
馬氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼是(shi)(shi)一類(lei)(lei)可(ke)通過熱處理(li)(淬火回(hui)火)對(dui)其(qi)性(xing)(xing)能(neng)進行調整的不(bu)(bu)銹鋼,通俗地講是(shi)(shi)一類(lei)(lei)可(ke)硬化(hua)的不(bu)(bu)銹鋼,此(ci)類(lei)(lei)鋼具(ju)(ju)有高的硬度、良好的力(li)學性(xing)(xing)能(neng)和不(bu)(bu)銹性(xing)(xing),這些特性(xing)(xing)決(jue)定了此(ci)類(lei)(lei)鋼必須具(ju)(ju)備兩個基(ji)本(ben)條件:其(qi)一,在(zai)(zai)平衡相圖中(zhong)必須有奧氏(shi)體相區存在(zai)(zai);其(qi)二,為使(shi)鋼形成(cheng)耐(nai)腐蝕的鈍化(hua)膜,鉻含量(liang)必須在(zai)(zai)10.5%以(yi)上。馬氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼在(zai)(zai)淬火狀態下(xia)具(ju)(ju)有體心四方晶體結(jie)構(gou)(馬氏(shi)體),具(ju)(ju)有鐵磁性(xing)(xing),在(zai)(zai)較弱腐蝕環境(jing)中(zhong)具(ju)(ju)有耐(nai)蝕性(xing)(xing)。鋼中(zhong)的鉻含量(liang)可(ke)達18%,碳可(ke)以(yi)超過1.2%。
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼是馬氏體不銹鋼,它是國際上通用的牌號,美國稱AISI410,法國RCC-M為Z10C-13、Z12C-13、日本稱SUS410、德國DIN標準中稱作X15Cr13。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼屬于半馬氏體型不(bu)銹鋼,經淬火的組織除馬氏體外,尚存在鐵素組織。經淬火和回火處理的1Cr13、12Cr13、410不銹鋼具有較高的強度、韌性,較好的耐蝕性和冷變形能力,具有良好的減振性能。通常該鋼在淬火和回火狀態下使用,回火為高溫回火和低溫回火,應避免在370~560℃的溫度回火,以確保鋼的良好性能。低溫回火可消除淬火過程中形成的內應力,高溫回火在保證其良好耐蝕性同時,可獲得優良的綜合力學性能。1Cr13、12Cr13主要用于對韌性要求較高和具有不銹性的受沖擊載荷的部件,如葉片、水壓機閥、緊固件、熱裂解抗硫腐蝕設備等,亦可制作在常溫條件耐弱腐蝕介質腐蝕的設備和部件。在反應堆中主要用于2、3級輔助泵傳動軸、蒸發器支撐件、控制棒驅動機構等。
一、化學成分
1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹鋼的(de)化學成(cheng)分列于表3-1,反應堆用的(de)1Cr13、12Cr13 不(bu)銹鋼的(de)特殊規定(ding)也一并列入(ru)此表。

二(er)、室溫力(li)學性能
不(bu)同標準對1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼的(de)室溫(wen)力學性能(neng)的(de)規定值(zhi)見(jian)表(biao)3-2。實測數據見(jian)表(biao)3-3。奧氏體(ti)化溫(wen)度(du)和回火(huo)溫(wen)度(du)對1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼室溫(wen)力學性能(neng)的(de)影響見(jian)圖3-2。熱處(chu)理(li)工藝制度(du)對不(bu)同溫(wen)度(du)下(1Cr13)410不(bu)銹(xiu)鋼沖擊值(zhi)的(de)影響見(jian)表(biao)3-4。



三、疲勞和(he)斷裂
1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹鋼的室溫疲勞(lao)極限見表(biao)3-5,在指(zhi)定存活率下的N-S曲(qu)線見圖3-3。試(shi)驗(yan)用(yong)鋼化(hua)學成(cheng)分(fen)為0.11C-0.29Mn-0.025P-0.009S-0.25Si-12.78Cr-0.14Ni。試(shi)樣的熱處理(li)工藝(yi)為:1050℃油(you)淬,720℃×2h空冷回(hui)水。

1Cr13、12Cr13、410不銹鋼在NaCl中的疲(pi)勞(lao)(lao)行為見(jian)圖3-4。顯然環境的變化對其疲(pi)勞(lao)(lao)壽命產(chan)生較大影(ying)響(xiang)。隨著 NaCl濃(nong)度(du)增加,(1Cr13)410不銹鋼的疲(pi)勞(lao)(lao)壽命縮短,見(jian)圖3-5。

