GB/T 1220-2007中列入了兩個低(di)碳含鎳的Cr17Ni2型(xing)鋼(gang):14Cr17Ni2 和17Cr16Ni2。
14Cr17Ni2鋼是在Cr17鋼的基礎上加入了2%Ni。由于鎳能使γ區擴大,使Cr17鋼的純鐵素體組織過渡到在高溫時為α+y的兩相狀態,使鋼能夠淬火成馬氏體而部分地接受強化。因此,14Cr17Ni2鋼既具有相當于Cr13型不銹鋼(12Cr13、20Cr13)的力學性能,又保持了Cr17型不銹鋼的耐腐蝕性能,特別是在海水中與銅合金(青銅)接觸時具有很高的電化學穩定性。所以,14Cr17Ni2鋼被廣泛應用于化工機械、造船工業及航空工業等方面。
由(you)(you)于(yu)14Cr17Ni2鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)碳、鉻、鎳三個(ge)主(zhu)要元素(su)含量的(de)(de)(de)上、下(xia)限(xian)較(jiao)寬,并且(qie)含有錳、硅等元素(su),一般煉鋼方法不(bu)可(ke)避免(mian)的(de)(de)(de)氮也存在(zai)(zai)于(yu)鋼中(zhong)(zhong),這樣鋼中(zhong)(zhong)既有穩定奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)元素(su)碳、鎳、錳、氮,又有形成(cheng)(cheng)(cheng)鐵素(su)體(ti)的(de)(de)(de)元素(su)鉻、硅,就使鋼的(de)(de)(de)組(zu)(zu)織變(bian)得復雜,但在(zai)(zai)大多(duo)數情況下(xia)都具(ju)有兩(liang)(liang)相組(zu)(zu)織(圖9.22)。由(you)(you)圖9.22可(ke)知,14Cr17Ni2鋼自高(gao)溫快冷以后的(de)(de)(de)組(zu)(zu)織是奧(ao)氏(shi)體(ti)、馬氏(shi)體(ti)和鐵素(su)體(ti)。14Cr17Ni2鋼化學成(cheng)(cheng)(cheng)分的(de)(de)(de)不(bu)大變(bian)化(在(zai)(zai)規定的(de)(de)(de)范(fan)圍內),即(ji)可(ke)引起鐵素(su)體(ti)含量的(de)(de)(de)很(hen)大差(cha)別。如(ru)表9.23所示的(de)(de)(de)兩(liang)(liang)種成(cheng)(cheng)(cheng)分的(de)(de)(de)14Cr17Ni2鋼,前者含有20%的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti),后者由(you)(you)于(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)分中(zhong)(zhong)少(shao)了1.35%Cr,多(duo)了0.4%Ni和0.04%N,組(zu)(zu)織中(zhong)(zhong)沒有了鐵素(su)體(ti)。可(ke)見14Cr17Ni2鋼的(de)(de)(de)碳、錳、鎳偏(pian)上限(xian),鉻和硅偏(pian)下(xia)限(xian)時(shi),鐵素(su)體(ti)含量減(jian)少(shao),反(fan)之則(ze)增(zeng)多(duo)。氮雖然(ran)不(bu)是規定的(de)(de)(de)元素(su),但微(wei)量的(de)(de)(de)氮卻起著很(hen)大的(de)(de)(de)作用(圖9.19)。
與12Cr13鋼一樣,14Cr17Ni2鋼中出(chu)現大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)時,使力(li)學性(xing)(xing)能降(jiang)低,主要表現在(zai)沖(chong)擊(ji)韌(ren)度方(fang)面(mian)(表9.24),對強度的(de)(de)影響較小。14Cr17Ni2鋼的(de)(de)沖(chong)擊(ji)韌(ren)度還與鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)分布(bu)有(you)關(guan),鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)呈斷(duan)續網狀(zhuang)分布(bu)的(de)(de)ak值最低,而呈明顯(xian)帶狀(zhuang)分布(bu)的(de)(de)ak值比(bi)前(qian)者可高出(chu)3倍左右(you)。14Cr17Ni2鋼存在(zai)的(de)(de)大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)還會使熱(re)塑性(xing)(xing)降(jiang)低,鍛造時形(xing)成裂紋(wen)的(de)(de)傾(qing)向(xiang)增大(da)。根據生產實踐(jian)經驗(yan),將14Cr17Ni2鋼的(de)(de)成分控(kong)制在(zai)下列(lie)范圍內(nei):C含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)0.13%~0.17%,Si含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)不大(da)于0.37%,Mn含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)不大(da)于0.6%,Cr含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)16.5%~17.5%,Ni含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)2.2%~2.5%,可使8鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)10%~15%,保證一般力(li)學性(xing)(xing)能的(de)(de)要求(qiu)。