GB/T 1220-2007中(zhong)列入了兩(liang)個低碳含鎳(nie)的Cr17Ni2型鋼:14Cr17Ni2 和17Cr16Ni2。


  14Cr17Ni2鋼是在Cr17鋼的基礎上加入了2%Ni。由于鎳能使γ區擴大,使Cr17鋼的純鐵素體組織過渡到在高溫時為α+y的兩相狀態,使鋼能夠淬火成馬氏體而部分地接受強化。因此,14Cr17Ni2鋼既具有相當于Cr13型不銹鋼(12Cr1320Cr13)的力學性能,又保持了Cr17型不銹鋼的耐腐蝕性能,特別是在海水中與銅合金(青銅)接觸時具有很高的電化學穩定性。所以,14Cr17Ni2鋼被廣泛應用于化工機械、造船工業及航空工業等方面。


  由(you)(you)于(yu)(yu)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)碳、鉻、鎳(nie)三(san)個(ge)主要元(yuan)素(su)含量的(de)(de)上(shang)、下(xia)限較(jiao)寬,并且含有(you)錳(meng)、硅等元(yuan)素(su),一般煉鋼(gang)(gang)(gang)方法不(bu)可(ke)避免(mian)的(de)(de)氮(dan)也存在于(yu)(yu)鋼(gang)(gang)(gang)中,這(zhe)樣鋼(gang)(gang)(gang)中既有(you)穩定奧氏體(ti)的(de)(de)元(yuan)素(su)碳、鎳(nie)、錳(meng)、氮(dan),又有(you)形成(cheng)鐵(tie)素(su)體(ti)的(de)(de)元(yuan)素(su)鉻、硅,就(jiu)使鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)組(zu)織變得復雜,但(dan)在大多數情況(kuang)下(xia)都具(ju)有(you)兩(liang)相組(zu)織(圖9.22)。由(you)(you)圖9.22可(ke)知(zhi),14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)自高溫快冷(leng)以后的(de)(de)組(zu)織是奧氏體(ti)、馬氏體(ti)和鐵(tie)素(su)體(ti)。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)化學(xue)成(cheng)分(fen)的(de)(de)不(bu)大變化(在規定的(de)(de)范圍內(nei)),即可(ke)引起鐵(tie)素(su)體(ti)含量的(de)(de)很(hen)大差別。如表9.23所示的(de)(de)兩(liang)種成(cheng)分(fen)的(de)(de)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang),前者含有(you)20%的(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti),后者由(you)(you)于(yu)(yu)成(cheng)分(fen)中少了1.35%Cr,多了0.4%Ni和0.04%N,組(zu)織中沒(mei)有(you)了鐵(tie)素(su)體(ti)。可(ke)見(jian)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)碳、錳(meng)、鎳(nie)偏上(shang)限,鉻和硅偏下(xia)限時,鐵(tie)素(su)體(ti)含量減少,反之(zhi)則增多。氮(dan)雖(sui)然不(bu)是規定的(de)(de)元(yuan)素(su),但(dan)微量的(de)(de)氮(dan)卻起著(zhu)很(hen)大的(de)(de)作用(圖9.19)。


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  與(yu)12Cr13鋼(gang)(gang)一樣,14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)中出現大(da)量(liang)(liang)(liang)的鐵(tie)素體時,使力(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)能降(jiang)低(di)(di),主(zhu)要表(biao)現在(zai)(zai)(zai)沖擊韌(ren)(ren)度(du)方面(表(biao)9.24),對強度(du)的影響較小。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)的沖擊韌(ren)(ren)度(du)還(huan)與(yu)鐵(tie)素體的分(fen)(fen)布有關,鐵(tie)素體呈斷續網狀分(fen)(fen)布的ak值最低(di)(di),而呈明顯帶狀分(fen)(fen)布的ak值比前(qian)者可高出3倍左右。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)存在(zai)(zai)(zai)的大(da)量(liang)(liang)(liang)鐵(tie)素體還(huan)會(hui)使熱塑性(xing)(xing)降(jiang)低(di)(di),鍛造時形成(cheng)裂紋的傾向增(zeng)大(da)。根據生產實(shi)踐經驗,將(jiang)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)的成(cheng)分(fen)(fen)控(kong)制在(zai)(zai)(zai)下列范圍內(nei):C含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)0.13%~0.17%,Si含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)不大(da)于0.37%,Mn含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)不大(da)于0.6%,Cr含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)16.5%~17.5%,Ni含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)2.2%~2.5%,可使8鐵(tie)素體含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)10%~15%,保證(zheng)一般力(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)能的要求。也有人主(zhu)張將(jiang)鋼(gang)(gang)中的三個主(zhu)要元素調整在(zai)(zai)(zai)下列范圍內(nei):C含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)0.15%~0.25%,Cr含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)16%~16.8%,Ni含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)2%~2.5%,這樣可使δ鐵(tie)素體含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)限制在(zai)(zai)(zai)3%~5%,保證(zheng)要求的力(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)能,但會(hui)帶來下述兩個問題:一是增(zeng)加(jia)碳(tan)和降(jiang)低(di)(di)鉻以后會(hui)損及(ji)(ji)鋼(gang)(gang)的耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)能;二是由于碳(tan)及(ji)(ji)鎳的提高導(dao)致(zhi)鋼(gang)(gang)中殘余(yu)奧氏體含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)增(zeng)多。


