以不銹性、耐蝕性為主要特性,且鉻的質量分數至少為10.5%,其基體以體心立方晶體結構的鐵素體組織(α相)為主,有磁性,一般不能通過熱處理硬化,但冷加工可使其輕微強化的不銹鋼,稱為鐵素體不銹鋼



  鐵素體不銹鋼是以鉻為主要合金元素,一般不含鎳(極個別含少量鎳),這類鋼含有相當低的碳,一般低于0.12%(質量分數),還常含有鋁等鐵素體形成元素,該類鋼為單相鐵素體組織,沒有相變。其典型的代表鋼種是10Cr17



  鐵素體(ti)不銹鋼管在具有(you)(you)強烈(lie)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)介質(zhi)中具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)和(he)抗氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)(xing),這類(lei)鋼可以(yi)抵抗硝酸、熱(re)磷酸與亞(ya)氯(lv)酸等(deng)強烈(lie)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)溶(rong)液的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)。而且耐(nai)(nai)氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)應力(li)腐(fu)蝕(shi)、耐(nai)(nai)點蝕(shi)、耐(nai)(nai)縫隙腐(fu)蝕(shi)等(deng)局(ju)部腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能優良。鐵素體(ti)不銹鋼在含微量氯(lv)離子和(he)氧(yang)的(de)(de)(de)熱(re)水和(he)高(gao)溫(wen)水的(de)(de)(de)介質(zhi)中,以(yi)及在苛性(xing)(xing)鈉(na)的(de)(de)(de)溶(rong)液中,也表現出優異的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)應力(li)腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂性(xing)(xing)能。隨著鉻含量的(de)(de)(de)增加(jia),其耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)也增加(jia)。



  與用量最大的鉻鎳奧(ao)氏體不銹鋼(gang)相比,鐵素體不銹鋼不含鎳或含少量鎳,是節鎳型不銹鋼,其價格較鉻鎳奧氏體不銹鋼管低;鐵素體不銹鋼管強度高,冷加工硬化傾向較低,熱導率為鉻鎳奧氏體不銹鋼的130%~150%,線膨脹系數僅為鉻鎳奧氏體不銹鋼的60%~70%。



 但鐵素體不銹鋼也存在一些缺陷,突出地表現在它們的室溫、低溫韌性差,缺口敏感性高,對晶間腐蝕比較敏感等方面,影響了鐵素體不銹鋼的使用,其產量也比較低。而且這些缺點隨著鐵素體不銹鋼斷面尺寸的增加、冷卻速度的變慢和焊接的熱影響而更加強烈地顯示出來。



  鐵素體不銹鋼管(guan)在焊接時無淬火硬化現象,加熱大于950℃,焊縫及熱影響區晶粒嚴重粗大,而且無法用焊后熱處理來細化晶粒。鐵素體不銹鋼的塑性和韌性都很低,焊接性較差,又由于焊縫及熱影響區晶粒粗大,容易出現475℃脆性、高溫脆性及σ相析出所引起的焊接裂紋,因此要采用小線能量焊接工藝規范,防止晶粒粗大。焊接時應先將工件在70~100℃預熱,通常采用奧氏體不銹鋼焊條焊接,焊接時要特別關注在400~600℃和650~850℃溫度區間的加熱和冷卻速度,避免475℃脆性和σ相析出脆性。焊后作750~800℃退火處理以改善塑性,提高耐蝕性。



  鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的鑄(zhu)(zhu)造性(xing)(xing)能較(jiao)差,鑄(zhu)(zhu)造收縮(suo)率(lv)一般為1.4%~1.6%,鑄(zhu)(zhu)造時晶粒粗大(da)。鉻含(han)量很高的鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)(gang),如2GCr28鋼(gang)(gang)鑄(zhu)(zhu)造時,鑄(zhu)(zhu)件(jian)的熱裂傾向性(xing)(xing)大(da)。



  鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)鍛(duan)造(zao)性能較(jiao)好。與奧氏體不(bu)(bu)銹鋼相(xiang)比,鐵素(su)體鋼的(de)(de)再(zai)結晶速度(du)較(jiao)高,再(zai)結晶溫(wen)(wen)度(du)較(jiao)低(di),因(yin)此(ci)在塑性變形(xing)過程(cheng)中晶粒(li)長(chang)大(da)的(de)(de)傾向較(jiao)大(da);鍛(duan)造(zao)的(de)(de)上限溫(wen)(wen)度(du)應嚴(yan)格(ge)限制,一般(ban)鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)始鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)為1040~1120℃。為了獲得(de)細晶粒(li)組織和(he)防(fang)止脆性,應恰當地控制變形(xing)量和(he)終(zhong)鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du),細化晶粒(li)所必(bi)須的(de)(de)最(zui)小(xiao)變形(xing)量隨溫(wen)(wen)度(du)而定,700℃時(shi)約為5%,800~900℃時(shi)約為10%~15%,最(zui)后一次鍛(duan)打的(de)(de)壓縮量不(bu)(bu)應低(di)于12%~20%,而終(zhong)鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)不(bu)(bu)高于800℃。為了避免(mian)因(yin)溫(wen)(wen)度(du)過低(di)而產(chan)生冷作(zuo)硬化,終(zhong)鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)不(bu)(bu)應低(di)于705℃。某(mou)廠制訂(ding)的(de)(de)鍛(duan)造(zao)工藝(yi)的(de)(de)終(zhong)鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)為705~790℃,作(zuo)者認(ren)為還是比較(jiao)合理(li)的(de)(de)。



  由于鐵素體不銹鋼管(guan)導熱性差,當表面缺陷用砂輪清理時,局部過熱可以引起裂紋,需要用風鏟清理或剝皮的方法去除表面缺陷。



  鐵素體不銹鋼具有良好的切削加工性能,含硫和硒的易切削鐵素體不銹鋼,切削性能更佳。但鉻含量較高的鐵素體不銹鋼(如w(Cr)=25%~30%)),切削加工比較困難。



  特別要提出的是,鐵素體不銹鋼管(guan)熱導率較低,在切削加工時容易出現局部過熱的現象,會使刀具切削刃加速損壞,為此可采用大型刀具并用切削液冷卻。



  鐵素體不銹鋼在一定溫度范圍內加熱和冷卻時不發生相變,因此不能通過熱處理來強化。其熱處理的目的,一是為了消除冷變形加工和焊接時所產生的內應力,改善加工性能;其次是通過熱處理消除鑄件在凝固時所產生的偏析,獲得單一的、均勻化的鐵素體組織,以及消除在焊接過程中所形成的相變產物和475℃脆性。




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