GB/T 1220-2007中(zhong)列(lie)入了(le)兩個低碳含鎳的Cr17Ni2型鋼: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)于(yu)14Cr17Ni2鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)、鉻(ge)、鎳三個主(zhu)要(yao)元(yuan)(yuan)素(su)(su)含量(liang)的(de)(de)(de)(de)上、下(xia)限較寬,并且含有(you)(you)(you)錳(meng)、硅(gui)等元(yuan)(yuan)素(su)(su),一般(ban)煉(lian)鋼(gang)方法不可避免的(de)(de)(de)(de)氮(dan)也存在于(yu)鋼(gang)中(zhong),這樣鋼(gang)中(zhong)既(ji)有(you)(you)(you)穩定(ding)奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)碳(tan)、鎳、錳(meng)、氮(dan),又有(you)(you)(you)形成鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)鉻(ge)、硅(gui),就使鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)組織(zhi)變(bian)(bian)得復(fu)雜,但在大(da)多數(shu)情況(kuang)下(xia)都具有(you)(you)(you)兩相組織(zhi)(圖(tu)9.22)。由(you)圖(tu)9.22可知,14Cr17Ni2鋼(gang)自高溫(wen)快冷以后的(de)(de)(de)(de)組織(zhi)是(shi)奧氏(shi)體(ti)(ti)、馬氏(shi)體(ti)(ti)和鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)。14Cr17Ni2鋼(gang)化學成分(fen)的(de)(de)(de)(de)不大(da)變(bian)(bian)化(在規(gui)定(ding)的(de)(de)(de)(de)范(fan)圍(wei)內),即可引起鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)含量(liang)的(de)(de)(de)(de)很大(da)差(cha)別。如表(biao)9.23所示的(de)(de)(de)(de)兩種成分(fen)的(de)(de)(de)(de)14Cr17Ni2鋼(gang),前(qian)者含有(you)(you)(you)20%的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti),后者由(you)于(yu)成分(fen)中(zhong)少了(le)(le)1.35%Cr,多了(le)(le)0.4%Ni和0.04%N,組織(zhi)中(zhong)沒有(you)(you)(you)了(le)(le)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)。可見14Cr17Ni2鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)、錳(meng)、鎳偏上限,鉻(ge)和硅(gui)偏下(xia)限時(shi),鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)含量(liang)減(jian)少,反之則增多。氮(dan)雖然不是(shi)規(gui)定(ding)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su),但微量(liang)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)卻(que)起著很大(da)的(de)(de)(de)(de)作用(圖(tu)9.19)。
與12Cr13鋼(gang)(gang)一樣,14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)出(chu)現(xian)大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)時,使力學性能(neng)降低(di),主要(yao)表(biao)現(xian)在(zai)(zai)(zai)沖擊韌(ren)度方面(表(biao)9.24),對強度的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)較小。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)沖擊韌(ren)度還(huan)與鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)布有(you)關,鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)呈斷續網(wang)狀(zhuang)分(fen)(fen)布的(de)(de)(de)(de)ak值最低(di),而呈明(ming)顯帶狀(zhuang)分(fen)(fen)布的(de)(de)(de)(de)ak值比前(qian)者可(ke)高(gao)(gao)出(chu)3倍左右。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)還(huan)會(hui)使熱塑性降低(di),鍛造時形成裂紋的(de)(de)(de)(de)傾向增(zeng)大(da)。