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  14Cr17Ni2鋼的(de)(de)鍛造加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)規范(fan)是:始鍛溫(wen)(wen)度(du)1150℃,終鍛溫(wen)(wen)度(du)800~900℃。鍛造加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)不能過(guo)(guo)高,在高溫(wen)(wen)下停留的(de)(de)時(shi)間(jian)也不要過(guo)(guo)久,以免析出(chu)大量(liang)的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體,影響熱(re)(re)處理(li)以后的(de)(de)力學(xue)性能。圖9.28為14Cr17Ni2鋼(成分:0.18%C、0.41%Si、16.10%Cr、1.90%Ni、0.70%Mn)于不同溫(wen)(wen)度(du)和時(shi)間(jian)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)后的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體數量(liang)的(de)(de)變化。可以看(kan)出(chu),加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)較之加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)間(jian)更能影響鋼中的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體含量(liang),而且(qie)在加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)至1000℃以上才顯著(zhu)增多,因(yin)此過(guo)(guo)熱(re)(re)易發生于鍛造加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)不當時(shi)。淬火加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)過(guo)(guo)高及保溫(wen)(wen)時(shi)間(jian)過(guo)(guo)久也會(hui)使鐵(tie)素(su)(su)(su)體含量(liang)增多,但不及鍛造過(guo)(guo)熱(re)(re)顯著(zhu)。


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  鍛(duan)造時(shi)還應注(zhu)意要有足夠的(de)鍛(duan)造比(bi),合理(li)地分配每次加熱的(de)變(bian)形量,以(yi)使鐵素(su)體(ti)晶粒(li)破碎,獲得有利于韌性的(de)分布狀態,以(yi)及防止因變(bian)形不(bu)均(jun)勻而在兩(liang)相的(de)界面上產生裂紋。


  14Cr17Ni2鋼的軟化處理與Cr13型不(bu)銹鋼一(yi)樣,也(ye)是(shi)(shi)采用高溫(wen)回火或完(wan)全退火。前者(zhe)是(shi)(shi)加熱至(zhi)650℃左右保(bao)(bao)溫(wen)后(hou)于空氣中冷卻;后(hou)者(zhe)是(shi)(shi)加熱至(zhi)850~880℃保(bao)(bao)溫(wen)后(hou)爐冷至(zhi)750℃后(hou)空冷。需要特別指出的是(shi)(shi),14Cr17Ni2鋼是(shi)(shi)不(bu)銹鋼中對白點(dian)很敏感的鋼,用以生產(chan)大型鍛(duan)件(jian),鍛(duan)后(hou)應進行去白點(dian)退火,否則鍛(duan)件(jian)有產(chan)生白點(dian)的可能。


  14Cr17Ni2鋼的淬火溫度以950~980℃比較適宜,溫度超過1000℃時由于組織中鐵素體增加及出現殘余奧氏體,使淬火后的硬度降低(圖9.29)。淬火加熱溫度過高,一方面使奧氏體中溶解大量的碳及合金元素,穩定性增高;另一方面,當高溫時析出8鐵素體以后,使奧氏體中的合金元素,特別是起穩定奧氏體作用的合金元素相對地增多,使馬氏體轉變點降低,殘余奧氏體含量增多。由圖9.29可以看出,稍許成分的差異也會使淬火后的硬度相差甚大。14Cr17Ni2鋼的組織中出現大量殘余奧氏體時,會出現晶間腐蝕。在正常淬火情況下,14Cr17Ni2鋼沒有晶(jing)間腐蝕傾向。


