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,稱為鐵素體不銹鋼



  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



  鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)管在(zai)具有(you)強(qiang)烈(lie)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)介質(zhi)中(zhong)具有(you)良好的(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)和(he)抗氧化性(xing)(xing)(xing),這類鋼(gang)可以抵抗硝酸、熱(re)磷(lin)酸與亞氯酸等強(qiang)烈(lie)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)溶液的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。而(er)且耐(nai)(nai)氯化物應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)、耐(nai)(nai)縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)等局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)優(you)良。鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)含微量氯離子(zi)和(he)氧的(de)熱(re)水和(he)高溫(wen)水的(de)介質(zhi)中(zhong),以及在(zai)苛性(xing)(xing)(xing)鈉的(de)溶液中(zhong),也(ye)表現出優(you)異的(de)耐(nai)(nai)應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂性(xing)(xing)(xing)能(neng)。隨著鉻含量的(de)增加(jia),其耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)也(ye)增加(jia)。



  與用量最大的鉻鎳奧氏體(ti)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(ti)不(bu)銹鋼(gang)的鑄(zhu)造(zao)性(xing)能較差,鑄(zhu)造(zao)收(shou)縮率一般(ban)為1.4%~1.6%,鑄(zhu)造(zao)時晶(jing)粒粗大。鉻(ge)含量很高的鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang),如2GCr28鋼(gang)鑄(zhu)造(zao)時,鑄(zhu)件的熱裂傾向(xiang)性(xing)大。



  鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)鍛(duan)(duan)(duan)造(zao)性(xing)能較好。與奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼相比,鐵素體(ti)鋼的(de)再(zai)結(jie)晶速度(du)(du)(du)較高(gao),再(zai)結(jie)晶溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)較低,因(yin)此在塑性(xing)變形(xing)(xing)過程(cheng)中晶粒(li)長大(da)的(de)傾向較大(da);鍛(duan)(duan)(duan)造(zao)的(de)上(shang)限溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)應(ying)(ying)嚴(yan)格限制,一般鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)始(shi)鍛(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)1040~1120℃。為(wei)(wei)了獲(huo)得(de)細晶粒(li)組織和(he)防止脆性(xing),應(ying)(ying)恰(qia)當(dang)地控制變形(xing)(xing)量(liang)和(he)終(zhong)鍛(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du),細化晶粒(li)所必須的(de)最(zui)(zui)小變形(xing)(xing)量(liang)隨溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)而(er)定(ding),700℃時約(yue)為(wei)(wei)5%,800~900℃時約(yue)為(wei)(wei)10%~15%,最(zui)(zui)后一次鍛(duan)(duan)(duan)打(da)的(de)壓縮(suo)量(liang)不(bu)(bu)(bu)應(ying)(ying)低于12%~20%,而(er)終(zhong)鍛(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)不(bu)(bu)(bu)高(gao)于800℃。為(wei)(wei)了避免因(yin)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)過低而(er)產生冷(leng)作硬化,終(zhong)鍛(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)不(bu)(bu)(bu)應(ying)(ying)低于705℃。某廠制訂的(de)鍛(duan)(duan)(duan)造(zao)工藝(yi)的(de)終(zhong)鍛(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)705~790℃,作者認(ren)為(wei)(wei)還(huan)是比較合(he)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。



  鐵素體不銹鋼管(guan)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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