根據生產實踐經驗(yan),將(jiang)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)成分(fen)(fen)控制在(zai)(zai)(zai)下列(lie)(lie)范圍(wei)內:C含(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為0.13%~0.17%,Si含(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)不大(da)于0.37%,Mn含(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)不大(da)于0.6%,Cr含(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為16.5%~17.5%,Ni含(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為2.2%~2.5%,可(ke)使8鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)含(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為10%~15%,保證一般力學性能(neng)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求。也有(you)人(ren)主張(zhang)將(jiang)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)三個主要(yao)元素(su)調整在(zai)(zai)(zai)下列(lie)(lie)范圍(wei)內:C含(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為0.15%~0.25%,Cr含(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為16%~16.8%,Ni含(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)為2%~2.5%,這(zhe)樣可(ke)使δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)含(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)限制在(zai)(zai)(zai)3%~5%,保證要(yao)求的(de)(de)(de)(de)力學性能(neng),但會(hui)帶來下述兩個問(wen)題(ti):一是增(zeng)加碳和降低(di)鉻(ge)以后會(hui)損(sun)及(ji)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)性能(neng);二(er)是由于碳及(ji)鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)導致(zhi)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)殘余奧(ao)氏體(ti)含(han)(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)增(zeng)多。
14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)的(de)(de)鍛(duan)(duan)(duan)造加(jia)(jia)熱(re)(re)規范是:始鍛(duan)(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du)1150℃,終鍛(duan)(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du)800~900℃。鍛(duan)(duan)(duan)造加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)不(bu)(bu)能(neng)(neng)過高,在(zai)高溫(wen)下停留的(de)(de)時(shi)間也不(bu)(bu)要(yao)過久(jiu),以免析出(chu)大量的(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti),影(ying)(ying)響(xiang)熱(re)(re)處理以后(hou)的(de)(de)力(li)學性(xing)能(neng)(neng)。圖9.28為14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(成分:0.18%C、0.41%Si、16.10%Cr、1.90%Ni、0.70%Mn)于不(bu)(bu)同(tong)溫(wen)度(du)(du)和時(shi)間加(jia)(jia)熱(re)(re)后(hou)的(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)數量的(de)(de)變化。可以看出(chu),加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)較之加(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)間更能(neng)(neng)影(ying)(ying)響(xiang)鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)含量,而且在(zai)加(jia)(jia)熱(re)(re)至1000℃以上(shang)才(cai)顯著增(zeng)多,因此過熱(re)(re)易發(fa)生于鍛(duan)(duan)(duan)造加(jia)(jia)熱(re)(re)不(bu)(bu)當時(shi)。淬火加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)過高及保溫(wen)時(shi)間過久(jiu)也會使(shi)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)含量增(zeng)多,但不(bu)(bu)及鍛(duan)(duan)(duan)造過熱(re)(re)顯著。
鍛造(zao)時還應注意要(yao)有(you)足(zu)夠的鍛造(zao)比,合理地分配(pei)每次(ci)加熱的變(bian)形量,以使鐵素體晶粒破碎,獲得有(you)利于韌性的分布狀態,以及防(fang)止(zhi)因變(bian)形不均(jun)勻(yun)而在兩相的界面(mian)上產(chan)生裂紋(wen)。
