GB/T 1220-2007中列入了(le)兩個(ge)低碳含鎳的Cr17Ni2型鋼: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(12Cr13、20Cr13)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)于(yu)(yu)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)碳、鉻、鎳(nie)三(san)個主(zhu)要元素(su)(su)(su)(su)(su)(su)含(han)(han)量(liang)的(de)(de)上(shang)、下(xia)限較寬(kuan),并且含(han)(han)有(you)(you)錳、硅等元素(su)(su)(su)(su)(su)(su),一般(ban)煉鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)方法不(bu)可(ke)避免的(de)(de)氮(dan)也(ye)存(cun)在于(yu)(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong),這樣(yang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)既有(you)(you)穩(wen)定(ding)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)元素(su)(su)(su)(su)(su)(su)碳、鎳(nie)、錳、氮(dan),又有(you)(you)形成鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)元素(su)(su)(su)(su)(su)(su)鉻、硅,就(jiu)使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)組(zu)織(zhi)變(bian)(bian)得復雜(za),但在大多數情況下(xia)都具(ju)有(you)(you)兩相組(zu)織(zhi)(圖(tu)(tu)9.22)。由(you)圖(tu)(tu)9.22可(ke)知,14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)自(zi)高溫快(kuai)冷以后(hou)的(de)(de)組(zu)織(zhi)是奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)、馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)化學(xue)成分的(de)(de)不(bu)大變(bian)(bian)化(在規定(ding)的(de)(de)范圍內),即可(ke)引起鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)(han)量(liang)的(de)(de)很大差別。如表9.23所示的(de)(de)兩種成分的(de)(de)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),前者(zhe)含(han)(han)有(you)(you)20%的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti),后(hou)者(zhe)由(you)于(yu)(yu)成分中(zhong)(zhong)(zhong)少(shao)了1.35%Cr,多了0.4%Ni和(he)(he)0.04%N,組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)沒有(you)(you)了鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)。可(ke)見14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)碳、錳、鎳(nie)偏上(shang)限,鉻和(he)(he)硅偏下(xia)限時,鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)(han)量(liang)減少(shao),反之則增多。氮(dan)雖然不(bu)是規定(ding)的(de)(de)元素(su)(su)(su)(su)(su)(su),但微量(liang)的(de)(de)氮(dan)卻起著很大的(de)(de)作(zuo)用(圖(tu)(tu)9.19)。
與(yu)12Cr13鋼一(yi)樣(yang)(yang),14Cr17Ni2鋼中出(chu)現(xian)大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)時,使力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)降低,主要表(biao)現(xian)在沖(chong)擊韌度方面(表(biao)9.24),對強度的(de)(de)(de)影響(xiang)較小(xiao)。14Cr17Ni2鋼的(de)(de)(de)沖(chong)擊韌度還與(yu)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)分布(bu)(bu)有關,鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)呈斷續網狀(zhuang)(zhuang)分布(bu)(bu)的(de)(de)(de)ak值(zhi)最低,而呈明顯帶(dai)狀(zhuang)(zhuang)分布(bu)(bu)的(de)(de)(de)ak值(zhi)比前者可高(gao)出(chu)3倍左右。