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1Cr18Ni12Mo3Ti,0Cr18Ni12Mo3Ti和00Cr19Ni13Mo3这四种含氮奥氏体不锈钢均是在其各自的不含氮钢种的基础上发展起来的。它们既保留了原来各相应不含氮钢种的耐蚀性特点,同时由于氮的强化作用提高了强度和加工硬化倾向,而塑性、韧性仍然维持很高的水平。另外,氮的加入也进一步改善在某些方面的耐蚀性,特别是耐点腐蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀性能。这些钢可用在各相应不含氮钢的应用场合,同时可承受更重的负荷,因而可减少材料消耗。从实用角度上讲,目前重要的是0Cr19Ni9N和00Cr17Ni13Mo2N两种。0Cr19Ni9N钢主要用于要求一定耐蚀性和较高强度或减轻重量的设备及构件,比如飞机和宇航器中的部件与装置,海水设备中泵、阀以及船舶的轴与推进器等。00Cr17Ni13Mo2N钢主要用于化工、化肥(特别是尿素生产)装置中的高压设备和管线,如合成塔、反应器和容器有关设备。
00Cr17Ti在800-860℃退火态(急冷)下,一般要求钢的бb≥44/MPa,δ5≥35% 。钢的冲击韧性一般虽不要求检验。但当采用标准或5mm厚V型缺口试样进行冲击试验时,其冲击值一般低于1×105J/m2。而当采用1-2mm薄板叠加成非标准试样(V型缺口)进行同样冲击试验时,则可获得满意的冲击韧性。 耐腐蚀性能 00Cr17Ti的耐蚀性基本上与前述0Cr17Ti相同或稍优。例如,在非常稀的盐酸中,00Cr17Ti的耐蚀临界浓度为0.1%,而0Cr17Ti为0.05% 。由于00Cr17Ti的耐蚀性不会低于0Cr17Ti,故在考虑00Cr17Ti的耐蚀性时可参阅0Cr17Ti的耐蚀性数据。试验指出,在很稀的(2%)沸腾甲酸中,00Cr17Ti的耐蚀性甚至优于1Cr18Ni9Ti[前者腐蚀速度为0.030g/(m2•h),而后者为0.533g/(m2•h)]。试验还表明,由于00Cr17Ti钢中碳、氮量较0Cr17Ti,1Cr17Ti为低,因而,其耐孔蚀和耐锈蚀的能力也较0Cr17Ti,1Cr17Ti有所提高。 冷、热加工和热处理工艺及焊接性能 此00Cr17Ti钢的冷、热加工性能和要求与0Cr17Ti钢相同。热处理工艺基本上也是退火后急冷(加热温度800-850℃)。由于碳、氮较低,故00Cr17Ti可焊接较好。00Cr17Ti的3mm板材采用与母材同成分的焊丝和18-8奥氏体不锈钢焊丝进行钨极氩弧焊,结果表明。焊缝弯曲180°均无裂纹;杯突试验当深度达10mm后才会出现裂纹;焊缝冲击值,采用与母材同成分焊丝焊接时仅10×5×105J/m2 ,而用18-8奥氏体钢焊丝时,则可达10×105J/m2以上。此时焊缝呈α+γ双相结构;只要00Cr17Ti钢中含有足够的Ti,焊后不会有晶间腐蚀倾向,同时,焊后晶界上也不会在盐雾试验中出现锈蚀。
常见不锈钢的特性和用途 301 经加工有高的强度,用于铁道车辆、传送带螺栓、螺母,与304相比,Cr、Ni含量较少,冷加工时抗拉强度和硬度增高,无磁性,但冷加工后有磁性。 列车、航空器、传送带、车辆、弹簧、筛网。 304 作为一种用途广泛的钢,具有良好的耐腐蚀性、耐热性,低温强度和机械特性;冲压、弯曲等加工性能好,无热处理硬化现象(无磁性,使用温度-196℃-800℃)。 家庭用品,汽车配件,医疗器具,建材、化学食品工业,农业,船舶部件。 304L 作为低C的304钢,在一般状态下,其耐蚀性与304钢相似,但在焊接后或者消除应力后,其抗晶间腐蚀能力优秀;在未进行热处理情况下,亦能保持良好的耐蚀性,使用温度-196℃-800℃。 应用于抗晶间腐蚀性要求高的化学、煤碳、石油产业的野外露天机器,建材耐热零件及热处理有困难的零件。 321 在304钢中添加Ti元素来防止晶间腐蚀;适用于在430℃-900℃温度下使用。 使用广泛,适用于化工、原子能工业、汽车配件等。 316 因添加Mo,故其耐腐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好,可在苛酷的条件下使用,加工硬化性优(无磁性)海水里使用设备、化学染料、造纸、草酸、肥料等生产设备;照像、食品工业、沿海地区设备,绳索等 316L 作为316的低C系列,除与316钢相同的特性外,其抗晶间腐蚀性优。316钢的用途中,对抗晶间腐蚀性有特别的要求的产品 309S耐腐蚀性能要比304好的多,但实际上多作为耐热钢使用。 310S不锈钢板抗氧化性比309S好,但实际上多作为耐热钢使用。
不锈钢板的耐蚀性能 腐蚀的种类和定义 一种不锈钢可在许多介质中具有良好的耐蚀性,但在另外某种介质中,却可能因化学稳定性低而发生腐蚀。所以说,一种不锈钢不可能对所有介质都耐蚀。在众多的工业用途中,不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看,除机械失效外,不锈钢的腐蚀主要表现在:不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀(亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀)。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上,很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。 金属的腐蚀,按机理可分为特理腐蚀、化学腐蚀与电化学腐蚀三种。生活实际、工程实际中的金属腐蚀,绝大多数都属于电化学腐蚀。 不锈钢应力腐蚀开裂(SCC):是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力(不论是残余应力还是外加应力,或者两者兼而有之)和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上,穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹,而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹,当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时(此处,承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的裂纹(在韧性材料中,通常是通过显微缺陷的聚合)而断开。因此,由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面,将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。