14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)的軟化處理與Cr13型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)一樣,也是(shi)采用(yong)高溫回火或完全退火。前者(zhe)是(shi)加(jia)熱(re)至650℃左(zuo)右保溫后于空氣(qi)中冷(leng)卻;后者(zhe)是(shi)加(jia)熱(re)至850~880℃保溫后爐冷(leng)至750℃后空冷(leng)。需要特別指出的是(shi),14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)是(shi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中對白點(dian)很敏感的鋼(gang)(gang),用(yong)以生產大型(xing)鍛件,鍛后應進行去白點(dian)退火,否則鍛件有產生白點(dian)的可能(neng)。
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(jing)間腐蝕傾向。
14Cr17Ni2鋼的(de)淬(cui)火一般采(cai)用油冷,淬(cui)火后(hou)的(de)組織為馬氏(shi)體(ti)、鐵素體(ti)及少量(liang)的(de)殘余奧氏(shi)體(ti)。
14Cr17Ni2鋼通常采用在275~350℃與(yu)550℃以上回(hui)火(huo)。275~350℃低溫(wen)回(hui)火(huo)后的(de)基(ji)體組(zu)織為回(hui)火(huo)馬氏體,具有高(gao)(gao)(gao)的(de)硬度(du)(du)(350~402HB)與(yu)耐腐(fu)蝕性(xing)能(neng),適用于要求高(gao)(gao)(gao)硬度(du)(du)及耐腐(fu)蝕的(de)零件。550~700℃高(gao)(gao)(gao)溫(wen)回(hui)火(huo)后的(de)基(ji)體組(zu)織為回(hui)火(huo)索氏體,強度(du)(du)與(yu)韌性(xing)配(pei)合較(jiao)(jiao)好(hao),耐蝕性(xing)也高(gao)(gao)(gao)。這兩種(zhong)狀態(tai)的(de)顯微組(zu)織雖然(ran)不同,但都(dou)具有較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)的(de)耐腐(fu)蝕性(xing)能(neng),沒(mei)有明顯的(de)差別,在濃度(du)(du)為50%的(de)冷態(tai)或沸騰(teng)的(de)5%硝酸中,均(jun)具有10級(ji)標準中的(de)第3級(ji)(表9.1)。高(gao)(gao)(gao)溫(wen)回(hui)火(huo)工藝主(zhu)要用于要求強度(du)(du)和韌性(xing)配(pei)合較(jiao)(jiao)好(hao)和耐腐(fu)蝕的(de)結(jie)構(gou)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14Cr17Ni2鋼中(zhong)存在(zai)(zai)殘余(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)時,在(zai)(zai)高(gao)溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)過程中(zhong)它(ta)們(men)不可(ke)能(neng)完(wan)全等(deng)溫分解,而(er)(er)是析出一部分碳化物后(hou)殘余(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的穩定性降(jiang)低(di),于回(hui)(hui)火(huo)(huo)過程中(zhong)轉變為馬氏(shi)體(ti)(ti),結果(guo)使調(diao)質后(hou)鋼的強度(du)升(sheng)高(gao),而(er)(er)塑(su)(su)性與(yu)韌性降(jiang)低(di)。在(zai)(zai)這種情況下,可(ke)在(zai)(zai)原(yuan)來(lai)的回(hui)(hui)火(huo)(huo)溫度(du)再(zai)進行一次(ci)回(hui)(hui)火(huo)(huo),使新生成(cheng)的馬氏(shi)體(ti)(ti)分解為回(hui)(hui)火(huo)(huo)索氏(shi)體(ti)(ti),從而(er)(er)使強度(du)降(jiang)低(di),而(er)(er)塑(su)(su)性與(yu)韌性提(ti)高(gao)。
14Cr17Ni2鋼熱處理(li)后具有較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)強度(du)和(he)硬(ying)(ying)度(du),對(dui)氧(yang)化酸(suan)類(lei)及有機(ji)鹽類(lei)的(de)(de)(de)水溶液有良好的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性,一般用于既要求(qiu)高(gao)力學性能的(de)(de)(de)可淬硬(ying)(ying)性,又要求(qiu)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)耐硝酸(suan)及有機(ji)酸(suan)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)零件、容器和(he)設備,如軸類(lei)、活塞桿、泵(beng)、閥(fa)等(deng)的(de)(de)(de)部件,以及彈簧和(he)緊固件等(deng)。
17Cr16Ni2是新列(lie)入 GB/T 1220-2007中的(de)鋼(gang)號。與14Cr17Ni2鋼(gang)相比,17Cr16Ni2鋼(gang)適當增加(jia)了碳含(han)量(liang),略減少鉻含(han)量(liang),從而明顯改善了鋼(gang)的(de)加(jia)工性能。該鋼(gang)適于制作(zuo)要求(qiu)較(jiao)高強度、韌性和良好耐蝕性的(de)零部件(jian),以及在潮濕(shi)介質中承(cheng)受應力(li)的(de)部件(jian)。
至德鋼(gang)業,我(wo)們(men)根(gen)據您的實際(ji)需求(qiu),給出(chu)參(can)考建議,為您提供(gong)高(gao)性價比的不銹鋼(gang)管道及配件。