GB/T 1220-2007中列入了兩個低碳(tan)含鎳的Cr17Ni2型(xing)鋼:14Cr17Ni2 和17Cr16Ni2。


  14Cr17Ni2鋼是在Cr17鋼的基礎上加入了2%Ni。由于鎳能使γ區擴大,使Cr17鋼的純鐵素體組織過渡到在高溫時為α+y的兩相狀態,使鋼能夠淬火成馬氏體而部分地接受強化。因此,14Cr17Ni2鋼既具有相當于Cr13型不銹鋼(12Cr1320Cr13)的力學性能,又保持了Cr17型不銹鋼的耐腐蝕性能,特別是在海水中與銅合金(青銅)接觸時具有很高的電化學穩定性。所以,14Cr17Ni2鋼被廣泛應用于化工機械、造船工業及航空工業等方面。


  由(you)(you)于(yu)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)碳(tan)、鉻、鎳(nie)三個(ge)主要元素(su)(su)(su)(su)含量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)上、下限(xian)較寬,并且含有(you)錳(meng)、硅等元素(su)(su)(su)(su),一般煉鋼(gang)(gang)(gang)方(fang)法不可(ke)(ke)避免的(de)(de)(de)(de)氮(dan)也(ye)存在于(yu)鋼(gang)(gang)(gang)中,這樣(yang)鋼(gang)(gang)(gang)中既有(you)穩定(ding)奧(ao)(ao)氏(shi)體的(de)(de)(de)(de)元素(su)(su)(su)(su)碳(tan)、鎳(nie)、錳(meng)、氮(dan),又有(you)形成(cheng)鐵素(su)(su)(su)(su)體的(de)(de)(de)(de)元素(su)(su)(su)(su)鉻、硅,就使鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)組織(zhi)變得復雜(za),但在大多(duo)(duo)(duo)數(shu)情況下都具(ju)有(you)兩相組織(zhi)(圖9.22)。由(you)(you)圖9.22可(ke)(ke)知,14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)自高溫快冷以(yi)后的(de)(de)(de)(de)組織(zhi)是奧(ao)(ao)氏(shi)體、馬(ma)氏(shi)體和鐵素(su)(su)(su)(su)體。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)化(hua)學成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)不大變化(hua)(在規定(ding)的(de)(de)(de)(de)范圍內),即(ji)可(ke)(ke)引起鐵素(su)(su)(su)(su)體含量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)很大差別。如(ru)表9.23所示的(de)(de)(de)(de)兩種成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang),前者(zhe)含有(you)20%的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)(su)(su)(su)體,后者(zhe)由(you)(you)于(yu)成(cheng)分中少(shao)了(le)1.35%Cr,多(duo)(duo)(duo)了(le)0.4%Ni和0.04%N,組織(zhi)中沒有(you)了(le)鐵素(su)(su)(su)(su)體。可(ke)(ke)見14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)、錳(meng)、鎳(nie)偏(pian)上限(xian),鉻和硅偏(pian)下限(xian)時,鐵素(su)(su)(su)(su)體含量(liang)(liang)減少(shao),反(fan)之則增多(duo)(duo)(duo)。氮(dan)雖然不是規定(ding)的(de)(de)(de)(de)元素(su)(su)(su)(su),但微(wei)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)卻起著(zhu)很大的(de)(de)(de)(de)作用(圖9.19)。


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  與12Cr13鋼(gang)(gang)(gang)一(yi)(yi)樣,14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)中出現大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)時,使力(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)降(jiang)低(di),主(zhu)要(yao)(yao)(yao)表現在(zai)(zai)(zai)沖擊(ji)韌(ren)度方(fang)面(表9.24),對(dui)強度的(de)(de)(de)(de)影響較小。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)沖擊(ji)韌(ren)度還與鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)的(de)(de)(de)(de)分(fen)布(bu)有關(guan),鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)呈斷續網狀分(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)ak值(zhi)最低(di),而呈明顯帶狀分(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)ak值(zhi)比(bi)前者可(ke)高(gao)出3倍左右。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)大量(liang)(liang)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)還會使熱塑性(xing)(xing)降(jiang)低(di),鍛(duan)造(zao)時形成裂紋的(de)(de)(de)(de)傾向增(zeng)(zeng)大。根據生產(chan)實(shi)踐經驗,將(jiang)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)成分(fen)控(kong)制在(zai)(zai)(zai)下列范圍內:C含(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)0.13%~0.17%,Si含(han)(han)量(liang)(liang)不大于0.37%,Mn含(han)(han)量(liang)(liang)不大于0.6%,Cr含(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)16.5%~17.5%,Ni含(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)2.2%~2.5%,可(ke)使8鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)含(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)10%~15%,保(bao)證一(yi)(yi)般力(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求。也有人主(zhu)張(zhang)將(jiang)鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)三個主(zhu)要(yao)(yao)(yao)元(yuan)素(su)(su)(su)調(diao)整在(zai)(zai)(zai)下列范圍內:C含(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)0.15%~0.25%,Cr含(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)16%~16.8%,Ni含(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)2%~2.5%,這樣可(ke)使δ鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)含(han)(han)量(liang)(liang)限制在(zai)(zai)(zai)3%~5%,保(bao)證要(yao)(yao)(yao)求的(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng),但會帶來下述兩個問題:一(yi)(yi)是(shi)(shi)增(zeng)(zeng)加碳(tan)和降(jiang)低(di)鉻以后會損及(ji)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐腐蝕性(xing)(xing)能(neng);二(er)是(shi)(shi)由于碳(tan)及(ji)鎳的(de)(de)(de)(de)提高(gao)導致鋼(gang)(gang)(gang)中殘余奧氏體(ti)含(han)(han)量(liang)(liang)增(zeng)(zeng)多。


