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                不銹鋼材料

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                什么是馬氏體不銹鋼 ?

                來源:至德鋼業 日期:2021-05-28 11:03:35 人氣:145

                 馬氏體不銹鋼是一類可以通過熱處理(淬火、回火)對其性能進行調整的不銹鋼,通俗地講,是一類可硬化的不銹鋼。這種特性決定了這類鋼必須具備兩個基本條件:一是在平衡相圖中必須有奧氏體相區存在,在該區域溫度范圍內進行長時間加熱,使碳化物固溶到鋼中之后,進行淬火形成馬氏體,也就是化學成分必須控制在Y或Y+α相區,二是要使合金形成耐腐蝕和氧化的鈍化膜,鉻含量必須在10.5%以上。按合金元素的差別,可分為馬氏體鉻不銹鋼和馬氏體鉻鎳不銹鋼。


                 馬氏體鉻不銹鋼的主要合金元素是鐵、鉻和碳。圖1-4是Fe-Cr系相圖富鐵部分,如鉻大于13%時,不存在Y相,此類合金為單相鐵素體合金,在任何熱處理制度下也不能產生馬氏體,為此必須在內Fe-Cr二元合金中加入奧氏體形成元素,以擴大Y相區,對于馬氏體鉻不銹鋼來說,碳、氮是有效元素,碳、氮元素添加使得合金允許更高的鉻含量。在馬氏體鉻不銹鋼中,除鉻外,碳是另一個最重要的必備元素,事實上,馬氏體鉻不銹耐熱鋼是一類鐵、鉻、碳三元合金。當然,還有其他元素,利用這些元素,可根據Schaeffler 圖確定大致的組織。


                圖 4.jpg


                 鉻是馬氏體鉻不銹鋼最重要的合金元素。鉻是鐵素體形成元素,足夠的鉻可使鋼變成單一的鐵素體不銹鋼,鉻和碳的相互作用使鋼在高溫時具有穩定的Y或Y+α相區;鉻可以降低奧氏體向鐵素體和碳化物的轉變速度,從而提高淬透性;在大氣硫化氫及氧化性酸介質中,它能提高鋼的耐蝕性能,這與鉻能促使生成一層鉻的氧化物保護膜有關,但在還原介質中,隨著鉻含量的提高,鋼的耐蝕性下降;鉻含量的提高,鋼的抗氧化性能也明顯提高。


                 碳是馬氏體鉻不銹鋼另一重要的合金元素。為了產生馬氏體相變,碳含量要視鋼中的鉻含量而定,一般充分考慮碳、鉻兩者相互關系及碳的溶解極限(見圖1-5)。在給定的鉻量下,碳含量提高,強度、硬度提高,塑性降低,耐蝕性下降。


                 鉬也是馬氏體鉻不銹鋼常加入的元素。鉬是鐵素體形成元素,除改善鋼的耐蝕性外,主要是提高鋼的強度和硬度以及增強二次硬化效應。


                 馬氏體鉻鎳不銹鋼是主要以鎳代碳而發展的,這樣鋼不僅強度高而且具有相當的韌性,因為鎳的加入可以使碳含量降得更低,而鉻含量提高,改善其耐蝕性能。如圖1-6,即使碳含量很低,單一的鐵素體組織也將消失,但鎳含量不能過高,否則由于鎳擴大Y相區和降低M。點溫度的雙重作用,將使鋼成為單相奧氏體不銹鋼,從而喪失淬火能力。


                圖 6.jpg


                 在馬氏體鉻鎳不銹鋼中,鉻和碳的作用與在馬氏體鉻不銹鋼中相似,這里不再多談。鎳除前面所提的優點外,還能提高鐵鉻合金的鈍化傾向,因此改善了鋼在還原性介質中的耐蝕性。




                本文標簽:馬氏體不銹鋼 

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