鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在加熱(re)(re)冷卻時都(dou)沒(mei)有α'γ'轉(zhuan)變,始終保持(chi)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)組織。這類(lei)鋼含鉻(ge)量較(jiao)高,為17%~28%,主要是作為熱(re)(re)穩定(ding)鋼,也可(ke)(ke)作為耐蝕鋼。鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼由于不(bu)(bu)含鎳(nie),生產制造成本要比奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼低,但其熱(re)(re)穩定(ding)性和(he)耐蝕性在有些情況下,比奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼還要好(hao),特(te)別是耐氯(lv)離子腐蝕。因此(ci),大(da)力推廣鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的應用,不(bu)(bu)但可(ke)(ke)以降低成本,而且(qie)還能(neng)節約寶貴的鎳(nie)資源(yuan)。這樣看來,使用鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼不(bu)(bu)僅(jin)可(ke)(ke)以節約鎳(nie),而且(qie)還是在許多特(te)殊使用環(huan)境中的最佳選材(cai)。
( 10Cr17) 430 不銹鋼、(1Cr17Ti) 437 不銹鋼,這是兩種中等鉻含量的鐵素體不銹鋼。當( 10Cr17) 430 不銹鋼中含碳量較高而鉻含量較低時,此鋼的組織結構除鐵素體外還有一定量的珠光體或鐵素體+碳化物。(1Cr17Ti) 437不銹鋼由于低碳并加Ti穩定化元素,此鋼的組織結構為純鐵素體。它的耐晶間腐蝕性,成型性和焊接性均優于( 10Cr17)430不銹鋼。這二種鐵素體不銹鋼脆性轉變溫度均在室溫以上,而且都對缺口敏感,所以不適于制作在室溫以下承受載荷的設備和部件,通常使用的鋼材截面尺寸一般不允許超過4mm。( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼在大氣、水蒸氣等介質中具有不銹性,但當介質中含有較高氯離子時,不銹性則嫌不足。這二種鋼在氧化性酸溶液中均有接近304不銹鋼和321不銹鋼的耐蝕性。由于這兩種鋼具有耐蝕性、力學性能以及熱導率高的特點,它們主要用于生產硝酸、硝銨的化工設備,如吸收塔、熱交換器、酸槽輸送管道、貯槽等,薄板廣泛用于建筑內裝修、日用辦公設備、廚房器具、汽車裝飾、氣體燃燒器等。
一、化學成分(fen)
( 10Cr17) 430 不銹鋼、(1Cr17Ti) 437 不銹鋼的化學成分見表2-8。
三(san)、力學性能
( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼的力學性能見表 2-9 。
( 10Cr17)430不銹鋼高溫抗張性能見圖 2-13。
( 10Cr17)430不銹鋼蠕變破斷強度見圖 2-14。
四(si)、耐蝕性(xing)
a. 均勻(yun)腐(fu)蝕
( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼在氧化性環境中耐蝕性強。然而在非氧化酸及活化作用的溶液中耐蝕弱,只能作為制造醋酸用設備的耐蝕材料。
( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼耐均勻腐蝕性能見表2-10,圖2-15,圖2-16。
( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼在硫酸溶液中使用,室溫時允許使用濃度在0.5%以下,90%以上,66℃以下允許使用的濃度0.1%以下95%以上。在硝酸溶液中,HNO3濃度<20%時可用至沸騰溫度,20%~40%,使用溫度<70℃,40%~70%,<60℃。
b. 耐晶間腐(fu)蝕
鐵素體不銹鋼中C,N溶解度比奧氏(shi)體不銹鋼小,而由于Cr,C等在鐵素體中擴散速度快,容易生成碳化物和氮化物,因此表現出晶間腐蝕特性與奧氏體不銹鋼不同。圖2-17指出10Cr17鋼敏化溫度范圍在400~600℃附近,在1100℃以上高溫區暴露也產生敏化,此敏化的高溫區,是冷卻途中通過400~600℃時生成碳化物的結果,此碳化物生成極快。在700~850℃溫度區穩定化處理,碳化物生成時產生的Cr貧化,由于Cr的再擴散,敏化消失。(1Cr17Ti)437不銹鋼,由于低C加Ti穩定化,可抑制鋼的敏感性。
( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼在760~816℃退火處理在硫酸+硫酸銅+銅屑法,65%HNO3法檢驗均無晶間腐蝕(見表2-11)。
五、抗氧化性(xing)
( 10Cr17)430不銹鋼的抗氧化性見圖2-18。
六、冷熱加工性(xing)
( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼開始熱加工溫度為1050~1150℃,為了獲得微細晶粒和較好的塑性,熱加工終止溫度應<850℃并保證足夠的變形量。
