沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)是(shi)一(yi)(yi)類含沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)元素(su)(Cu、Al、Ti、Nb)的(de)鐵鉻鎳合(he)金(jin),可(ke)以通過熱處理(li)強化(hua)(hua)(hua),此類鋼(gang)具有高強度、足夠的(de)韌性和適宜的(de)耐蝕性。主(zhu)(zhu)要應用于宇航工業和一(yi)(yi)些高技術產業。 沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)可(ke)區(qu)分為(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體、半(ban)奧氏(shi)(shi)體和奧氏(shi)(shi)體沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)三種主(zhu)(zhu)要類型,近年(nian)來又(you)出(chu)現了鐵素(su)體沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)不銹(xiu)鋼(gang)。在馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體沉淀(dian)不銹(xiu)鋼(gang)中,基于馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體時效鋼(gang)的(de)經驗,近年(nian)來出(chu)現了馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體時效不銹(xiu)鋼(gang),與前者比較,后者碳含量較低,其強化(hua)(hua)(hua)手段主(zhu)(zhu)要是(shi)靠金(jin)屬間化(hua)(hua)(hua)合(he)物析出(chu),且(qie)熱處理(li)簡(jian)單。
022Cr12Ni9Cu2NbTi、00Cr12Ni8Cu2TiNb、Custom 455 不銹鋼是一種超低碳型馬氏體沉淀硬(ying)化不銹鋼,固溶處理后單次時效即可獲得高的屈服強度與高的塑韌性的良好配合。此外(00Cr12Ni8Cu2TiNb) Custom 455 不銹鋼具有良好的耐蝕性,尤其是耐應力腐蝕性能。此鋼長時服役溫度為450℃,瞬時使用溫度可達800℃。00Cr12Ni8Cu2TiNb 不銹鋼具有良好的工藝性能,易于生產棒、絲、板、帶和鑄件等冶金產品。在零部件制造過程中易于成形、加工和焊接。它主要應用于要求耐蝕不銹的承力部件。
一(yi)、化學成分
00Cr12Ni8Cu2TiNb、 Custom 455 不銹鋼的化學(xue)成分見表5-41。
二(er)、室溫力學(xue)性(xing)能
022Cr12Ni9Cu2NbTi、00Cr12Ni8Cu2TiNb、Custom 455 不銹鋼的室溫力學性能見表5-42至表5-46。
三、疲勞和斷裂韌(ren)性
022Cr12Ni9Cu2NbTi、00Cr12Ni8Cu2TiNb、Custom 455 不銹鋼的室溫疲勞性能見圖 5-11。
022Cr12Ni9Cu2NbTi、00Cr12Ni8Cu2TiNb、Custom 455 不銹鋼的斷裂韌性和應力腐蝕門檻值見表 5-47。
四、高溫力學性能
022Cr12Ni9Cu2NbTi、00Cr12Ni8Cu2TiNb、Custom 455 不銹鋼的高溫瞬時拉伸性能見表 5-48 。持久強度見表 5-49 。
五、工(gong)藝性能
a. 熱(re)加工
在馬氏(shi)體沉淀硬化不(bu)銹鋼中,此鋼是屬于最易熱加(jia)工的一(yi)種(zhong)材料。熱加(jia)工溫度范(fan)圍為(wei)900~1260℃,為(wei)獲得良好的力學(xue)性能,應在1040~1150℃加(jia)熱。為(wei)了獲得細小晶粒和(he)熱處理后的最佳性能,終加(jia)工溫度應在815~950℃。
b. 冷(leng)加工
盡管此(ci)鋼在退火狀(zhuang)態(tai)下是馬氏體組織(zhi),但鋼的硬度(du)僅為30~35HRC,易于進(jin)行冷(leng)加工,鋼的冷(leng)加工硬化傾向很低(見表5-45),不需中(zhong)間退火即可(ke)(ke)進(jin)行較大變形量的冷(leng)加工,最(zui)終熱(re)處理前進(jin)行冷(leng)變形,可(ke)(ke)獲(huo)得較高的拉伸強(qiang)度(du)和(he)屈服強(qiang)度(du)。
c. 熱處理
00Cr12Ni8Cu2TiNb、 Custom 455 不銹鋼的退(tui)火和時效處理制(zhi)度較簡單。
退火(huo):816~843℃×30min,水冷(leng)。對大(da)(da)截面(mian)尺寸的鋼材,為獲得良好的橫向性能,可(ke)采(cai)(cai)用二次(ci)退火(huo)工(gong)藝,980℃水冷(leng)后(hou)再加熱到816℃水冷(leng)。對于棒、帶等大(da)(da)多數產品沒有必(bi)要采(cai)(cai)用二次(ci)退火(huo)工(gong)藝,但此工(gong)藝可(ke)獲得大(da)(da)約30HRC的最低硬度。
時(shi)效硬(ying)化(hua):時(shi)效硬(ying)化(hua)溫(wen)度(du)為(wei)480~540℃,時(shi)效時(shi)間(jian)(jian)為(wei)4小時(shi),冷卻(que)方式為(wei)空冷。480℃時(shi)效可得(de)到最高的強(qiang)度(du)水平(ping)(ping)。高溫(wen)時(shi)效韌性(xing)有所改(gai)善,但(dan)伴隨著強(qiang)度(du)水平(ping)(ping)的下降。可根據(ju)實際(ji)需求選擇時(shi)效溫(wen)度(du)和時(shi)效時(shi)間(jian)(jian),參見圖5-10。
d. 焊接
采用同成分(fen)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料進行(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie),此鋼可(ke)焊(han)(han)性優良(liang)。不需焊(han)(han)前預熱也(ye)不需焊(han)(han)后熱處(chu)理,最(zui)好的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法為TIG。焊(han)(han)后的(de)帶(dai)經(jing)退火和時效(xiao)接(jie)(jie)頭(tou)效(xiao)率(lv)為100%,焊(han)(han)后的(de)帶(dai)經(jing)時效(xiao)處(chu)理,接(jie)(jie)頭(tou)效(xiao)率(lv)可(ke)達80%。
六、物(wu)理性能
022Cr12Ni9Cu2NbTi、00Cr12Ni8Cu2TiNb、Custom 455 不銹鋼的物理性能見表5-50。
七(qi)、應(ying)用
022Cr12Ni9Cu2NbTi、00Cr12Ni8Cu2TiNb、Custom 455 不銹鋼主要應用于小于425℃的耐蝕高強度零部件,如墊片、緊固件、彈簧、閥門,以及裝配件、高性能軸、齒輪等。