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18-8铬镍奥氏体碳板加工的化学成分
 
产品名称:18-8铬镍奥氏体碳板加工的化学成分

产品编号:233336-837

产品型号:18-8铬镍奥氏体碳板加工的化学成分

市场价格:0元/件

批发价格:0元/件

更新时间:2014.07.15

出品单位:45钢_S45C_碳钢板_碳板切割_碳板零割_碳板加工_模具钢零割★无锡佳商特★


   产品详细介绍
18-8铬镍奥氏体碳板加工的化学成分

18-8铬镍奥氏体碳板加工的化学成分

下一个钢板切割工件:化学成分对Cr17Ni2碳板切割组织的影响

I..18-8铬镍奥氏体碳板加工的化学成分 在我国冶金工业部标准YBlO59中,属f188型铬镍奥氏体耐酸不锈碳板加工有四个碳板加工号,即0Crl8Ni9、lCrl8Ni9、2Crl8Ni9和lCrl8Ni9Tl。前三种在成分匕主要差别在于含碳M的高低不同,后一种碳板加工是在ICr18NW碳板加工的基础K,添加了稳定碳化物元素钦。这四个碳板加工号以lCr!8Ni9与lCrl8Ni9Ti两种应用最为广泛,它们可以加工成各种型材、板材、管材与线材。lCrl8Ni9Ti碳板加工也广泛用作耐酸铸件。表5-1为和我国碳板加工号成分相近的一些国家的18-8型铬镍奥氏体耐酸不锈碳板加工的碳板加工号与主要化学成分对照。表5-2为我们使用的lCrl8Ni9Ti铸碳板加工的化学成分与机械性能。由于铸碳板加工生产的特殊性,ZGlCrl8NWTi碳板加工与变形的l&18Ni9Ti碳板加工的成分有些不同。 除了简单的及加钛的188型铬镍奥氏体不锈碳板加工以外,还有添加铌、钼、钨、硫、硒等化学元素者。 加铌的目的与加钦一样是为了防止晶间腐蚀,但由于铌的稀缺而应用不及钦广泛,但铌与氧的亲和力小,故主要用于生产焊条,防止焊缝近缝区的晶间腐蚀,但铌也为焊接工作带来一些困难,一般认为铌是焊缝形成热裂纹的激发剂。 加2—4%的钼可提高18-8碳板加工在硫酸及氣化物中的耐腐蚀性能,但由于钼形成铁素体的作用,加钼后为使碳板加工保持纯奥氏体的组织,需要相应地提高碳板加工的含镍量至12%。这类碳板加工习惯上仍称为188Mo碳板加工。 加铸是为了提高18-8碳板加工的强度,但这种影响在含碳较低的碳板加工中表现得较弱。如含碳0.02%时,加鹤仅使碳板加工的屈服强度由18公斤/毫米2提高至25公斤/奄米2;含0.27%C、18.5%Cr,8%Ni,及4%W的碳板加工,屈服强度可提高至45公斤/毫米2,抗拉强度为85公斤/«米2⑶。但含钨的18-8铬镍碳板加工作耐酸不锈碳板加工使用的极少。 加硫和硒是为了改善碳板加工的切削加工性能,但这种改善是在牺牲一部分耐腐蚀性能的情况下取得的,故应用也不多。 此外,值得一提的楚氣对18-8碳板加工的作用,在含碳较高的情况下,氮对18-8碳板加工强度提高的作用很大(表5-3)。但在含钛的碳板加工中,氮的这种祚用几乎消失(表5-4),这是因为氮与 表5-3氮对18-8碳板加工机械性能的影响M 成分(%) 机械 性能 C N2 Os ab 0.02 0.04 18.0 60.I 0.02 0.14 30.0 67.7 0.065 0.075 25.5 64.0 0.060 0.210 37.0 74.5 0.20 0.04 31.0 72.0 0.20 0.20 43.5 83.0 成分(%) 机械 性能 C N2 Ti °b 0.065 0.075- 0 25.5 64.0 0.060 0.210 0 37.0 74.5 0.070 0.170 0.6 20-0 56.9 钛或碳形成碳化物(TiQ、氮化物(TiN)及氰化物(TUCN)),从而使氮和碳对碳板加工的强化作用消失。 