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不锈钢及其热处理性能

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时间:2019/7/11 5:02:00

对比分析了原始态和经传统双相区工艺及过饱和单相区工艺处理的不锈钢机械臂的显微组织、力学性能、拉伸断口形貌和耐腐蚀性能的变化。

不锈钢及其热处理性能

常用不锈钢按正炽热处置后钢的组织组成物来划分,可分为马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢和过渡型不锈钢(半奥氏体型不锈钢,即兼有奥氏体和马氏体不锈钢的优点)。现将各种不锈钢的成分及其特性分述如下。


(1)马氏体型不锈钢

钢中含铬量为12%~18%,含碳量0.10%~0.4%,淬火后可得到马氏体组织,这种不锈钢叫做马氏体型不锈钢。


马氏体型不锈钢在淬火回火后具有良好的强度、塑性、韧性及抗腐蚀性。马氏体型或半马氏体型不锈钢都具有磁性。


马氏体型不锈钢正火或淬火后的组织为马氏体。半马氏体型不锈钢正火后的组织为马氏体+铁素体。淬火后的组织视其成分与淬火温度而定,能够是马氏体,也能够是马氏体+奥氏体。它们都能够经过热处置来强化。


常用的马氏体型不锈钢有2Cr13、3Cr13、4Cr13。而1Cr13属于半马氏体型不锈钢。


1Cr13与2Cr13钢经淬火和高温回火后,具有良好的综合力学性能,宜制造请求塑性较好与受冲击载荷作用的零件,多用于请求一定强度与韧性的构造零件。如汽轮机的叶片、水压机阀、热裂设备的配件以及在高温下的螺钉、螺母和日常生活用具等。3Cr13和4Cr13钢经淬火和低温回火后,具有高的硬度和耐磨性,适用于需求高硬度耐磨零件,耐蚀零件和器件。如热油泵轴、柱塞、弹簧、滚动轴承配件、医疗器件、刀具、仪表轴等。


留意事项:


①Cr13型不锈钢导热性差,淬火加热时应停止预热,预热温度为700~900℃,时间为1~3h,以免发作开裂。


②3Cr13与4Cr13钢加热时应留意避免外表脱碳,由于脱碳会使淬火后硬度降低。


③淬火后应及时回火,以免惹起开裂,距离时间不应超越8h。


(2)铁素体型不锈钢

典型的铁素体型不锈钢有Cr17、Cr17T1、Cr25、Cr25T1、Cr28等。它们在激烈的氧化性介质中具有良好的抗腐蚀才能,这类钢能够抵御硝酸、热磷酸等激烈腐蚀性溶液的腐蚀。所以是应用于化工设备的优越资料之一。同时,因它们普通均具有良好的高温抗氧化性能,所以,也被用作耐高温资料。


这类钢的含碳量很低(≤0.15%),而含铬量很高(>17%),在加热和冷却过程中组织不发作变化,因而不能经过热处理来强化。


铁素体不锈钢的热处置比拟简单,普通在退火状态下运用。退火的目的是为了消弭加工应力和取得单一的铁素体组织,普通是加热至750~850℃停止退火处置。过高的加热温度将惹起晶粒长大,使钢变脆;并且长大的晶粒又不能用热处置办法加以细化,故加热温度应严厉控制。退火保温时间为1~2h,也可按资料厚度(1.5min/mm)计算。退火后空冷,或水冷。


应该留意,铁素体型不锈钢在400~425℃温度范围内停留会招致钢的脆化,通常称为“475℃脆性”关于产生的脆性,可经过加热到475℃以上保温后快冷的办法来消弭。


铁素体型不锈钢的缺陷是韧性低,脆性大。产生脆性的缘由有三个方面。


第一是晶粒粗大,铁素体型不锈钢在加热和冷却时不发作相变,粗大的铸态组织不能经过热处置来改动。


第二是475℃脆性,含Cr量大于15%的高铬铁素体不锈钢,在400~500℃温度范围内长时间停留或在此温度范围内缓冷时,会招致室温脆化,强度升高,塑性、韧性接近于零。由于475℃左右脆化现象最严重,故称475℃脆性。


第三是σ相脆性,含Cr量大于15%的高铬铁素体不锈钢在520~820℃温度范围内长时间加热时从δ-铁素体中析出的金属间化合物FeCr,叫σ相。σ相常常沿晶界散布,析出时还伴有体积变化,使脆性增大,也会惹起钢的晶间腐蚀,降低抗氧化性能。


(3)铬镍不锈钢(18-8型铬镍不锈钢)

18-8型铬镍不锈钢,属于单相奥氏体不锈钢,含碳量低于0.20%,而铬含量普通大于18%,而镍含量大于9%。其强度和硬度较低,塑性和韧性较好。用于制造耐酸、碱等溶液的零件,如化工容器、耐酸泵零件等。


18-8型不锈钢有1Cr18Ni9 Ti、1Cr18Ni9、2Cr18N19等。参加合金元素钛(Ti),能够有效地避免晶间腐蚀。其属于铬镍不锈钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性,并具有高的塑性和焊接性,但其切削加工性较差。在航空、造船、汽车、化工、医疗器械等工业中普遍地应用。并且由于这类钢元磁性,因而在仪器仪表工业中也得到普遍应用。


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