)3-14至表(biao)3-17。



八、熱處理及組織結構
臨(lin)界點(近似值):℃

等(deng)(deng)溫(wen)轉(zhuan)變曲線(xian):0.10C-12.4 Cr的1Cr13鋼,奧氏體化溫(wen)度(du)為980℃的等(deng)(deng)溫(wen)轉(zhuan)變曲線(xian)見圖3-7。

熱處(chu)(chu)理工藝:(1Cr13)410不銹(xiu)鋼的熱處(chu)(chu)理工藝如下。

冶金廠通常以退火狀態交貨,以便最(zui)(zui)終(zhong)用戶(hu)加工制造。在制造廠的(de)(de)最(zui)(zui)終(zhong)熱處理為淬(cui)火并(bing)高溫回(hui)火,其組(zu)織為回(hui)火索氏體和(he)少量鐵素體。回(hui)火溫度(du)的(de)(de)選擇視其使用要求(qiu)而(er)定(ding),可(ke)參(can)閱圖3-2。
九、工藝性能(neng)
1Cr13、12Cr13、410不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)冷塑(su)性及深沖性、拋光性和切削加工(gong)性能良(liang)好,板材(cai)的(de)深沖度(du)(du)(du)(du)與其(qi)厚度(du)(du)(du)(du)有關,板材(cai)愈厚深沖度(du)(du)(du)(du)愈高。1Cr13、12Cr13、410不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)熱加工(gong)溫度(du)(du)(du)(du)以850~1200℃為宜,隨后(hou)需灰(hui)冷或砂冷。1Cr13、12Cr13、410不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有良(liang)好的(de)焊(han)接(jie)性能,其(qi)焊(han)接(jie)性能與0Cr13相近,可(ke)(ke)采用0Cr13或奧107、奧207的(de)焊(han)條焊(han)接(jie),為防止焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)冷裂(lie)紋,焊(han)前應(ying)該(gai)預熱,預熱溫度(du)(du)(du)(du)為200~300℃,焊(han)后(hou)經(jing)700~750℃熱處理可(ke)(ke)獲(huo)得良(liang)好的(de)性能,選用奧氏(shi)體焊(han)接(jie)材(cai)料焊(han)接(jie),焊(han)后(hou)可(ke)(ke)不(bu)(bu)(bu)進行熱處理。應(ying)該(gai)強調的(de)是,當焊(han)后(hou)焊(han)縫需進行機(ji)械加工(gong)時(shi)應(ying)進行退(tui)火(huo)處理。
十、物(wu)理性能
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的物理性能見(jian)表(biao)3-18。

十一(yi)、應用(yong)
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼主(zhu)要(yao)用作抗弱腐蝕介質,并要(yao)求具有較高韌性及受沖擊負荷的零部件,如汽(qi)輪(lun)機葉片(pian)、水壓(ya)機閥、結構架、螺栓、螺帽等(deng)。在反應堆環境中,主(zhu)要(yao)用于2、3級輔助(zhu)泵傳(chuan)動軸、蒸發器支承件、控制(zhi)棒驅動機構等(deng)。
