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不锈钢的锻造加工温度范围为1170-1205℃,在1040℃以下应具有>50%的变形量,以得到细化的晶粒。在时效前应进行固溶退火。加热炉气氛应不引起脱碳或渗碳。钢可以在A状态或任何时效条件下焊接,不需预热。通常以TIG工艺为 ,对于<6mm的薄截面材料,焊后不必进行固溶退火处理可进行时效处理。对于厚截面材料,在需要多道次焊接的条件下,在时效之前应该进行焊后固溶退火处理。 此钢进行固溶热处理的目的是使钢中全部奥氏体转变成马氏体,固溶处理工艺为927℃×(15-30min),空冷至16℃。时效处理温度为510-620℃,时效时间少应为4h,然后空冷到室温。540℃时效可以获得强度、韧性和耐应力腐蚀性能的 配合。为了便于大变形量冷成型和提供 机械加工性能,推荐采用过时效处理,即加热760℃,保温2h空冷,然后再加热到620℃,时效4h空冷,此状态称H1150-M。
高硅含量使00Cr18Ni15Si4钢对浓硝酸和含氧化剂的硝酸有非常出色的耐蚀性。而且硝酸浓度愈高(尤其是超过80%以后),其他不锈钢越不耐蚀时,该钢种越显示出极低的腐蚀率。图4-15是在沸腾浓硝酸中该钢种与0Cr18Ni9钢耐蚀性的对比。浓度超过90%的沸腾硝酸中,00Cr18Ni15Si4钢的腐蚀率低于0.02mm/a,而0Cr18Ni9钢的腐蚀率则在1.5mm/a以上。 该钢种由于碳含量极低,即使在敏化状态下耐晶间腐蚀性能也很好。休氏法晶间腐蚀实验(65%HNO3,沸腾,10×48h)的腐蚀率仅为0.6g/(m2.h)。 00Cr18Ni15Si4钢可进行锻造和热轧。热加工加热温度为1080-1140℃(钢锭加热控制在1120℃以下),停锻温度为900℃。加热炉气氛要保持为弱氧化性,以防止锻件增碳。工件加热要均匀、烧透,避免火焰直接喷射和局部过热,由于再结晶速度较慢(特别是当温度较低时),要注意及时回炉加热。 冷加工成形也容易进行,但由于加工硬化较快及变形量较大时容易变脆,要及时进行中间软化退火。冷弯时弯曲半径不宜太小。 该钢种正确的热处理制度为1100-1140℃加热后水冷(固溶处理),加热炉气氛应为弱氧化性。热加工、冷加工和焊后都要进行固溶处理。要注意固溶处理温度不能过低,否则耐蚀性和力学性能(塑性和韧性)都会受影响。在敏化温度区间(500-950℃)不宜较长时间受热或缓慢冷却通过。 该钢种可使用包剂焊条进行手工电弧焊或惰性气体保护焊。但应采用和低热输入、低电流和小直径焊条,层间温度也应较低。焊接材料成分应与母材基本相同,焊缝中的δ-铁素体量不得超过10%。
不锈钢的分类、主要成分及性能比较 分类大概成分(%)淬火性耐蚀性加工性可焊接性磁性C Cr Ni 铁素体系 0.35以下 16-27 - 无佳尚佳尚可有 马氏体系 1.20以下 11-15 - 自硬性可可不可有 奥氏体系 0.25以下 16以上 7以上无优优优无 以上分类仅是按钢的基体组织分的,由于稳定奥氏体及形成铁素体的元素的作用不能互相平衡,以及由于大量的铬使平衡图S点左移,工业中应用的不锈钢的组织除了上面讲的三种基本类型以外,还有马氏体—铁素体,奥氏体-铁素体,奥氏体-马氏体等过渡型的复相不锈钢,以及具有马氏体-碳化物组织的不锈钢。 工业上应用的不锈钢按金相组织可分为三大类:铁素体不锈钢,马氏体不锈钢,奥氏体不锈钢板。可以把这三类不锈钢的特点归纳(如下表),但需要说明的是马氏体不锈钢并不是都不可焊接,只是受某些条件的限制,如焊前应预热焊后应作高温回火等,而使焊接工艺比较复杂。实际生产中一些马氏体不锈钢如1Cr13,2Cr13以及2Cr13与45钢焊接还是比较多的。