在18-8碳板加工中,氮和碳的作用实际上并不在于形成奥氏体,而是它阻止奥氏体向铁素体转变。当碳板加工中无碳和氮时,甚至可使188碳板加工的奥氏体失去稳定性而变成铁素体。如曾有人以真空冶炼得到成分为:0.007%C、l7.52%Cr、8.25%Ni、0.001%N2、0.062%Qi的18-8碳板加工,水淬后的组织为a铁素体,这种铁素体的18-8碳板加工具有磁性,屈服强度比奥氏体的18-8碳板加工高1.5倍,耐腐蚀性能方面,除点腐蚀的倾向较大外,与奥氏体18-8碳板加工基本相同〔3〕。 在上面提到的加入剂中,以钛、铌、钼加入188铬镍不锈碳板加工中应用最多,并且都是为了改进碳板加工的耐腐蚀性能方面。 2. 1&名铬镜奥氏体碳板加工的热处理 188铬镍奥氏休不锈碳板加工的热处理通常有三种形式:除应力处理,固溶处理,稳定化处裡。 (I)除应力处理 除应力处理使用于方面。一是在于消除碳板加工冷加工后的内应力,使碳板加工在延伸率无显著的变化下,屈服强度、疲劳强度有很大的提高。这种除应力可在较低的温度下进行,一 般是250〜425°C,有的资料介绍常用的工艺是300〜350°C,保温I〜2小时空气中冷却〔3〗也有的资料推荐的工艺是200〜250°C保温8小时退火〔3«。对于不含钛或铌的18-8碳板加工,以及虽含有钛或铌而未进行稳定化处理的碳板加工,除应力处理的温度应不超过450°C,以免因析出碳化铬造成固溶体贫铬而使碳板加工对晶间腐蚀敏感。 除应力处理的另一方面的用途是为了消除碳板加工经冷加工后对应力腐蚀的敏感性及消除焊接件的内应力。为了上述目的需要在较高的温度下进行,一般要在800°C以上。对于不含稳定碳化物元素的18-8碳板加工,加热后应快速冷却,以使迅速通过析出碳化铬的温度区间,防止品间腐蚀,含有稳定碳化物元素的碳板加工,这一处理常与稳定化处理合并进行。资料〔12〕推荐的焊后除应力处理的工艺如下:稳定化(指加钛或铌的)的碳板加工950°C空气冷却;非稳定化(指不加钦或铌的)碳板加工950°C水冷至540°C再空气冷却。 (2)固溶处理 将I七8碳板加工加热至1000〜IIOCfC快速冷却,可以得到均一的奥氏体组织(图5-1),这种处理叫做固溶处理,因经此种处理的18-8碳板加工硬度最低,因而也是最大程度的软化处理。 固溶处理的温度与碳板加工的含碳量有关,例如0Crl8Ni9碳板加工为1050〜1080°C,2Crl8Ni9碳板加工为1100~1150°C,提高温度是为了使含碳较高的188碳板加工中的碳化物,在加热时溶解得更充分一些。 18 8碳板加工固瑢处理的温度+宜过高,以免因温度过高使碳板加工中析出铁素体(图5-2)和引起碳板加工的晶粒粗化。虽然粗晶粒的18~8碳板加工,不会像高铬铁素体碳板加工那样使机械性能受到很大影响(表5-5),但它与高铬铁素体碳板加工一样,因为无多型转变而 18-8碳板加工固溶处理后的强度因碳板加工中含碳量而不同(见表1-4)。但总的说来这类碳板加工经固溶处埋后的强度都较低。 固溶处理以后的18-8碳板加工具有很高的耐腐蚀性能,这是因为在高温加热下,大部分的碳化铬均被溶解了,奥氏体中饱和了大量的碳与铬,并为随后的迅速冷却而固定下来。但由于碳在碳板加工中的溶解度随温度降低而减少(见图卜8),如把固溶处理后的18-8碳板加工再经450〜800°C加热,碳即从过饱和的固溶体中以碳化铬的形式析出,形成贫铬区使碳板加工出现晶间腐蚀敏感性。 以钛或铌稳定的188碳板加工自高温缓慢冷却,组织中会出现 少量的铁素体。