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,稱為鐵素體(ti)不銹鋼。
鐵素體不銹鋼管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。
鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管在具有強烈腐蝕性(xing)(xing)的(de)(de)(de)介質(zhi)中具有良好的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)和(he)抗氧(yang)化(hua)性(xing)(xing),這類鋼(gang)可以抵抗硝酸(suan)、熱(re)磷酸(suan)與亞氯酸(suan)等強烈腐蝕性(xing)(xing)溶液的(de)(de)(de)腐蝕。而且(qie)耐(nai)氯化(hua)物應力(li)腐蝕、耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙腐蝕等局部腐蝕性(xing)(xing)能(neng)優良。鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在含微量氯離子和(he)氧(yang)的(de)(de)(de)熱(re)水和(he)高溫水的(de)(de)(de)介質(zhi)中,以及(ji)在苛性(xing)(xing)鈉的(de)(de)(de)溶液中,也(ye)表現出優異的(de)(de)(de)耐(nai)應力(li)腐蝕開裂(lie)性(xing)(xing)能(neng)。隨著(zhu)鉻含量的(de)(de)(de)增(zeng)加,其耐(nai)蝕性(xing)(xing)也(ye)增(zeng)加。
與用量最大的鉻鎳奧氏體不銹鋼相比,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管(guan)的130%~150%,線膨脹系數僅為鉻鎳奧氏體不銹鋼管的60%~70%。
但鐵素體不銹鋼管也存在一些缺陷,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管(guan)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。
鐵素體不銹鋼管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(su)體不銹鋼(gang)的(de)鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)性(xing)能較差,鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)收縮率一般為1.4%~1.6%,鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)時(shi)晶(jing)粒粗大(da)。鉻(ge)含量很高的(de)鐵素(su)體不銹鋼(gang),如2GCr28鋼(gang)鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)時(shi),鑄(zhu)件的(de)熱裂傾向性(xing)大(da)。
鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)鍛(duan)造性(xing)(xing)能較(jiao)好。與奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)相比(bi),鐵(tie)素體(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)再(zai)結晶(jing)速度(du)(du)(du)較(jiao)高,再(zai)結晶(jing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)較(jiao)低(di)(di),因(yin)此在塑性(xing)(xing)變形過程中(zhong)晶(jing)粒長大的(de)(de)傾向較(jiao)大;鍛(duan)造的(de)(de)上限溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)應(ying)(ying)嚴格(ge)限制(zhi),一(yi)般(ban)鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)始鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)1040~1120℃。為(wei)(wei)(wei)了獲(huo)得細晶(jing)粒組織和(he)(he)防止脆性(xing)(xing),應(ying)(ying)恰當地控(kong)制(zhi)變形量和(he)(he)終鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du),細化晶(jing)粒所必須的(de)(de)最小變形量隨溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)而(er)(er)定,700℃時約為(wei)(wei)(wei)5%,800~900℃時約為(wei)(wei)(wei)10%~15%,最后一(yi)次(ci)鍛(duan)打(da)的(de)(de)壓縮量不(bu)(bu)應(ying)(ying)低(di)(di)于(yu)12%~20%,而(er)(er)終鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)不(bu)(bu)高于(yu)800℃。為(wei)(wei)(wei)了避免因(yin)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)過低(di)(di)而(er)(er)產生冷作硬(ying)化,終鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)不(bu)(bu)應(ying)(ying)低(di)(di)于(yu)705℃。某廠(chang)制(zhi)訂(ding)的(de)(de)鍛(duan)造工藝的(de)(de)終鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)705~790℃,作者認為(wei)(wei)(wei)還是比(bi)較(jiao)合(he)理的(de)(de)。
由于鐵素體不銹鋼管導熱性差,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。
鐵素體不銹鋼管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,鐵素體不銹鋼管熱導率較低,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。
鐵素體不銹鋼在管(guan)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。


 
		