也有(you)人主張(zhang)將鋼中的(de)(de)三個主要元素(su)調(diao)整在(zai)下列(lie)范圍內(nei):C含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)0.15%~0.25%,Cr含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)16%~16.8%,Ni含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)2%~2.5%,這樣可使δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)限(xian)制在(zai)3%~5%,保證要求(qiu)的(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)能,但會帶來下述兩個問(wen)題:一是(shi)增加碳(tan)和降(jiang)低鉻以后(hou)會損及(ji)鋼的(de)(de)耐腐蝕性(xing)(xing)能;二是(shi)由于碳(tan)及(ji)鎳的(de)(de)提高導致(zhi)鋼中殘余奧氏體(ti)(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)增多。
14Cr17Ni2鋼的(de)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)加(jia)熱(re)(re)規范是:始鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度1150℃,終鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度800~900℃。鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度不(bu)(bu)能過(guo)高,在(zai)高溫(wen)(wen)下(xia)停留的(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)也不(bu)(bu)要過(guo)久,以(yi)免(mian)析出大量的(de)鐵素體,影(ying)響熱(re)(re)處(chu)理(li)以(yi)后的(de)力學性(xing)能。圖9.28為14Cr17Ni2鋼(成分:0.18%C、0.41%Si、16.10%Cr、1.90%Ni、0.70%Mn)于不(bu)(bu)同溫(wen)(wen)度和(he)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)加(jia)熱(re)(re)后的(de)鐵素體數量的(de)變化。可以(yi)看出,加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度較之加(jia)熱(re)(re)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)更能影(ying)響鋼中的(de)鐵素體含(han)量,而且(qie)在(zai)加(jia)熱(re)(re)至1000℃以(yi)上才顯著增(zeng)多(duo),因此過(guo)熱(re)(re)易發生于鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)加(jia)熱(re)(re)不(bu)(bu)當時(shi)(shi)。淬火加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度過(guo)高及(ji)保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)過(guo)久也會使鐵素體含(han)量增(zeng)多(duo),但不(bu)(bu)及(ji)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)過(guo)熱(re)(re)顯著。
鍛造(zao)時還應注意要有足夠的鍛造(zao)比,合理地分配每次加熱(re)的變(bian)形量,以使(shi)鐵素體晶粒破碎,獲得有利于(yu)韌(ren)性的分布狀(zhuang)態(tai),以及防止因變(bian)形不(bu)均勻(yun)而在兩相(xiang)的界面上產生裂(lie)紋。
14Cr17Ni2鋼(gang)的(de)軟化處理與Cr13型不銹鋼(gang)一樣(yang),也是(shi)(shi)采用高溫回火(huo)或完全退火(huo)。前者是(shi)(shi)加(jia)熱至650℃左(zuo)右保(bao)溫后(hou)(hou)于空氣中冷卻;后(hou)(hou)者是(shi)(shi)加(jia)熱至850~880℃保(bao)溫后(hou)(hou)爐冷至750℃后(hou)(hou)空冷。需(xu)要特別(bie)指出的(de)是(shi)(shi),14Cr17Ni2鋼(gang)是(shi)(shi)不銹鋼(gang)中對白點很(hen)敏感的(de)鋼(gang),用以生產大(da)型鍛件,鍛后(hou)(hou)應進行去(qu)白點退火(huo),否則鍛件有產生白點的(de)可(ke)能。
14Cr17Ni2鋼的淬火溫度以950~980℃比較適宜,溫度超過1000℃時由于組織中鐵素體增加及出現殘余奧氏體,使淬火后的硬度降低(圖9.29)。淬火加熱溫度過高,一方面使奧氏體中溶解大量的碳及合金元素,穩定性增高;另一方面,當高溫時析出8鐵素體以后,使奧氏體中的合金元素,特別是起穩定奧氏體作用的合金元素相對地增多,使馬氏體轉變點降低,殘余奧氏體含量增多。由圖9.29可以看出,稍許成分的差異也會使淬火后的硬度相差甚大。14Cr17Ni2鋼的組織中出現大量殘余奧氏體時,會出現晶間腐蝕。在正常淬火情況下,14Cr17Ni2鋼沒有晶間腐蝕傾向。