在铸态的这类碳板加工中,铁素体更是不可避免地存在(图5-3),我们曾统计了12外熔炼炉次的ZGlCrl8Ni9Ti碳板加工中的铁素体含最,一般在3~17%之间变化,以3〜10%居多,占总数的93.5%,这与有些资料⑴价绍的18-8+Ti碳板加工铸态组织中保存有10%以内的cT铁素体是一致的。以铌稳定的1812锻碳板加工,由于含镍较高,组织中一般无cT铗素体;但在铸件中,当镍稍低于12%,铬与硅在上限时,也可出现卜2%的cT铁素体〔11〕。上述铁素体的出现,除了因为钛和铌两元素是形成铁素体的元素以外,更与铸件的成分偏析有关,即碳板加工在凝固结晶时,局部地区因偏析而聚积了较多的形成铁素体的元素。 188碳板加工中的铁素休对碳板加工的性能的影响也是一分为二的,归纳起来它们从三个方面对丨8~8碳板加工发生影响,而比较大的是反映在工艺性能方面。 从机械性能方面来看188碳板加工中的rf铁素体,它表现出好 图5-3ZGlCrl8Ni9Ti碳板加工金相组织250X 的一面,即具有奥氏体+d铁素体组织的碳板加工,屈服强度比单一奥氏体组织的碳板加工要高。■ 从对耐腐蚀性能方面看,18-8碳板加工中的铁素体,它的作用是有利也有弊。优点是复相碳板加工对晶间腐蚀的敏感性比较低(对此我们在以后还要讨论);缺点是由于铁素体与奥氏体的电极电位不同,复相碳板加工的点腐蚀倾向比较大 从工艺性能方面看,铁素体的影响要复杂一些。在铸造方面,由于铁素体的存在可获得比较致密的铸件。在热机械加工方面,S铁素体起着不利的作用,因为铁素体与奥氏体的再结晶速度不同,锻造与轧制时易形成裂纹,甚至使在连续轧机上生产薄板及穿管难以进行,因此要对铁素体的量加以严格限制。18-8碳板加工中的铁素体对焊接性能产生有利的影响,因为它的存在使碳板加工在焊接时形成热裂纹的倾向降低,—般希望焊缝中有不少于3%的铁素体,所以在一些国家都通过改变焊条的化学成分,增加形成铁素体的元素,以使向焊缝中过渡,获得奥氏体-铁素体复相组织的焊缝。焊缝中t的铁素体除了有上述作用外,对降低焊接接头的晶间腐蚀敏感性也有好处,但它也可引起焊缝的因〃相造成的脆性。 在卨温下长期工作的188碳板加工,一般都不希望有过多的J铁素体,因为长期加热后,铁素体转变为〃相而使碳板加工变脆和降低热强性。 此外,由于铁素体的存在使18~8碳板加工表现弱磁性,在一般使用情况下这种影响不大,但作为特殊用途(如电机方面)时,有时需加以考虑。 (3)稳定化处理稳定化处理仅指以钛、铌等元素稳定化的碳板加工讲的。前已述及,18-8碳板加工加钛与铌是为了防止晶间腐蚀,但它们的作用 必须经过稳定化处理才能保证。文献〔9〕列出了许多188+Ti的碳板加工,未经稳定处理而在应用中腐蚀破坏的事例,并指出以钛稳定的188碳板加工,即使吾》12.5,如不经稳定化处理(850〜870°C)也不能保证长期加热后无晶间腐蚀。. 为了说明稳定化处理的影响,我们先比较一下表5-7中几种成分的碳板加工的腐蚀试验表现,这些都是我们在实际生产中遇到的。从表57的对比可知,这几炉碳板加工的含钛量尽管都符5¾¾¾,但不M稳定化处样不能有效地抵抗晶间*蚀。 表5-7稳定化处理对ZGlOl8Ni9Ti碳板加工晶间腐蚀的影响 成分(%) 固溶+650UC2 固溶+稳定化+ C Ti Ti/C-0.02 小时, B法试验 650°C2小时占法试验 0.08 0.33 5.5 腐 蚀 ’不 腐 蚀 0.07 0.31 6.I 腐 蚀 不 腐 蚀 0.07 0.37 .7.4 腐 蚀 不. 