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  14Cr17Ni2鋼的(de)淬火一般采(cai)用油冷,淬火后的(de)組織為馬氏體、鐵素體及少量的(de)殘余(yu)奧氏體。


 14Cr17Ni2鋼通(tong)常(chang)采用(yong)(yong)在(zai)275~350℃與(yu)550℃以(yi)上回(hui)(hui)火(huo)。275~350℃低(di)溫回(hui)(hui)火(huo)后的(de)(de)(de)(de)基(ji)體(ti)(ti)組織(zhi)為(wei)回(hui)(hui)火(huo)馬氏體(ti)(ti),具有(you)高的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(350~402HB)與(yu)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng),適用(yong)(yong)于要求(qiu)高硬(ying)度(du)及耐腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)零(ling)件。550~700℃高溫回(hui)(hui)火(huo)后的(de)(de)(de)(de)基(ji)體(ti)(ti)組織(zhi)為(wei)回(hui)(hui)火(huo)索氏體(ti)(ti),強(qiang)度(du)與(yu)韌性(xing)(xing)配合較(jiao)好(hao),耐蝕(shi)性(xing)(xing)也高。這兩(liang)種狀態的(de)(de)(de)(de)顯(xian)微組織(zhi)雖然(ran)不同,但都(dou)具有(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng),沒有(you)明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)差別,在(zai)濃度(du)為(wei)50%的(de)(de)(de)(de)冷態或沸騰的(de)(de)(de)(de)5%硝酸(suan)中,均具有(you)10級(ji)標準中的(de)(de)(de)(de)第3級(ji)(表9.1)。高溫回(hui)(hui)火(huo)工藝(yi)主(zhu)要用(yong)(yong)于要求(qiu)強(qiang)度(du)和韌性(xing)(xing)配合較(jiao)好(hao)和耐腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)結構零(ling)件。


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 與Cr13型不銹鋼一樣,14Cr17Ni2鋼一般不采用350~550℃回火,在這一溫度區間回火的14Cr17Ni2鋼的耐蝕性能與沖擊韌性均低,這與它具有回火脆性和“475℃脆性”有關。14Cr17Ni2鋼在550℃左右回火后,油冷后的沖擊值比空冷后約高出一倍。14Cr17Ni2鋼在450℃重復加熱時,隨加熱時間的延長,沖擊值顯著降低,與冷卻條件無關,這表明該鋼還具有高鉻鋼固有的475℃脆性。


 當淬火的(de)(de)14Cr17Ni2鋼(gang)中(zhong)存在(zai)殘(can)余奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)時,在(zai)高溫回(hui)火過程中(zhong)它們不可(ke)能完全等溫分解,而是(shi)析出一部(bu)分碳化物后殘(can)余奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)穩(wen)定性(xing)降低,于回(hui)火過程中(zhong)轉變(bian)為馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti),結果使(shi)調質后鋼(gang)的(de)(de)強度(du)升高,而塑性(xing)與韌性(xing)降低。在(zai)這(zhe)種情況下,可(ke)在(zai)原來的(de)(de)回(hui)火溫度(du)再進行一次(ci)回(hui)火,使(shi)新生(sheng)成的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)分解為回(hui)火索氏(shi)體(ti)(ti)(ti),從(cong)而使(shi)強度(du)降低,而塑性(xing)與韌性(xing)提(ti)高。


 14Cr17Ni2鋼熱處理(li)后具有較高(gao)的強度(du)和(he)硬(ying)度(du),對氧化酸類(lei)及有機鹽類(lei)的水溶液有良(liang)好的耐蝕性(xing)(xing),一般用于既要(yao)求高(gao)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)的可淬硬(ying)性(xing)(xing),又(you)要(yao)求較高(gao)的耐硝(xiao)酸及有機酸腐蝕的零件、容器和(he)設備,如軸類(lei)、活塞桿、泵、閥等的部(bu)件,以及彈簧和(he)緊固件等。


 17Cr16Ni2是新列入 GB/T 1220-2007中(zhong)的(de)鋼(gang)(gang)號。與14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)相(xiang)比,17Cr16Ni2鋼(gang)(gang)適當(dang)增(zeng)加了(le)碳含(han)量,略(lve)減少鉻含(han)量,從(cong)而明(ming)顯改善了(le)鋼(gang)(gang)的(de)加工(gong)性(xing)能。該鋼(gang)(gang)適于制作要(yao)求較高強度、韌性(xing)和(he)良好耐蝕性(xing)的(de)零(ling)部件,以及在潮濕介(jie)質中(zhong)承受應力的(de)部件。



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