




奥氏体不锈钢的基本组织形态
铁、铬和镍是铬镍奥氏体不锈钢的三大基础元素,通过主要合金元素和镍的合理搭配,铁-铬-镍三元系和在该三元系基础上加入其他元素构成的合金可以在室温下仍然维持奥氏体基体。另外,加入适量锰和氮,同时将镍含量降低乃至完全取消,也能保持合金基体在室温下呈完全奥氏体组织。但是,随着铬、镍和锰含量的变化和其他元素的加入,以及受热处理或冷变形的影响,在奥氏体基体上还会产生其他相,相应地合金的性能也会发生变化。在奥氏体不锈钢中经常出现的有以下三类。
(1)奥氏体(γ相)的同素异性体:α相(铁素体)、α′相(体心立方的马氏体)和ε相(密集六方的马氏体);
(2)碳化物和氮化物:主要是M23C6,MC,M6C和M7C3型碳化物与Cr2N及Ti(CN)等;
(3)金属间相:也称金属间化合物,主要有б相、χ相和Laves相等。
铁素体不锈钢中的相
铁素体不锈钢中的相主要有碳化物、氮化物,金属间相和马氏体相等。
(1)碳化物和氮化物
研究表明,碳和氮在铁素体中的溶解度非常低。例如,在含铬26%的铁素体不锈钢中1093℃时,碳在钢中的溶解度为0.04%,而在927℃仅为0.004%,温度再低要降到0.004%以下;927℃以上时,氮在钢中的溶解度为0.023%,而在593℃仅为0.006%,因此,铁素体不锈钢在高温加热和在随后冷却的过程中,即使急冷,也常常难以防止碳化物和氮化物的析出。
铁素体不锈钢中的碳化物主要是(Cr,Fe)23C6和(Cr,Fe)7C3 .
铁素体不锈钢中的氮化物主要是CrN+Cr2N。
(2)金属间相
铁素体不锈钢中的金属间相主要有αˊ相和б相
① αˊ相:早期曾发现,铬含量>15%的铁素体不锈钢在400-500℃范围内长时间保温会产生强烈的脆化,并使钢的强度硬度显著提高。这种现象一般称之为475℃脆化。
00Cr17Ti是一种低碳、氮含量的铁素体不锈钢。与前述1Cr17Ti和0Cr17Ti相比较,由于间隙元素碳、氮含量较低,故其耐蚀性、塑性、韧性均有所改善。此钢的用途基本上与0Cr17Ti相同,但是,当耐蚀性、深冲性能、可焊性要求较高时则可选用00Cr17Ti。
1Cr17Mo2Ti是在1Cr17Ti钢中加入~2%Mo而发展的钢种。由于Cr,Mo 的复合作用,此钢对弱还原性酸和有机酸(例如醋酸、果酸等)的耐腐蚀能力以及耐孔蚀的性能远较1Cr17Ti钢为优。 此钢种多用于制造与有机酸相接触的设备以及制盐、人造纤维、造纸、食品等工业用的耐蚀和清洁设备。1Cr17Mo2Ti钢在氧化性酸中,例如在硝酸中其耐蚀性低于不含钼的Cr17型钢,故它不适于在氧化性酸中使用。
1Cr25Ti系高铬含量的一种纯铁素体不锈钢。它在1000~1100 ℃有良好的抗氧化性。此钢的主要用途是制造耐氯盐(如氯化钠)溶液和不同浓度的硝酸或磷酸腐蚀的容器。也可制造换热器、蛇形管和硝酸浓缩设备。由于含铬量高、有б相脆性和475℃脆化敏感性,故长期使用温度应避开б相形成温度和450~550℃范围。
1Cr18Ni12Mo2Ti,0Cr18Ni12Mo2Ti,00Cr17Ni14Mo2钢适于制造化工、化肥、石油化工、印染、原子能等工业的设备、容器、管道、热交换器等。
这三种不锈钢的钼含量分别比 1Cr18Ni12Mo2Ti, 0Cr18Ni12Mo2Ti,00Cr19Ni13Mo2钢高~1%,因而在稀硫酸、磷酸以及醋酸、甲酸等有机酸中的耐蚀性和耐蚀性和耐氯化物孔蚀性能均有进一步提高。就耐蚀性而言,1Cr18Ni12Mo3Ti
<0Cr18Ni12Mo3Ti<00Cr19Ni13Mo3。超低碳不锈钢00Cr19Ni13Mo3,不仅耐晶腐蚀性能不低于含Ti的1Cr18Ni12Mo3Ti和0Cr18Ni12Mo3Ti,而且焊后无刀状腐蚀。 与此同时,钢中不存在氮化钛夹杂,因而纯净度高。 1Cr18Ni12Mo3Ti0Cr18Ni12Mo3Ti和00Cr19Ni13Mo3多用于化工、石油、纺织、 造纸以及原子能后处理工厂中制造耐稀硫酸和有机酸的设备,部件以及管道、容器等。