腐 蚀 0.0« 0.52 8.6 腐 蚀 不 腐 蚀 0.08 0.64 10.6 腐 蚀 不 腐 蚀 上述对比使我们初步了解到稳定化处理的重要性,现在我们进一步讨论一下稳定化处理的机理,这可以从以下两方_面得到说明: I)以含0.1%(:、18%0\8%斯和0.5%1^的碳板加工为例,' 每1000个原子中含有:5个碳原了‘,6个钛原子,75个镍原I子,190个铬原子和724个铁原子。当形成TiC时,I=I;形成Cr23Q时,|=3.8。而碳板加工中的钛原子与铬原子的比这样形成Cr23Q与TiC的机会就是8:I。也就是说在上述成分的碳板加工中,形成Cr23G的机率#比形成TiC大 8倍⑴。 2)钛加入188碳板加工中虽可形成TiC,但当在1050°C以上对碳板加工进行固溶处理时,Cr23Q被溶解的同时,大部分TiC也被溶解了。奥氏体饱和了大量的碳,在以后的450〜800°C区间加热时,由于钛的原子半径(I.46人)大于铬的原子半径(1.28A),钛的扩散比铬困难,形成Cr23Ci比TiC容易,所以形成的碳化物仍以Cr23Q为主〔38〕。用铌稳定化的碳板加工也是如此,只不过碳化铌在固溶处理加热时溶解得比碳化钛少一些而已。 由以上讨论可见,问题不只在于把钛和铌加入188碳板加工,更重要的是要使碳板加工中的Cr23C或NbC转变。使加钛或银的188碳板加工中的Cr23C6向TiC或NbC转变的重要条件就是温度,即要使碳板加工经受高于Cr23C6的溶解温度,而低于TiC或NbC溶解的温度加热才能促成这一转13 变的实现,这个温度一般在SOO0C以上。有的资料报导, 经稳定化处理的188+Ti碳板加工作碳化物成分分析,碳化物沉淀中的含钛量比淬火状态升卨25〜30%〔9〕。 稳定化处理的温度必须合理选择,才能获得最佳的稳定效果u以钦稳矩的18~8碳板加工为例,从图54可知,当零件的使用温度为Ti时,稳 定化处理的温度应不高于图5_4稳定化处理温度选择示意图T2,如在T2'温度处理,然后I-Tic浴解度,卜o23c,溶解度 在T1温度使用,则固溶体中尚有的碳,在随后的工作温度下仍以Cr23C6的形式出现,这样当零件处在强烈的腐蚀介质中工作时,仍有可能产生轻度的晶间腐蚀。 具体的稳定化处理工艺因碳板加工的成分而异。总的趋向是采用较低的温度与较长的保温时间,目的也正如图5-4所示的,不致使一部分碳化钦也溶解,以致使奥氏体中过饱和的少量碳,在以后零件的工作温度下,再以碳化铬的形式析出。 早期的稳定化处理温度有推荐为950°C〔4〕〔37〕;也有建议对以钛稳定的碳板加工采用850〜900°C保温2小时,以铌稳定的碳板加工碳板加工以同样温度保温4小时〔37〕;近期则有采用850~870°C保温5小时;有的资料介绍850°保温2小时空冷,可使l&18Ni9Ti碳板加工焊缝在450〜550°C保持1500小时,具有抗晶间腐蚀的能力〔10〕;我们目前采用的工艺为860~880°C保温6小时,于空气中冷却或缓冷〔25〕。 有人在讨论淬火温度对加钛的18-8碳板加工晶间腐蚀敏感性的影响时,根据980°C与1080°C淬火比较,提出980°C以下淬火者可不进稳定化处理,1080°C淬火则需进行稳定化处理理〔9)。这个建、议中的980°C以下淬火,实际上本身就包括了稳定化处理这一转变过程。不过,98(TC作为淬火温度是偏低了。 或许有人会提出这样的问题,在实际生产中有的经固溶处理后不作稳定化处理的ICrl8Ni9Ti碳板加工,在试验室里以YB44-64B法作晶间腐蚀试验,同样未发现晶间腐蚀,为什么一定要再进行稳定化处理呢?这是一个比较带普遍性的问题,对此,我们将在本章的第5节再作进一步讨论。

 
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