14Cr17Ni2鋼的淬火一般(ban)采用油冷(leng),淬火后的組織為馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)、鐵素(su)體(ti)(ti)及(ji)少量的殘余奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。
14Cr17Ni2鋼通常采(cai)用在(zai)275~350℃與(yu)550℃以上回(hui)火(huo)(huo)。275~350℃低溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)后的(de)(de)基(ji)(ji)體(ti)(ti)組(zu)織為回(hui)火(huo)(huo)馬(ma)氏體(ti)(ti),具(ju)有(you)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)硬度(du)(du)(350~402HB)與(yu)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能,適(shi)用于要求高(gao)(gao)(gao)硬度(du)(du)及(ji)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)零件。550~700℃高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)后的(de)(de)基(ji)(ji)體(ti)(ti)組(zu)織為回(hui)火(huo)(huo)索氏體(ti)(ti),強度(du)(du)與(yu)韌性(xing)配合較好(hao),耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)也(ye)高(gao)(gao)(gao)。這兩種狀態(tai)的(de)(de)顯微組(zu)織雖(sui)然不同,但都具(ju)有(you)較高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能,沒有(you)明顯的(de)(de)差(cha)別,在(zai)濃度(du)(du)為50%的(de)(de)冷態(tai)或沸騰的(de)(de)5%硝酸中,均(jun)具(ju)有(you)10級標準中的(de)(de)第(di)3級(表9.1)。高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)工藝(yi)主要用于要求強度(du)(du)和韌性(xing)配合較好(hao)和耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)結構零件。
與Cr13型不銹鋼一樣,14Cr17Ni2鋼一般不采用350~550℃回火,在這一溫度區間回火的14Cr17Ni2鋼的耐蝕性能與沖擊韌性均低,這與它具有回火脆性和“475℃脆性”有關。14Cr17Ni2鋼在550℃左右回火后,油冷后的沖擊值比空冷后約高出一倍。14Cr17Ni2鋼在450℃重復加熱時,隨加熱時間的延長,沖擊值顯著降低,與冷卻條件無關,這表明該鋼還具有高鉻鋼固有的475℃脆性。
當淬火(huo)(huo)的(de)14Cr17Ni2鋼(gang)中(zhong)存在(zai)殘(can)余(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)時(shi),在(zai)高溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)過程中(zhong)它們不可能完全等(deng)溫(wen)(wen)分(fen)(fen)解,而(er)(er)是析出一部分(fen)(fen)碳化(hua)物后(hou)殘(can)余(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)穩定性降(jiang)低,于回(hui)火(huo)(huo)過程中(zhong)轉(zhuan)變為馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti),結果使調(diao)質后(hou)鋼(gang)的(de)強度升高,而(er)(er)塑性與(yu)韌性降(jiang)低。在(zai)這種情況下(xia),可在(zai)原來的(de)回(hui)火(huo)(huo)溫(wen)(wen)度再(zai)進行一次(ci)回(hui)火(huo)(huo),使新生(sheng)成的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)分(fen)(fen)解為回(hui)火(huo)(huo)索氏(shi)體(ti)(ti),從而(er)(er)使強度降(jiang)低,而(er)(er)塑性與(yu)韌性提高。
14Cr17Ni2鋼熱處理后具有(you)(you)較高(gao)的(de)強(qiang)度(du)和硬(ying)度(du),對氧化酸類(lei)及有(you)(you)機鹽類(lei)的(de)水(shui)溶(rong)液有(you)(you)良好的(de)耐蝕性,一般用于既要(yao)求高(gao)力學(xue)性能(neng)的(de)可(ke)淬硬(ying)性,又要(yao)求較高(gao)的(de)耐硝酸及有(you)(you)機酸腐蝕的(de)零件、容器和設備,如軸類(lei)、活塞桿、泵(beng)、閥等的(de)部件,以及彈簧和緊固件等。
17Cr16Ni2是新列入 GB/T 1220-2007中(zhong)的鋼(gang)號(hao)。與14Cr17Ni2鋼(gang)相比,17Cr16Ni2鋼(gang)適當增加了(le)碳含(han)量,略減少鉻含(han)量,從而明顯改善了(le)鋼(gang)的加工性能(neng)。該鋼(gang)適于制作要求較(jiao)高強度、韌性和良好耐蝕性的零部件,以及在潮濕介(jie)質中(zhong)承受(shou)應力(li)的部件。
至德鋼業,我們根據您(nin)的(de)實際需求,給出(chu)參考建(jian)議,為您(nin)提供(gong)高(gao)性價比的(de)不銹鋼管(guan)道及(ji)配(pei)件。