14Cr17Ni2鋼存在的(de)(de)(de)大(da)量(liang)(liang)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)還會(hui)使熱(re)塑(su)性(xing)(xing)(xing)降低,鍛造(zao)時形(xing)成裂(lie)紋的(de)(de)(de)傾向(xiang)增(zeng)大(da)。根(gen)據(ju)生產實(shi)踐經驗,將14Cr17Ni2鋼的(de)(de)(de)成分控制在下列(lie)范圍內(nei):C含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)0.13%~0.17%,Si含(han)(han)(han)量(liang)(liang)不(bu)大(da)于(yu)(yu)0.37%,Mn含(han)(han)(han)量(liang)(liang)不(bu)大(da)于(yu)(yu)0.6%,Cr含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)16.5%~17.5%,Ni含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)2.2%~2.5%,可使8鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)10%~15%,保證一(yi)般力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)要求(qiu)。也有人(ren)主張將鋼中的(de)(de)(de)三個主要元素(su)調整在下列(lie)范圍內(nei):C含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)0.15%~0.25%,Cr含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)16%~16.8%,Ni含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)2%~2.5%,這樣(yang)(yang)可使δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)限制在3%~5%,保證要求(qiu)的(de)(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng),但會(hui)帶(dai)來下述兩(liang)個問題:一(yi)是增(zeng)加(jia)碳(tan)和降低鉻(ge)以后會(hui)損及鋼的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng);二是由于(yu)(yu)碳(tan)及鎳(nie)的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)導致鋼中殘余奧氏(shi)體(ti)(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)增(zeng)多。
14Cr17Ni2鋼的鍛(duan)(duan)造加(jia)(jia)熱規范(fan)是:始(shi)鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度1150℃,終鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度800~900℃。鍛(duan)(duan)造加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)(wen)度不(bu)能(neng)過高,在高溫(wen)(wen)(wen)下停(ting)留的時間也(ye)(ye)不(bu)要過久(jiu),以(yi)(yi)免析出(chu)(chu)大(da)量的鐵(tie)素(su)體(ti),影(ying)響(xiang)熱處(chu)理以(yi)(yi)后(hou)的力學性能(neng)。圖9.28為14Cr17Ni2鋼(成分:0.18%C、0.41%Si、16.10%Cr、1.90%Ni、0.70%Mn)于不(bu)同溫(wen)(wen)(wen)度和時間加(jia)(jia)熱后(hou)的鐵(tie)素(su)體(ti)數量的變化。可以(yi)(yi)看出(chu)(chu),加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)(wen)度較之加(jia)(jia)熱時間更能(neng)影(ying)響(xiang)鋼中的鐵(tie)素(su)體(ti)含(han)量,而且在加(jia)(jia)熱至1000℃以(yi)(yi)上才顯著增多,因此(ci)過熱易發(fa)生于鍛(duan)(duan)造加(jia)(jia)熱不(bu)當時。淬火加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)(wen)度過高及(ji)保溫(wen)(wen)(wen)時間過久(jiu)也(ye)(ye)會使鐵(tie)素(su)體(ti)含(han)量增多,但不(bu)及(ji)鍛(duan)(duan)造過熱顯著。
鍛(duan)造(zao)時還(huan)應注意要(yao)有足夠的鍛(duan)造(zao)比,合(he)理地(di)分配每次加熱的變形量,以使(shi)鐵素體晶粒破(po)碎,獲得有利(li)于(yu)韌性的分布狀態,以及防止因變形不均勻而在兩相的界面上產生裂紋。
