
馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是一(yi)類(lei)可通(tong)過熱(re)處理(淬火(huo)回(hui)火(huo))對其(qi)性(xing)能(neng)進行調(diao)整的不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang),通(tong)俗地(di)講是一(yi)類(lei)可硬化的不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang),此類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)(ju)有(you)高的硬度(du)、良(liang)好(hao)的力學性(xing)能(neng)和不(bu)銹性(xing),這些(xie)特(te)性(xing)決定了此類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)必(bi)須(xu)(xu)具(ju)(ju)備兩(liang)個基本(ben)條件:其(qi)一(yi),在(zai)(zai)平衡相圖中必(bi)須(xu)(xu)有(you)奧氏體(ti)相區存(cun)在(zai)(zai);其(qi)二(er),為使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)形成(cheng)耐腐蝕(shi)(shi)的鈍化膜,鉻含量(liang)(liang)必(bi)須(xu)(xu)在(zai)(zai)10.5%以上。馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)淬火(huo)狀(zhuang)態下具(ju)(ju)有(you)體(ti)心(xin)四方(fang)晶體(ti)結構(馬(ma)氏體(ti)),具(ju)(ju)有(you)鐵磁性(xing),在(zai)(zai)較弱(ruo)腐蝕(shi)(shi)環(huan)境中具(ju)(ju)有(you)耐蝕(shi)(shi)性(xing)。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中的鉻含量(liang)(liang)可達18%,碳可以超過1.2%。
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼是馬氏體不銹(xiu)鋼,它是國際上通用的牌號,美國稱AISI410,法國RCC-M為Z10C-13、Z12C-13、日本稱SUS410、德國DIN標準中稱作X15Cr13。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼屬于半馬氏體型不銹(xiu)鋼(gang),經淬火的組織除馬氏體外,尚存在鐵素組織。經淬火和回火處理的1Cr13、12Cr13、410不銹鋼具有較高的強度、韌性,較好的耐蝕性和冷變形能力,具有良好的減振性能。通常該鋼在淬火和回火狀態下使用,回火為高溫回火和低溫回火,應避免在370~560℃的溫度回火,以確保鋼的良好性能。低溫回火可消除淬火過程中形成的內應力,高溫回火在保證其良好耐蝕性同時,可獲得優良的綜合力學性能。1Cr13、12Cr13主要用于對韌性要求較高和具有不銹性的受沖擊載荷的部件,如葉片、水壓機閥、緊固件、熱裂解抗硫腐蝕設備等,亦可制作在常溫條件耐弱腐蝕介質腐蝕的設備和部件。在反應堆中主要用于2、3級輔助泵傳動軸、蒸發器支撐件、控制棒驅動機構等。
一(yi)、化(hua)學成分(fen)
1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹鋼的化學成分列于表3-1,反應堆用的1Cr13、12Cr13 不(bu)銹鋼的特殊規定也一(yi)并列入此表。

二、室溫力學性能
不(bu)同(tong)標(biao)準對1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼的室溫(wen)力學(xue)性(xing)能的規定值見(jian)(jian)(jian)表3-2。實(shi)測數據見(jian)(jian)(jian)表3-3。奧氏體化溫(wen)度(du)和回火溫(wen)度(du)對1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼室溫(wen)力學(xue)性(xing)能的影響(xiang)見(jian)(jian)(jian)圖(tu)3-2。熱(re)處理工藝制度(du)對不(bu)同(tong)溫(wen)度(du)下(xia)(1Cr13)410不(bu)銹(xiu)鋼沖擊(ji)值的影響(xiang)見(jian)(jian)(jian)表3-4。



三、疲勞和斷裂
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的室(shi)溫(wen)疲勞極(ji)限見表3-5,在指定(ding)存活率下的N-S曲線見圖3-3。試驗(yan)用(yong)鋼化學(xue)成分為(wei)0.11C-0.29Mn-0.025P-0.009S-0.25Si-12.78Cr-0.14Ni。試樣(yang)的熱處理工藝為(wei):1050℃油淬,720℃×2h空(kong)冷回水。

1Cr13、12Cr13、410不銹鋼在NaCl中的疲勞行(xing)為見圖(tu)3-4。顯(xian)然(ran)環境的變化對其疲勞壽命(ming)產生較大影響。隨著 NaCl濃度增(zeng)加(jia),(1Cr13)410不銹鋼的疲勞壽命(ming)縮(suo)短,見圖(tu)3-5。