退(tui)火:熱軋帶在(zai)罩式爐退(tui)火,退(tui)火溫度為825~875℃,>8小時。
冷軋帶在(zai)連續(xu)退火酸洗爐的冷線或混(hun)線上(shang)處理(li),處理(li)溫(wen)度(du)控制在(zai)850~860℃。
七、成型性(xing)
( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼與軟鋼比較,屈服強度和抗張強度高,延伸率小,其塑性基本與軟鋼相似。評價10Cr17,0Cr17Ti薄板冷成型性指標,采用塑性應變比(y值)及加工硬化指數(n值)。這些指標可用來描述材料的深拉伸性、脹形性及擴孔性。伴隨著成型還出現皺折(ridging)和縱裂(二次加工性)問題。
a. 脹形性
( 10Cr17)430不銹鋼 n值為0.21~0.22,(1Cr17Ti)437不銹鋼的n值為0.22~0.23,較430不銹鋼稍大些(見表2-11)。n值和Er值之間關系如圖2-19所示,板厚0.6~1.0mm,Er值隨n值變化在9.0~12。顯然10Cr17不銹鋼板有著中等的脹形性。
使用陰模(mo)直徑(jing)與直徑(jing)幾乎相同(tong)的球底沖頭,如選用有效潤滑油,430不銹鋼(gang)板可以得到(dao)與304不銹鋼(gang)相同(tong)的Er值(zhi)。日本不銹鋼(gang)公司記載了(le)Er值(zhi)的資料(見表2-12)。
b. 深拉伸性
深拉伸性(CCV值(zhi)(zhi))與塑性應變比(值(zhi)(zhi))有(you)密切的(de)(de)關(guan)系(見圖(tu)2-20),γ值(zhi)(zhi)愈(yu)大(da),深拉伸愈(yu)好(hao)(CCV值(zhi)(zhi)愈(yu)小)。( 1Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼的(de)(de)γ值(zhi)(zhi)n值(zhi)(zhi)見表2-11。為獲得(de)較(jiao)(jiao)大(da)y值(zhi)(zhi),應采用合理的(de)(de)冶金工藝,保證冷(leng)軋薄板有(you)較(jiao)(jiao)大(da)織構系數{111}/{110}比,就能得(de)到較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)值(zhi)(zhi)和(he)較(jiao)(jiao)小的(de)(de)各向異性。
c. 皺折
430和437鐵素體不銹鋼(gang)薄(bo)板,拉(la)伸加工,深拉(la)伸加工時(shi)容易引起(qi)皺(zhou)(zhou)折(ridging),這種波紋(wen)狀起(qi)伏是沿著延(yan)伸方向如圖2-21。皺(zhou)(zhou)折程度(du)與(yu)鋼(gang)的(de)成(cheng)分,鋼(gang)鑄造(zao)組織,熱軋(ya),退(tui)火(huo)工藝,冷軋(ya)工藝有關,受冷軋(ya)薄(bo)板織構(gou)系數{111}/{110}比(bi)的(de)影(ying)響,皺(zhou)(zhou)折不僅(jin)損壞制品(pin)外觀,而且在(zai)皺(zhou)(zhou)折顯(xian)著的(de)地方容易引起(qi)破損。因此(ci),對冷成(cheng)型器件,特別是深拉(la)伸制品(pin)用的(de)Cr17鋼(gang)板,應保(bao)證材料有較(jiao)高的(de)y值,較(jiao)低的(de)Δy值、ridging值。
八、焊接性(xing)
( 10Cr17)430不銹鋼焊接時,焊接熱影響區(HAZ)組織發生變化,即875℃以上,一部分組織轉變成γ相,隨后冷卻過程中,這部分γ相轉變成馬氏體,此條狀馬氏體在晶界上多呈不連續狀(圖2-22)。此馬氏體相硬度隨碳量增加而提高,通常維氏硬度達到250~300,同時由于高溫熱循環結晶晶粒粗大化,這都成為HAZ的脆性、韌性降低的原因,因此焊后應在750~850℃進行退火處理,使板條狀馬氏體組織轉變成鐵素體+碳化物,改善HAZ的脆性。因此,430不銹鋼是可以焊接的,但通常采用小電流,高焊速并使用焊接層次盡量少的焊接工藝。截面尺寸大于6mm的板、管材不宜用作焊接結構件。430不銹鋼焊后不適于在導致其晶間腐蝕的氧化性酸中使用。(1Cr17Ti)437不銹鋼由于加入穩定化元素Ti,鋼組織成為單一鐵素體,HAZ延性,韌性可相當程度的改善。437不銹鋼可焊性較430不銹鋼好。但焊接時高溫熱循環結晶晶粒粗大化問題仍然存在,因此,與430不銹鋼一樣,焊接時限制板厚,焊接熱量輸入。
九、用途
主要用于生產(chan)硝酸、硝銨的化(hua)工設(she)(she)備(bei)(bei),如(ru)吸收(shou)塔,熱交換器(qi)(qi),酸槽,輸(shu)送(song)管道(dao),貯(zhu)槽等。薄(bo)板(ban)廣泛用于建筑內裝(zhuang)修,日用辦(ban)公設(she)(she)備(bei)(bei),廚房(fang)設(she)(she)備(bei)(bei)、器(qi)(qi)具,電(dian)氣(qi)(qi)制品(pin),食品(pin)陳列裝(zhuang)備(bei)(bei),餐飲產(chan)業的冷凍冷藏車(che),器(qi)(qi)具,汽車(che)裝(zhuang)飾,氣(qi)(qi)體燃(ran)燒(shao)器(qi)(qi)等。