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  14Cr17Ni2鋼的鍛(duan)(duan)造(zao)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)規(gui)范是:始鍛(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du)(du)1150℃,終鍛(duan)(duan)溫(wen)度(du)(du)(du)800~900℃。鍛(duan)(duan)造(zao)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)(du)(du)不(bu)能過(guo)高,在高溫(wen)下停留的時(shi)間也不(bu)要過(guo)久,以(yi)免析(xi)出大量(liang)的鐵素(su)體,影響熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)以(yi)后(hou)的力(li)學性能。圖9.28為(wei)14Cr17Ni2鋼(成(cheng)分:0.18%C、0.41%Si、16.10%Cr、1.90%Ni、0.70%Mn)于不(bu)同溫(wen)度(du)(du)(du)和時(shi)間加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)后(hou)的鐵素(su)體數(shu)量(liang)的變化。可以(yi)看(kan)出,加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)(du)(du)較(jiao)之(zhi)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)時(shi)間更能影響鋼中的鐵素(su)體含量(liang),而且在加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)至1000℃以(yi)上才顯(xian)(xian)著增多(duo),因此(ci)過(guo)熱(re)(re)(re)易(yi)發生于鍛(duan)(duan)造(zao)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)不(bu)當(dang)時(shi)。淬火加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)(du)(du)過(guo)高及保溫(wen)時(shi)間過(guo)久也會(hui)使鐵素(su)體含量(liang)增多(duo),但不(bu)及鍛(duan)(duan)造(zao)過(guo)熱(re)(re)(re)顯(xian)(xian)著。


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  鍛造時還應(ying)注意(yi)要有(you)足夠的(de)鍛造比,合理地分配每次(ci)加熱的(de)變(bian)(bian)形量,以使(shi)鐵素體晶粒破碎,獲得有(you)利于韌(ren)性的(de)分布(bu)狀(zhuang)態(tai),以及防止(zhi)因變(bian)(bian)形不均勻而在兩相的(de)界面上產生裂(lie)紋。


  14Cr17Ni2鋼的軟化處理與Cr13型(xing)不銹(xiu)鋼一樣,也是采用高溫回火或完全退火。前者(zhe)是加(jia)熱(re)至(zhi)650℃左右保(bao)(bao)溫后(hou)(hou)于空(kong)氣中冷(leng)卻;后(hou)(hou)者(zhe)是加(jia)熱(re)至(zhi)850~880℃保(bao)(bao)溫后(hou)(hou)爐(lu)冷(leng)至(zhi)750℃后(hou)(hou)空(kong)冷(leng)。需要(yao)特別指出(chu)的是,14Cr17Ni2鋼是不銹(xiu)鋼中對白點(dian)很敏(min)感的鋼,用以(yi)生產大型(xing)鍛(duan)件(jian),鍛(duan)后(hou)(hou)應進行(xing)去白點(dian)退火,否則鍛(duan)件(jian)有產生白點(dian)的可能。


  14Cr17Ni2鋼的淬火溫度以950~980℃比較適宜,溫度超過1000℃時由于組織中鐵素體增加及出現殘余奧氏體,使淬火后的硬度降低(圖9.29)。淬火加熱溫度過高,一方面使奧氏體中溶解大量的碳及合金元素,穩定性增高;另一方面,當高溫時析出8鐵素體以后,使奧氏體中的合金元素,特別是起穩定奧氏體作用的合金元素相對地增多,使馬氏體轉變點降低,殘余奧氏體含量增多。由圖9.29可以看出,稍許成分的差異也會使淬火后的硬度相差甚大。14Cr17Ni2鋼的組織中出現大量殘余奧氏體時,會出現晶間腐蝕。在正常淬火情況下,14Cr17Ni2鋼沒有晶間(jian)腐蝕(shi)傾向。