四、高溫瞬(shun)力學(xue)性能(neng)
不(bu)同(tong)熱處理條件下的(de)(de)高溫(wen)瞬時(shi)力學性能(neng)見表(biao)3-6。隨回火溫(wen)度(du)的(de)(de)提(ti)高×強(qiang)度(du)下降而(er)塑韌性明顯提(ti)高,詳見表(biao)3-7。



五、持久和蠕變性(xing)能(neng)
數據見表(biao)3-8和(he)表(biao)3-9。最(zui)小(xiao)蠕(ru)變速度和(he)應力關系曲線見圖(tu)3-6。

表(biao)3-8 1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹鋼的(de)持(chi)久強度(1030~1050℃油(you)淬,750℃回(hui)火空冷)
六(liu)、高溫度(du)疲勞和介質條(tiao)件的影(ying)響
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的高(gao)溫疲勞數(shu)據和(he)介質條件對其高(gao)溫疲勞性能的影響見(jian)表3-10和(he)表3-11。

七、抗氧化和耐蝕性
1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼出現強(qiang)烈(lie)氧(yang)化(hua)開始(shi)溫度為750℃。抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)能見(jian)表3-12。1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼具有不(bu)銹(xiu)性(xing),在(zai)室溫稀硝酸(suan)及弱(ruo)有機(ji)酸(suan)中也有一定耐蝕性(xing),在(zai)某(mou)些介質中的(de)耐蝕性(xing)見(jian)表3-13。在(zai)反應堆環境(jing)中的(de)腐(fu)蝕見(jian)表3-14至表3-17。



八、熱處理及組織結(jie)構
臨界(jie)點(近似值):℃

等溫轉變曲線(xian):0.10C-12.4 Cr的1Cr13鋼,奧(ao)氏(shi)體化溫度(du)為980℃的等溫轉變曲線(xian)見(jian)圖3-7。

熱處理(li)工藝:(1Cr13)410不銹鋼(gang)的熱處理(li)工藝如(ru)下。

冶金廠(chang)通常以退火狀態交貨,以便(bian)最終(zhong)用戶加工制(zhi)造。在(zai)制(zhi)造廠(chang)的(de)最終(zhong)熱處(chu)理為淬火并高(gao)溫回(hui)(hui)火,其組(zu)織為回(hui)(hui)火索氏體和少(shao)量鐵素體。回(hui)(hui)火溫度(du)的(de)選擇(ze)視其使用要(yao)求(qiu)而(er)定,可參閱圖(tu)3-2。
九、工(gong)藝性能
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)的(de)(de)冷(leng)塑性(xing)及(ji)深(shen)沖(chong)(chong)性(xing)、拋光性(xing)和切削加工性(xing)能(neng)(neng)(neng)良好(hao)(hao),板材(cai)的(de)(de)深(shen)沖(chong)(chong)度(du)(du)(du)與其厚度(du)(du)(du)有關,板材(cai)愈厚深(shen)沖(chong)(chong)度(du)(du)(du)愈高。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)的(de)(de)熱加工溫度(du)(du)(du)以850~1200℃為(wei)(wei)宜(yi),隨后需灰冷(leng)或砂冷(leng)。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼(gang)具有良好(hao)(hao)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)性(xing)能(neng)(neng)(neng),其焊(han)(han)(han)(han)接(jie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)與0Cr13相近,可(ke)采(cai)用0Cr13或奧107、奧207的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)條焊(han)(han)(han)(han)接(jie),為(wei)(wei)防(fang)止焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)冷(leng)裂紋,焊(han)(han)(han)(han)前應該(gai)預(yu)(yu)熱,預(yu)(yu)熱溫度(du)(du)(du)為(wei)(wei)200~300℃,焊(han)(han)(han)(han)后經700~750℃熱處(chu)理(li)(li)可(ke)獲得良好(hao)(hao)的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng),選用奧氏(shi)體焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)焊(han)(han)(han)(han)接(jie),焊(han)(han)(han)(han)后可(ke)不進行熱處(chu)理(li)(li)。應該(gai)強調的(de)(de)是,當焊(han)(han)(han)(han)后焊(han)(han)(han)(han)縫需進行機械加工時應進行退火(huo)處(chu)理(li)(li)。
十(shi)、物理性能
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的物理性能見表3-18。

十一、應用
1Cr13、12Cr13、410不(bu)銹(xiu)鋼主要用作抗弱腐蝕介質,并要求具有較高韌性及受(shou)沖擊負荷的零部件,如汽輪(lun)機(ji)葉片、水壓機(ji)閥、結構(gou)架、螺栓、螺帽等(deng)。在反應堆環境中,主要用于(yu)2、3級輔助泵傳動(dong)軸、蒸發器支承件、控制棒(bang)驅動(dong)機(ji)構(gou)等(deng)。
