铁素体不锈钢适用环境与基本用途
0Cr13是铁素不锈钢中铬含量 的一种。它具有不锈性,而且耐蚀性优于含碳量 的1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13马氏体不锈钢。它具有良好的塑、韧性的和冷成型性,而且优于铬含量更高的其它铁素体不锈钢。当0Cr13 钢中含碳量控制很低时,其塑性,特别是韧性、冷成型性还会显著提高。0Cr13 钢主要用于制造耐水蒸汽,碳酸氢铵母液,热的含硫石油腐蚀的部件和设备的衬里等。
这是三种中等铬含量的铁素体不锈钢。当1Cr17钢中含碳量较高而铬含量较低时,此钢的组织结构除铁素体外还有一定量的珠光体。1Cr17Ti,0Cr17Ti,由于含钛或既含钛且碳量又低,故这两种钢均为纯铁素体组织。同时,它们的耐晶间腐蚀和焊接性能均优于1Cr17 钢。 0Cr17Ti 含碳量较1Cr17Ti 低,故耐蚀性也较1Cr17Ti稍优。这三种铁素体不锈钢的脆性转变温度均在室温以上,而且都对缺口敏感。所以,它们均不适于制做在室温以下承受载荷的设备和部件,且通常使用的钢材其截面尺寸一般不允许超过4mm。1Cr171Cr17Ti0Cr17Ti在大气、水蒸汽等弱介质中具有不锈性,但当介质中含有较高Cl-时,不锈性则嫌不足; 这三种钢在氧化性酸溶液中均有接近1Cr18Ni19(Ti)钢的耐蚀性。 由于这三种钢具有耐蚀性,力学性能以及热导率高的特点,这三种钢主要用于生产硝酸,硝铵的化工设备,如吸收塔,热交换器、酸槽、输送管道、贮槽等。它们也可用于食品、酿洒、厨房、家用电器中,制造耐蚀、清洁部件。
2Cr18Ni9,1Cr18Ni9,0Cr18Ni9这三种钢均属于奥氏体不锈钢。在固溶态, 钢的塑性、韧性、冷加工怀均良好,在氧化性酸和大气、水、蒸汽等介质中耐蚀性亦佳。但在敏化态或焊后,这些钢均具有晶间腐蚀倾向,因而在有晶间腐蚀产生的条件下,2Cr19Mi9和1Cr18Ni9一般均不适于用作焊接结构材料,而0Cr19Ni9仅能用作薄截面尺寸的焊接件。就钢的耐蚀性和钢的强度而论,以2Cr18Ni9,1Cr18Ni9,0Cr18Ni9为序,耐蚀性依次变好,强度依次降低。
0Cr18Ni9适于制造深冲成型的部件以及输酸管道、容器等;1Cr18Ni9主要用作各种耐蚀结构件和要求无磁的部件,也可用于低温环境中;2Cr18Ni9主要用于具有强度要求的结构件,如设备的外壳、紧固件等。它们应避免在产生应力腐蚀、孔蚀和缝隙腐蚀的条件下使用。
1Cr18Ni9Ti , 0Cr18Ni9Ti , 00Cr18Ni10 这三种奥氏体不锈钢是为了解决1Cr18Ni9,0Cr18Ni9焊后具有晶间腐蚀倾向,因而难以应用于焊接设备和部件的不足而发展的。它们是迄今不锈钢中产量较大、应用较为广泛的三种牌号。
不锈钢的物理性能、力学性能和耐热性能
不锈钢和碳钢的物理性能数据对比,碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢,而略低于奥氏体型不锈钢;电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增;线膨胀系数大小的排序也类似,奥氏体型不锈钢 而碳钢小;碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性,奥氏体型不锈钢无磁性,但其冷加工硬化生成成氏体相变时将会产生磁性,可用热处理方法来这种马氏体组织而恢复其无磁性。
奥氏体型不锈钢与碳钢相比,具有下列特点:
1)高的电阴率,约为碳钢的5倍。
2)大的线膨胀系数,比碳钢大40%,并随着温度的升高,线膨胀系数的数值也相应地提高。
3)低的热导率,约为碳钢的1/3。
高硅含量使00Cr18Ni15Si4钢对浓硝酸和含氧化剂的硝酸有非常出色的耐蚀性。而且硝酸浓度愈高(尤其是超过80%以后),其他不锈钢越不耐蚀时,该钢种越显示出极低的腐蚀率。图4-15是在沸腾浓硝酸中该钢种与0Cr18Ni9钢耐蚀性的对比。浓度超过90%的沸腾硝酸中,00Cr18Ni15Si4钢的腐蚀率低于0.02mm/a,而0Cr18Ni9钢的腐蚀率则在1.5mm/a以上。
该钢种由于碳含量极低,即使在敏化状态下耐晶间腐蚀性能也很好。休氏法晶间腐蚀实验(65%HNO3,沸腾,10×48h)的腐蚀率仅为0.6g/(m2.h)。
00Cr18Ni15Si4钢可进行锻造和热轧。热加工加热温度为1080-1140℃(钢锭加热控制在1120℃以下),停锻温度为900℃。加热炉气氛要保持为弱氧化性,以防止锻件增碳。工件加热要均匀、烧透,避免火焰直接喷射和局部过热,由于再结晶速度较慢(特别是当温度较低时),要注意及时回炉加热。
冷加工成形也容易进行,但由于加工硬化较快及变形量较大时容易变脆,要及时进行中间软化退火。冷弯时弯曲半径不宜太小。
该钢种正确的热处理制度为1100-1140℃加热后水冷(固溶处理),加热炉气氛应为弱氧化性。热加工、冷加工和焊后都要进行固溶处理。要注意固溶处理温度不能过低,否则耐蚀性和力学性能(塑性和韧性)都会受影响。在敏化温度区间(500-950℃)不宜较长时间受热或缓慢冷却通过。
该钢种可使用包剂焊条进行手工电弧焊或惰性气体保护焊。但应采用和低热输入、低电流和小直径焊条,层间温度也应较低。焊接材料成分应与母材基本相同,焊缝中的δ-铁素体量不得超过10%。