四、高溫瞬力學性能
不(bu)同熱(re)處理條件下(xia)的(de)高溫瞬時力學性(xing)能見表3-6。隨回火溫度(du)的(de)提(ti)高×強度(du)下(xia)降而塑(su)韌性(xing)明(ming)顯提(ti)高,詳見表3-7。



五、持久和蠕變(bian)性能(neng)
數據見(jian)表(biao)3-8和(he)(he)表(biao)3-9。最小蠕變速度和(he)(he)應力(li)關(guan)系曲線見(jian)圖3-6。

表3-8 1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的持久強度(1030~1050℃油淬,750℃回火空冷)
六、高溫度疲勞(lao)和介質條件的影響
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的高(gao)溫疲勞數據和介質條件(jian)對其高(gao)溫疲勞性(xing)能的影響見表3-10和表3-11。

七、抗氧(yang)化和耐蝕性
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼出(chu)現強烈氧化開始溫度為750℃。抗氧化性(xing)能見表(biao)3-12。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼具有不銹性(xing),在(zai)室溫稀(xi)硝酸及弱(ruo)有機酸中也有一(yi)定耐蝕性(xing),在(zai)某些介質中的耐蝕性(xing)見表(biao)3-13。在(zai)反應堆環境(jing)中的腐蝕見表(biao)3-14至表(biao)3-17。



八(ba)、熱處理及(ji)組織結構
臨界(jie)點(dian)(近似值):℃

等溫轉變(bian)(bian)曲線:0.10C-12.4 Cr的1Cr13鋼,奧(ao)氏體化溫度為980℃的等溫轉變(bian)(bian)曲線見圖3-7。

熱(re)處理工(gong)藝(yi):(1Cr13)410不銹鋼的熱(re)處理工(gong)藝(yi)如(ru)下。

冶金廠(chang)通常以退火(huo)狀態交貨,以便最終(zhong)用戶(hu)加工制造。在制造廠(chang)的最終(zhong)熱處理為淬(cui)火(huo)并高溫(wen)回火(huo),其(qi)組織(zhi)為回火(huo)索氏體和少量鐵素體。回火(huo)溫(wen)度的選擇視(shi)其(qi)使用要求而(er)定(ding),可參閱圖3-2。
九、工藝性能
1Cr13、12Cr13、410不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)冷(leng)塑(su)性(xing)(xing)及(ji)深(shen)沖(chong)性(xing)(xing)、拋光性(xing)(xing)和(he)切(qie)削加(jia)(jia)工(gong)性(xing)(xing)能良(liang)(liang)好(hao)(hao),板(ban)材的(de)深(shen)沖(chong)度與(yu)其厚(hou)度有關,板(ban)材愈厚(hou)深(shen)沖(chong)度愈高。1Cr13、12Cr13、410不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)熱(re)(re)加(jia)(jia)工(gong)溫度以850~1200℃為(wei)宜,隨后(hou)需灰(hui)冷(leng)或砂冷(leng)。1Cr13、12Cr13、410不(bu)(bu)銹(xiu)鋼具有良(liang)(liang)好(hao)(hao)的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)能,其焊(han)接(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)能與(yu)0Cr13相近,可(ke)采用(yong)0Cr13或奧107、奧207的(de)焊(han)條焊(han)接(jie)(jie)(jie),為(wei)防(fang)止焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)冷(leng)裂(lie)紋,焊(han)前應該(gai)預熱(re)(re),預熱(re)(re)溫度為(wei)200~300℃,焊(han)后(hou)經700~750℃熱(re)(re)處(chu)理可(ke)獲得良(liang)(liang)好(hao)(hao)的(de)性(xing)(xing)能,選用(yong)奧氏體焊(han)接(jie)(jie)(jie)材料焊(han)接(jie)(jie)(jie),焊(han)后(hou)可(ke)不(bu)(bu)進行熱(re)(re)處(chu)理。應該(gai)強調的(de)是,當焊(han)后(hou)焊(han)縫(feng)需進行機械加(jia)(jia)工(gong)時應進行退火處(chu)理。
十、物理性能
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的物理性能見表3-18。

十一(yi)、應用
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼主(zhu)要(yao)用(yong)作抗弱腐(fu)蝕(shi)介質,并要(yao)求具有較高韌性及受沖擊負荷的零部件(jian),如汽輪機葉片、水壓機閥、結構架、螺栓、螺帽等。在反應堆環境中(zhong),主(zhu)要(yao)用(yong)于2、3級輔助泵傳動(dong)軸、蒸發器支承(cheng)件(jian)、控制(zhi)棒驅(qu)動(dong)機構等。
