鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)加熱冷卻時都沒(mei)有(you)α'γ'轉變,始終保持鐵素體(ti)(ti)組(zu)織。這類鋼(gang)(gang)含(han)(han)鉻量較高,為(wei)17%~28%,主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)作為(wei)熱穩(wen)定(ding)鋼(gang)(gang),也可作為(wei)耐(nai)蝕鋼(gang)(gang)。鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)由于不(bu)含(han)(han)鎳,生產制造成(cheng)本要(yao)(yao)比(bi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)低(di),但其熱穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)耐(nai)蝕性(xing)在(zai)(zai)有(you)些情況下,比(bi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)還要(yao)(yao)好,特別是(shi)耐(nai)氯離子腐蝕。因此,大(da)力(li)推廣鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的應用,不(bu)但可以降(jiang)低(di)成(cheng)本,而(er)且(qie)還能節(jie)約寶貴的鎳資源。這樣看來,使用鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)不(bu)僅可以節(jie)約鎳,而(er)且(qie)還是(shi)在(zai)(zai)許多特殊(shu)使用環境中的最(zui)佳選材。
( 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(gang)和321不銹(xiu)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、力學(xue)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、耐蝕(shi)性
a. 均勻腐蝕
( 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(jian)腐蝕(shi)
鐵素體不銹鋼中C,N溶解度比奧氏體不(bu)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
( 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(ya)帶在罩(zhao)式爐退(tui)火,退(tui)火溫度為825~875℃,>8小時。
冷軋帶在(zai)連(lian)續退火酸洗爐的冷線或混(hun)線上(shang)處理,處理溫度控制在(zai)850~860℃。
七、成型性
( 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(xing)
( 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(xiu)鋼板有著中等的脹形性。
使用陰模直徑(jing)與直徑(jing)幾乎相(xiang)同的球底沖頭,如(ru)選用有(you)效潤滑油,430不銹(xiu)鋼(gang)板可以得到與304不銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)同的Er值。日本不銹(xiu)鋼(gang)公(gong)司記載(zai)了Er值的資料(見表2-12)。
b. 深拉伸性
深拉伸性(CCV值(zhi)(zhi))與塑性應(ying)變比(值(zhi)(zhi))有密切的(de)(de)(de)關系(xi)(見圖2-20),γ值(zhi)(zhi)愈大,深拉伸愈好(CCV值(zhi)(zhi)愈小)。( 1Cr17)430不(bu)銹(xiu)鋼、(1Cr17Ti)437不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)γ值(zhi)(zhi)n值(zhi)(zhi)見表2-11。為獲得較大y值(zhi)(zhi),應(ying)采用(yong)合理的(de)(de)(de)冶金(jin)工藝,保證冷軋(ya)薄板有較大織(zhi)構系(xi)數{111}/{110}比,就(jiu)能得到較大的(de)(de)(de)值(zhi)(zhi)和(he)較小的(de)(de)(de)各向異性。
c. 皺折
430和437鐵素體不銹鋼薄板,拉(la)伸加工,深拉(la)伸加工時容(rong)易(yi)引起皺折(zhe)(ridging),這種波紋狀起伏是(shi)(shi)沿著延伸方向如圖2-21。皺折(zhe)程(cheng)度與鋼的(de)成分,鋼鑄造(zao)組織,熱(re)軋,退火工藝,冷軋工藝有關,受冷軋薄板織構系數{111}/{110}比的(de)影響(xiang),皺折(zhe)不僅損壞制品(pin)外觀,而且在皺折(zhe)顯(xian)著的(de)地方容(rong)易(yi)引起破損。因此(ci),對冷成型器件,特別是(shi)(shi)深拉(la)伸制品(pin)用(yong)的(de)Cr17鋼板,應保(bao)證材料有較高(gao)的(de)y值,較低(di)的(de)Δy值、ridging值。
八、焊接性
( 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(yao)用于生(sheng)產(chan)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)、硝(xiao)(xiao)銨的化工(gong)設備,如吸收塔,熱交(jiao)換器,酸(suan)(suan)槽,輸送管道(dao),貯槽等(deng)。薄(bo)板廣泛用于建筑內裝修,日用辦公設備,廚房設備、器具(ju),電氣(qi)制品,食品陳列裝備,餐飲產(chan)業(ye)的冷凍冷藏(zang)車,器具(ju),汽車裝飾,氣(qi)體燃燒器等(deng)。