在鉻系馬氏體不銹鋼中加入鎳、鉬降低碳含量,成為含鎳、鉬的馬氏體不銹鋼。這種鋼在不同溫度下產生不同數量的逆變奧氏體,但均能保持鉻系馬氏體的強度和硬度,同時又提高鋼的塑韌性,特別是其焊接性得到了根本改善。表2-8是低碳鉻鎳系馬氏體不銹鋼的化學成分。這類馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼除具有一定的耐蝕性外,還具有良好的抗汽蝕、耐磨損性能,在水輪機、大型水泵及核電站、油汽輸送管道中獲得廣泛使用。
鉻鎳系(xi)馬氏體不銹(xiu)鋼因(yin)焊接(jie)性良好,通(tong)常均(jun)采用同質焊材,不需(xu)(xu)(xu)要(yao)預(yu)熱(re)或僅需(xu)(xu)(xu)要(yao)低溫(wen)(150℃以(yi)下)預(yu)熱(re),但需(xu)(xu)(xu)進行焊后熱(re)處理以(yi)保證焊縫(feng)及熱(re)影(ying)響(xiang)區逆變奧氏體,恢(hui)復其塑韌(ren)性。鉻鎳系(xi)馬氏體不銹(xiu)鋼焊接(jie)材料見(jian)表(biao)2-8。
表2-9、表2-10是我(wo)國研(yan)制成功并在(zai)工程上使用的兩種(zhong)低碳含鎳、鉬的馬氏體不銹(xiu)鋼及其力學性能。
通過模擬焊接(jie)熱循環試(shi)驗(yan)研究(jiu)了含Ni、Mo低碳馬氏體鋼(gang)(gang)的淬硬(ying)傾向(xiang)。圖(tu)2-12是(shi)0Cr13Ni4Mo鋼(gang)(gang)熱模擬試(shi)驗(yan)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)。圖(tu)2-13是(shi)用熱模擬試(shi)樣加工成沖(chong)擊試(shi)樣的試(shi)驗(yan)結果。由曲(qu)(qu)(qu)線(xian)1、2得知0Cr13Ni4Mo鋼(gang)(gang)因(yin)焊接(jie)加熱其沖(chong)擊韌性(xing)(xing)與母材(cai)(曲(qu)(qu)(qu)線(xian)4)相比有所降(jiang)低,但仍(reng)處(chu)在較高水平,表明(ming)0Cr13Ni4Mo鋼(gang)(gang)受焊接(jie)熱作用的淬硬(ying)傾向(xiang)不大。在約-40℃以(yi)下,沖(chong)擊韌性(xing)(xing)降(jiang)低幅度雖然較大。但經過600℃x2h的回火處(chu)理(li),其韌性(xing)(xing)又恢復到接(jie)近母材(cai)的性(xing)(xing)能(曲(qu)(qu)(qu)線(xian)3)。
表2-11是0Cr14Ni6Mo鋼(gang)(gang)模擬(ni)焊(han)接(jie)熱(re)循環試樣的沖擊韌(ren)(ren)性和(he)硬度(du)與逆(ni)變奧氏(shi)體量(liang)的關系,結果表明馬(ma)氏(shi)體鋼(gang)(gang)焊(han)態(tai)沖擊韌(ren)(ren)性的降低、硬度(du)的提高與在焊(han)接(jie)高溫下熱(re)影響區(qu)中(zhong)逆(ni)變奧氏(shi)體量(liang)的減少(shao)有關。焊(han)后再進行600℃x2h熱(re)處理,其逆(ni)變奧氏(shi)體量(liang)得以較(jiao)好(hao)恢復,因此韌(ren)(ren)性提高,硬度(du)降低。
由于加(jia)熱(re)(re)對含(han)Ni、Mo低(di)碳馬體鋼塑韌(ren)性(xing)(xing)及淬硬傾向的影響(xiang)不(bu)太(tai)顯著,因此其抗(kang)裂(lie)性(xing)(xing)能也比較好。表2-12是(shi)0Cr14Ni6Mo鋼用(yong)巴頓剛性(xing)(xing)試(shi)(shi)驗(yan)和(he)斜(xie)Y型剖口小鐵研試(shi)(shi)驗(yan)進(jin)行的裂(lie)紋敏感性(xing)(xing)試(shi)(shi)驗(yan)結果。可(ke)以看(kan)出,在預(yu)熱(re)(re)50℃,甚至不(bu)預(yu)熱(re)(re)的情況下,用(yong)兩種方法均未發現任何裂(lie)紋(包括熱(re)(re)裂(lie)紋及冷裂(lie)紋)。
綜(zong)上所述,Cr系馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)降(jiang)(jiang)C、增加Ni、Mo合金(jin)元素(su)以(yi)(yi)后(hou)(hou),在(zai)回火狀(zhuang)態下,鋼(gang)中(zhong)產生一定的(de)(de)(de)逆變(bian)奧(ao)氏體(ti)相,焊(han)(han)接(jie)加熱(re)時(shi)的(de)(de)(de)晶(jing)粒長大趨勢(shi)受到(dao)抑制,降(jiang)(jiang)低(di)了(le)淬硬(ying)傾向,改善(shan)了(le)塑韌性(xing)。同時(shi)由于逆變(bian)奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)(de)存在(zai),提高了(le)吸藏(zang)氫能(neng)力(li),降(jiang)(jiang)低(di)了(le)氫的(de)(de)(de)擴散(san)作用,使焊(han)(han)接(jie)冷裂紋(wen)的(de)(de)(de)敏感性(xing)大大降(jiang)(jiang)低(di)。這種鋼(gang)的(de)(de)(de)另一特點是可以(yi)(yi)通過焊(han)(han)后(hou)(hou)熱(re)處理恢復逆變(bian)奧(ao)氏體(ti)量,進一步改善(shan)焊(han)(han)接(jie)頭的(de)(de)(de)性(xing)能(neng),因而在(zai)大型焊(han)(han)接(jie)結構(gou)如水電(dian)(dian)(dian)、火電(dian)(dian)(dian)、核電(dian)(dian)(dian)等工(gong)程和壓(ya)力(li)容(rong)器中(zhong)有廣(guang)闊(kuo)的(de)(de)(de)應(ying)用前景。這類(lei)鋼(gang)各種厚度(du)的(de)(de)(de)板(ban)材均可焊(han)(han)接(jie),即(ji)使特厚板(ban)電(dian)(dian)(dian)渣焊(han)(han),也可以(yi)(yi)不(bu)預熱(re)和焊(han)(han)后(hou)(hou)不(bu)需立即(ji)處理。