铁素体不锈钢在加热冷却时都没有α'γ'转变,始终保持铁素体组织。这类钢含铬量较高,为17%~28%,主要是作为热稳定钢,也可作为耐蚀钢。铁素体不锈钢由于不含镍,生产制造成本要比奥氏体不锈钢低,但其热稳定性和耐蚀性在有些情况下,比奥氏体不锈钢还要好,特别是耐氯离子腐蚀。因此,大力推广铁素体不锈钢的应用,不但可以降低成本,而且还能节约宝贵的镍资源。这样看来,使用铁素体不锈钢不仅可以节约镍,而且还是在许多特殊使用环境中的最佳选材。
00Cr18Mo2Ti,高纯Cr18Mo2Ti 不锈钢是极低碳、氮的纯铁素体不锈钢,此钢有较好的耐应力腐蚀破裂性能,还有着类似于(0Cr18Ni12Mo2)316不锈钢的耐蚀性,有着较高的屈服强度、良好焊接性能和良好的成形性能。
一、化学成分
00Cr18Mo2Ti和高纯Cr18Mo2Ti 不锈钢的化学成分见表2-18。
三、力学性能
00Cr18Mo2Ti不锈钢的力学性能见表2-19。热处理工艺对高纯Cr18Mo2Ti不锈钢室温力学性能的影响见图2-25。从图可看出高纯Cr18Mo2Ti不锈钢的塑性、韧性均较好。图2-26示出不同碳氮、钛量的Cr18Mo2Ti不锈钢的脆变转变温度。研究表明,就≤4mm薄板而言,若控制适当,高纯Cr18Mo2不锈钢的脆性转变温度一般在-20~-60℃范围内波动。
四、耐蚀性
00Cr18Mo2Ti 不锈钢在中等苛刻介质中有极好的耐蚀性,特别对很多热的有机酸(如醋酸、乳酸、草酸)。耐应力腐蚀破裂是最优异的。00Cr18Mo2 不锈钢在比较高的氯化物介质中优于普通的铁素体钢和304不锈钢、316不锈钢。Nb、Ti稳定化的Cr18Mo2不锈钢提供良好的耐孔蚀和缝隙腐蚀性。
a. 耐均匀腐蚀
图2-27为高纯Cr18Mo2在几种介质中的耐蚀性,除了在HNO3和沸腾NaOH溶液中,高纯Cr18Mo2 的耐蚀性低于1Cr18Ni9外,在所试验的介质中均相当或优于1Cr18Ni9钢。
b. 耐孔蚀
在3%NaCl和3%FeCl3,6H2O溶液中进行孔蚀试验,00Cr18Mo2Ti高纯 Cr18Mo2耐孔蚀性较304L不锈钢、321不锈钢好,与316不锈钢相当(见图2-28)。
c.耐应力腐蚀破裂性
00Cr18Mo2Ti,高纯Cr18Mo2Ti钢,Ni+Cu≤0.5时,一般不产生氯化物的应力腐蚀破裂(表2-20和图2-29)。但需要指出,00Cr18Mo2,高纯Cr18Mo2中过高的Ni,Cu,过高的C,N含量,遭受敏化处理(例如焊接),不适当的冷加工以及过高的载荷(或残余)应力等均可导致其应力腐蚀的出现。
d. 耐晶间腐蚀
铁素体不锈钢的晶间腐蚀敏感性较高。因此,当00Cr18Mo2、高纯 Cr18Mo2 钢中C+N≥100ppm时,为了防止晶间腐蚀也必须加入稳定的元素Ti和(或)Nb。
C+N<0.017%时,Nb+Ti≥16(C+N)
C+N>0.017%时,Nb+Ti≥B(C+N)
图2-30示出此试验结果。
五、冷热加工性和热处理
00Cr18Mo2、高纯Cr18Mo2 不锈钢开始锻压温度为1038~1204℃;终加工温度一般是760℃或稍高些,应该控制细晶粒度。
00Cr18Mo2,高纯Cr18Mo2钢有良好的塑性并适于拉伸、轧制成形和冲压制造(表2-21,表2-22)。
热处理:退火温度为750~900℃,加热后快冷。
六、焊接性能
00Cr18Mo2,高纯Cr18Mo2可用普通不锈钢采用的各种方法进行焊接。焊接时输入的热量应尽量小,避免晶粒过分长大,影响焊缝和热影响区的强度。为避免焊接时热金属与空气接触,电弧、焊缝金属、焊缝背面惰性气体保护非常重要,因为氮化铬的形成会降低耐蚀性。此钢焊接还应注意,焊接前整个清洁焊缝,减小气孔的出现,MMA焊时,焊条充分干燥,使用适宜保护气体。
七、应用
00Cr18Mo2,高纯Cr18Mo2不锈钢主要用作食品加工设备,热交换器,热水罐和太阳能收集面板等。