以不銹性、耐蝕性為主要特性,且鉻的質量分數至少為10.5%,其基體以體心立方晶體結構的鐵素體組織(α相)為主,有磁性,一般不能通過熱處理硬化,但冷加工可使其輕微強化的不銹鋼,稱為鐵(tie)素體不銹鋼(gang)



  鐵素體不銹鋼是以鉻為主要合金元素,一般不含鎳(極個別含少量鎳),這類鋼含有相當低的碳,一般低于0.12%(質量分數),還常含有鋁等鐵素體形成元素,該類鋼為單相鐵素體組織,沒有相變。其典型的代表鋼種是10Cr17



  鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)在(zai)具有強烈(lie)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)的介(jie)質(zhi)中(zhong)具有良好的耐(nai)(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)和(he)抗氧(yang)化性(xing)(xing)(xing),這類鋼(gang)(gang)(gang)可(ke)以(yi)抵抗硝酸(suan)、熱(re)磷酸(suan)與亞氯(lv)酸(suan)等強烈(lie)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)溶(rong)液的腐(fu)(fu)蝕(shi)。而(er)且耐(nai)(nai)(nai)氯(lv)化物應力腐(fu)(fu)蝕(shi)、耐(nai)(nai)(nai)點蝕(shi)、耐(nai)(nai)(nai)縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)等局部腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)優良。鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)含微量氯(lv)離子和(he)氧(yang)的熱(re)水和(he)高溫水的介(jie)質(zhi)中(zhong),以(yi)及在(zai)苛性(xing)(xing)(xing)鈉(na)的溶(rong)液中(zhong),也表現出優異(yi)的耐(nai)(nai)(nai)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)開(kai)裂性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。隨(sui)著(zhu)鉻含量的增加,其耐(nai)(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)也增加。



  與用量最大的鉻鎳奧氏體不銹鋼(gang)相比,鐵素體不銹鋼不含鎳或含少量鎳,是節鎳型不銹鋼,其價格較鉻鎳奧氏體不銹鋼管低;鐵素體不銹鋼管強度高,冷加工硬化傾向較低,熱導率為鉻鎳奧氏體不銹鋼的130%~150%,線膨脹系數僅為鉻鎳奧氏體不銹鋼的60%~70%。



 但鐵素體不銹鋼也存在一些缺陷,突出地表現在它們的室溫、低溫韌性差,缺口敏感性高,對晶間腐蝕比較敏感等方面,影響了鐵素體不銹鋼的使用,其產量也比較低。而且這些缺點隨著鐵素體不銹鋼斷面尺寸的增加、冷卻速度的變慢和焊接的熱影響而更加強烈地顯示出來。



  鐵素體不銹鋼在焊接時無淬火硬化現象,加熱大于950℃,焊縫及熱影響區晶粒嚴重粗大,而且無法用焊后熱處理來細化晶粒。鐵素體不銹鋼的塑性和韌性都很低,焊接性較差,又由于焊縫及熱影響區晶粒粗大,容易出現475℃脆性、高溫脆性及σ相析出所引起的焊接裂紋,因此要采用小線能量焊接工藝規范,防止晶粒粗大。焊接時應先將工件在70~100℃預熱,通常采用奧氏體不銹鋼焊條焊接,焊接時要特別關注在400~600℃和650~850℃溫度區間的加熱和冷卻速度,避免475℃脆性和σ相析出脆性。焊后作750~800℃退火處理以改善塑性,提高耐蝕性。



  鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)的鑄(zhu)造(zao)(zao)性能較差,鑄(zhu)造(zao)(zao)收(shou)縮率一般(ban)為1.4%~1.6%,鑄(zhu)造(zao)(zao)時晶粒粗大。鉻(ge)含量很高(gao)的鐵素體不銹(xiu)鋼(gang),如2GCr28鋼(gang)鑄(zhu)造(zao)(zao)時,鑄(zhu)件的熱(re)裂傾(qing)向性大。



  鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)鍛(duan)(duan)造性(xing)(xing)能較(jiao)好。與(yu)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)相比,鐵素(su)體(ti)鋼(gang)(gang)的(de)再結(jie)(jie)晶(jing)速度較(jiao)高,再結(jie)(jie)晶(jing)溫(wen)度較(jiao)低,因此在塑(su)性(xing)(xing)變形過程中晶(jing)粒(li)長大(da)(da)的(de)傾(qing)向較(jiao)大(da)(da);鍛(duan)(duan)造的(de)上限溫(wen)度應(ying)嚴(yan)格限制,一般(ban)鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)始(shi)鍛(duan)(duan)溫(wen)度為(wei)1040~1120℃。為(wei)了獲(huo)得(de)細晶(jing)粒(li)組織和(he)防止脆性(xing)(xing),應(ying)恰(qia)當地控制變形量和(he)終(zhong)鍛(duan)(duan)溫(wen)度,細化晶(jing)粒(li)所必須的(de)最小(xiao)變形量隨溫(wen)度而(er)定,700℃時約為(wei)5%,800~900℃時約為(wei)10%~15%,最后一次鍛(duan)(duan)打(da)的(de)壓縮量不(bu)(bu)應(ying)低于12%~20%,而(er)終(zhong)鍛(duan)(duan)溫(wen)度不(bu)(bu)高于800℃。為(wei)了避免因溫(wen)度過低而(er)產(chan)生冷作硬化,終(zhong)鍛(duan)(duan)溫(wen)度不(bu)(bu)應(ying)低于705℃。某廠制訂的(de)鍛(duan)(duan)造工藝的(de)終(zhong)鍛(duan)(duan)溫(wen)度為(wei)705~790℃,作者(zhe)認為(wei)還是比較(jiao)合理的(de)。



  由于鐵素體不銹鋼導熱性差,當表面缺陷用砂輪清理時,局部過熱可以引起裂紋,需要用風鏟清理或剝皮的方法去除表面缺陷。



  鐵素體不銹鋼具有良好的切削加工性能,含硫和硒的易切削鐵素體不銹鋼,切削性能更佳。但鉻含量較高的鐵素體不銹鋼(如w(Cr)=25%~30%)),切削加工比較困難。



  特別要提出的是,鐵素體不銹鋼熱導率較低,在切削加工時容易出現局部過熱的現象,會使刀具切削刃加速損壞,為此可采用大型刀具并用切削液冷卻。



  鐵素體不銹鋼在一定溫度范圍內加熱和冷卻時不發生相變,因此不能通過熱處理來強化。其熱處理的目的,一是為了消除冷變形加工和焊接時所產生的內應力,改善加工性能;其次是通過熱處理消除鑄件在凝固時所產生的偏析,獲得單一的、均勻化的鐵素體組織,以及消除在焊接過程中所形成的相變產物和475℃脆性。




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