在鉻系馬氏體不銹鋼中加入鎳、鉬降低碳含量,成為含鎳、鉬的馬氏體不銹鋼。這種鋼在不同溫度下產生不同數量的逆變奧氏體,但均能保持鉻系馬氏體的強度和硬度,同時又提高鋼的塑韌性,特別是其焊接性得到了根本改善。表2-8是低碳鉻鎳系馬氏體不銹鋼的化學成分。這類馬氏體不銹鋼除具有一定的耐蝕性外,還具有良好的抗汽蝕、耐磨損性能,在水輪機、大型水泵及核電站、油汽輸送管道中獲得廣泛使用。
鉻鎳(nie)系(xi)馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)因焊接性(xing)(xing)良好,通常均采(cai)用同質焊材(cai)(cai),不需(xu)要預熱(re)或僅需(xu)要低溫(150℃以下)預熱(re),但需(xu)進(jin)行(xing)焊后熱(re)處理(li)以保(bao)證(zheng)焊縫及熱(re)影響區逆變(bian)奧氏(shi)體(ti),恢復其(qi)塑韌性(xing)(xing)。鉻鎳(nie)系(xi)馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊接材(cai)(cai)料見表(biao)2-8。
表2-9、表2-10是我國研制成功并在工程上(shang)使用的(de)兩種低碳(tan)含鎳、鉬的(de)馬氏體不銹鋼及其力學性能。
通過模擬(ni)焊(han)接(jie)熱(re)循環試驗(yan)研(yan)究了含Ni、Mo低(di)碳馬氏體鋼的(de)(de)淬硬(ying)傾向。圖2-12是(shi)0Cr13Ni4Mo鋼熱(re)模擬(ni)試驗(yan)曲(qu)線(xian)。圖2-13是(shi)用熱(re)模擬(ni)試樣加工成沖擊試樣的(de)(de)試驗(yan)結果。由(you)曲(qu)線(xian)1、2得知(zhi)0Cr13Ni4Mo鋼因(yin)焊(han)接(jie)加熱(re)其沖擊韌性(xing)(xing)與母材(cai)(曲(qu)線(xian)4)相比有所降低(di),但(dan)仍處(chu)(chu)在(zai)較(jiao)高水平,表明(ming)0Cr13Ni4Mo鋼受焊(han)接(jie)熱(re)作用的(de)(de)淬硬(ying)傾向不大(da)。在(zai)約-40℃以下,沖擊韌性(xing)(xing)降低(di)幅度雖然較(jiao)大(da)。但(dan)經過600℃x2h的(de)(de)回火(huo)處(chu)(chu)理,其韌性(xing)(xing)又恢復到接(jie)近母材(cai)的(de)(de)性(xing)(xing)能(曲(qu)線(xian)3)。
表2-11是(shi)0Cr14Ni6Mo鋼(gang)模(mo)擬(ni)焊接熱(re)循(xun)環試樣的(de)沖(chong)(chong)擊韌(ren)性和(he)硬度與逆(ni)變(bian)奧(ao)氏體(ti)量(liang)(liang)的(de)關系(xi),結(jie)果(guo)表明馬氏體(ti)鋼(gang)焊態沖(chong)(chong)擊韌(ren)性的(de)降(jiang)低、硬度的(de)提(ti)高與在焊接高溫(wen)下熱(re)影響區中逆(ni)變(bian)奧(ao)氏體(ti)量(liang)(liang)的(de)減少有(you)關。焊后(hou)再進行600℃x2h熱(re)處理,其逆(ni)變(bian)奧(ao)氏體(ti)量(liang)(liang)得以較好恢復,因此韌(ren)性提(ti)高,硬度降(jiang)低。
由于加熱(re)對含Ni、Mo低碳馬體鋼塑韌性(xing)(xing)及淬硬傾(qing)向的影響(xiang)不(bu)太顯著,因此其抗裂(lie)(lie)性(xing)(xing)能也比較好。表2-12是0Cr14Ni6Mo鋼用(yong)巴頓剛(gang)性(xing)(xing)試驗和斜Y型剖(pou)口小鐵研試驗進行的裂(lie)(lie)紋(wen)敏(min)感性(xing)(xing)試驗結果。可以看出,在預熱(re)50℃,甚至(zhi)不(bu)預熱(re)的情況下,用(yong)兩種方(fang)法均未發現任(ren)何(he)裂(lie)(lie)紋(wen)(包括熱(re)裂(lie)(lie)紋(wen)及冷裂(lie)(lie)紋(wen))。
綜上所述(shu),Cr系馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼在降(jiang)C、增加(jia)Ni、Mo合金(jin)元素以(yi)(yi)后,在回火狀態下,鋼中(zhong)產生一(yi)定的逆變(bian)(bian)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相,焊接加(jia)熱(re)時(shi)的晶粒長大(da)趨(qu)勢受到(dao)抑制,降(jiang)低(di)了(le)淬硬傾(qing)向,改(gai)善了(le)塑韌性(xing)。同時(shi)由于逆變(bian)(bian)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的存在,提高了(le)吸藏(zang)氫能(neng)力,降(jiang)低(di)了(le)氫的擴散作用,使焊接冷裂紋的敏(min)感性(xing)大(da)大(da)降(jiang)低(di)。這種(zhong)鋼的另一(yi)特點是(shi)可以(yi)(yi)通過焊后熱(re)處理(li)恢復逆變(bian)(bian)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)量,進一(yi)步改(gai)善焊接頭的性(xing)能(neng),因而在大(da)型焊接結(jie)構如(ru)水(shui)電、火電、核(he)電等工(gong)程和壓力容器中(zhong)有廣闊的應用前景(jing)。這類鋼各種(zhong)厚(hou)度的板材均可焊接,即(ji)使特厚(hou)板電渣焊,也(ye)可以(yi)(yi)不預熱(re)和焊后不需(xu)立即(ji)處理(li)。