14Cr17Ni2鋼(gang)的軟化處理與Cr13型不(bu)銹鋼(gang)一樣,也是(shi)采用高(gao)溫回火或完全退火。前者是(shi)加熱(re)至650℃左右(you)保溫后(hou)于空(kong)氣(qi)中冷卻;后(hou)者是(shi)加熱(re)至850~880℃保溫后(hou)爐冷至750℃后(hou)空(kong)冷。需要(yao)特別(bie)指出的是(shi),14Cr17Ni2鋼(gang)是(shi)不(bu)銹鋼(gang)中對白點(dian)很敏感的鋼(gang),用以生(sheng)產(chan)大型鍛件(jian),鍛后(hou)應進行去白點(dian)退火,否則鍛件(jian)有產(chan)生(sheng)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。
14Cr17Ni2鋼的淬(cui)火一般采用(yong)油冷,淬(cui)火后的組織為馬氏體、鐵素體及少(shao)量的殘(can)余奧(ao)氏體。
14Cr17Ni2鋼通常采用在275~350℃與(yu)550℃以(yi)上回(hui)火(huo)(huo)。275~350℃低溫回(hui)火(huo)(huo)后的(de)(de)(de)基(ji)體組織為回(hui)火(huo)(huo)馬氏(shi)體,具(ju)有(you)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)硬度(du)(du)(350~402HB)與(yu)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)能,適用于(yu)要求高(gao)(gao)硬度(du)(du)及耐(nai)腐蝕的(de)(de)(de)零件。550~700℃高(gao)(gao)溫回(hui)火(huo)(huo)后的(de)(de)(de)基(ji)體組織為回(hui)火(huo)(huo)索氏(shi)體,強度(du)(du)與(yu)韌性(xing)(xing)配合(he)較好(hao),耐(nai)蝕性(xing)(xing)也高(gao)(gao)。這兩種狀態的(de)(de)(de)顯微(wei)組織雖然不同,但(dan)都具(ju)有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)能,沒有(you)明顯的(de)(de)(de)差別,在濃度(du)(du)為50%的(de)(de)(de)冷態或沸騰的(de)(de)(de)5%硝酸中,均具(ju)有(you)10級(ji)標準中的(de)(de)(de)第3級(ji)(表(biao)9.1)。高(gao)(gao)溫回(hui)火(huo)(huo)工藝主要用于(yu)要求強度(du)(du)和韌性(xing)(xing)配合(he)較好(hao)和耐(nai)腐蝕的(de)(de)(de)結構零件。
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(cui)性(xing)”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。
當淬火(huo)的(de)(de)(de)14Cr17Ni2鋼(gang)中(zhong)存在殘(can)余奧氏(shi)(shi)體(ti)時,在高(gao)溫回(hui)(hui)火(huo)過(guo)程中(zhong)它們不可能完(wan)全(quan)等溫分(fen)解(jie),而(er)是析出一部分(fen)碳化物后殘(can)余奧氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)穩定性降低(di),于回(hui)(hui)火(huo)過(guo)程中(zhong)轉變為馬氏(shi)(shi)體(ti),結果使(shi)(shi)調質后鋼(gang)的(de)(de)(de)強度升高(gao),而(er)塑性與韌(ren)性降低(di)。在這種情況下(xia),可在原來(lai)的(de)(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)溫度再(zai)進行一次回(hui)(hui)火(huo),使(shi)(shi)新生成(cheng)的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)分(fen)解(jie)為回(hui)(hui)火(huo)索氏(shi)(shi)體(ti),從(cong)而(er)使(shi)(shi)強度降低(di),而(er)塑性與韌(ren)性提高(gao)。
14Cr17Ni2鋼(gang)熱處理后(hou)具有(you)較高的(de)強度和硬度,對氧(yang)化酸(suan)類(lei)(lei)及有(you)機鹽類(lei)(lei)的(de)水(shui)溶液(ye)有(you)良好(hao)的(de)耐(nai)蝕性(xing),一般用(yong)于既要求高力學性(xing)能的(de)可淬(cui)硬性(xing),又要求較高的(de)耐(nai)硝酸(suan)及有(you)機酸(suan)腐蝕的(de)零件、容(rong)器和設備,如(ru)軸類(lei)(lei)、活塞(sai)桿、泵、閥等的(de)部(bu)件,以及彈簧和緊固件等。
17Cr16Ni2是新列(lie)入 GB/T 1220-2007中(zhong)(zhong)的鋼(gang)號(hao)。與(yu)14Cr17Ni2鋼(gang)相(xiang)比,17Cr16Ni2鋼(gang)適當增加(jia)(jia)了(le)碳含量(liang),略減少鉻(ge)含量(liang),從而明顯改善(shan)了(le)鋼(gang)的加(jia)(jia)工(gong)性能(neng)。該鋼(gang)適于制作要求較高強度、韌性和良好耐蝕性的零部(bu)(bu)件,以及(ji)在(zai)潮(chao)濕介質中(zhong)(zhong)承(cheng)受應力的部(bu)(bu)件。
至德鋼業,我們根據您的實(shi)際需求,給出參考建議,為您提供(gong)高性價比的不銹鋼管道及配(pei)件。