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  14Cr17Ni2鋼的(de)淬(cui)火(huo)一(yi)般采用油冷,淬(cui)火(huo)后的(de)組織為馬氏(shi)體(ti)(ti)、鐵素體(ti)(ti)及少量(liang)的(de)殘余奧氏(shi)體(ti)(ti)。


 14Cr17Ni2鋼通常采用在275~350℃與550℃以上回(hui)火(huo)。275~350℃低溫回(hui)火(huo)后的基(ji)體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)為回(hui)火(huo)馬氏體(ti),具(ju)(ju)有(you)(you)(you)高(gao)的硬(ying)度(350~402HB)與耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能,適(shi)用于要求高(gao)硬(ying)度及耐(nai)腐(fu)(fu)蝕的零件(jian)。550~700℃高(gao)溫回(hui)火(huo)后的基(ji)體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)為回(hui)火(huo)索氏體(ti),強(qiang)度與韌性(xing)(xing)配合較(jiao)好,耐(nai)蝕性(xing)(xing)也高(gao)。這兩種狀態的顯(xian)微(wei)組(zu)織(zhi)(zhi)雖(sui)然(ran)不同,但(dan)都具(ju)(ju)有(you)(you)(you)較(jiao)高(gao)的耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能,沒(mei)有(you)(you)(you)明顯(xian)的差別,在濃度為50%的冷態或沸騰的5%硝酸中,均具(ju)(ju)有(you)(you)(you)10級標準中的第(di)3級(表9.1)。高(gao)溫回(hui)火(huo)工藝(yi)主要用于要求強(qiang)度和(he)(he)韌性(xing)(xing)配合較(jiao)好和(he)(he)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕的結構(gou)零件(jian)。


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 與Cr13型不銹鋼一樣,14Cr17Ni2鋼一般不采用350~550℃回火,在這一溫度區間回火的14Cr17Ni2鋼的耐蝕性能與沖擊韌性均低,這與它具有回火脆性和“475℃脆性”有關。14Cr17Ni2鋼在550℃左右回火后,油冷后的沖擊值比空冷后約高出一倍。14Cr17Ni2鋼在450℃重復加熱時,隨加熱時間的延長,沖擊值顯著降低,與冷卻條件無關,這表明該鋼還具有高鉻鋼固有的475℃脆性。


 當淬(cui)火的(de)14Cr17Ni2鋼中存在(zai)(zai)殘余奧氏體(ti)(ti)時,在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)回(hui)火過程中它們(men)不可能完(wan)全等溫(wen)分(fen)解,而(er)是(shi)析(xi)出(chu)一部分(fen)碳化物后殘余奧氏體(ti)(ti)的(de)穩定性降(jiang)低(di),于回(hui)火過程中轉變為馬氏體(ti)(ti),結果(guo)使(shi)調質后鋼的(de)強(qiang)度(du)升高(gao),而(er)塑性與韌性降(jiang)低(di)。在(zai)(zai)這種情況下(xia),可在(zai)(zai)原來的(de)回(hui)火溫(wen)度(du)再(zai)進行一次(ci)回(hui)火,使(shi)新生(sheng)成的(de)馬氏體(ti)(ti)分(fen)解為回(hui)火索(suo)氏體(ti)(ti),從而(er)使(shi)強(qiang)度(du)降(jiang)低(di),而(er)塑性與韌性提(ti)高(gao)。


 14Cr17Ni2鋼熱處理后具有(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)強度和硬度,對氧化酸類(lei)及(ji)有(you)機鹽類(lei)的(de)(de)水溶液有(you)良好的(de)(de)耐蝕性(xing),一(yi)般用于(yu)既要求(qiu)高(gao)力學性(xing)能的(de)(de)可淬硬性(xing),又要求(qiu)較(jiao)高(gao)的(de)(de)耐硝酸及(ji)有(you)機酸腐蝕的(de)(de)零件、容器和設(she)備,如軸(zhou)類(lei)、活塞(sai)桿、泵、閥等的(de)(de)部件,以及(ji)彈簧(huang)和緊固件等。


 17Cr16Ni2是新(xin)列(lie)入 GB/T 1220-2007中的鋼號。與14Cr17Ni2鋼相比,17Cr16Ni2鋼適(shi)當增加了碳(tan)含(han)(han)量,略減少鉻含(han)(han)量,從而明顯(xian)改善了鋼的加工性能。該鋼適(shi)于制作要求較高強度、韌性和良好耐(nai)蝕性的零部(bu)件(jian),以及(ji)在潮濕介質中承受應(ying)力的部(bu)件(jian)。



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