马氏体不锈钢 |martensiti stainless steel

马氏体不锈钢是一类可通过热处理(淬火回火)对其性能进行调整的不锈钢,通俗地讲是一类可硬化的不锈钢,此类钢具有高的硬度、良好的力学性能和不锈性,这些特性决定了此类钢必须具备两个基本条件:其一,在平衡相图中必须有奥氏体相区存在;其二,为使钢形成耐腐蚀的钝化膜,铬含量必须在10.5%以上。马氏体不锈钢在淬火状态下具有体心四方晶体结构(马氏体),具有铁磁性,在较弱腐蚀环境中具有耐蚀性。钢中的铬含量可达18%,碳可以超过1.2%。

产品分类 / 用途

1Cr13、12Cr13、410

1Cr13、12Cr13、410不锈钢是马氏体不锈钢,它是国际上通用的牌号,美国称AISI410,法国RCC-M为Z10C-13、Z12C-13、日本称SUS410、德国DIN标准中称作X15Cr13。1Cr13、12Cr13、410不锈钢属于半马氏体型不锈钢,经淬火的组织除马氏体外,尚存在铁素组织。经淬火和回火处理的1Cr13、12Cr13、410不锈钢具有较高的强度、韧性,较好的耐蚀性和冷变形能力,具有良好的减振性能。通常该钢在淬火和回火状态下使用,回火为高温回火和低温回火,应避免在370~560℃的温度回火,以确保钢的良好性能。低温回火可消除淬火过程中形成的内应力,高温回火在保证其良好耐蚀性同时,可获得优良的综合力学性能。1Cr13、12Cr13主要用于对韧性要求较高和具有不锈性的受冲击载荷的部件,如叶片、水压机阀、紧固件、热裂解抗硫腐蚀设备等,亦可制作在常温条件耐弱腐蚀介质腐蚀的设备和部件。在反应堆中主要用于2、3级辅助泵传动轴、蒸发器支撑件、控制棒驱动机构等。


一、化学成分


1Cr13、12Cr13、410不锈钢的化学成分列于表3-1,反应堆用的1Cr13、12Cr13 不锈钢的特殊规定也一并列入此表。


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二、室温力学性能


  不同标准对1Cr13、12Cr13、410不锈钢的室温力学性能的规定值见表3-2。实测数据见表3-3。奥氏体化温度和回火温度对1Cr13、12Cr13、410不锈钢室温力学性能的影响见图3-2。热处理工艺制度对不同温度下(1Cr13)410不锈钢冲击值的影响见表3-4。



三、疲劳和断裂


1Cr13、12Cr13、410不锈钢的室温疲劳极限见表3-5,在指定存活率下的N-S曲线见图3-3。试验用钢化学成分为0.11C-0.29Mn-0.025P-0.009S-0.25Si-12.78Cr-0.14Ni。试样的热处理工艺为:1050℃油淬,720℃×2h空冷回水。


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1Cr13、12Cr13、410不锈钢在NaCl中的疲劳行为见图3-4。显然环境的变化对其疲劳寿命产生较大影响。随着 NaCl浓度增加,(1Cr13)410不锈钢的疲劳寿命缩短,见图3-5。


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四、高温瞬力学性能


  不同热处理条件下的高温瞬时力学性能见表3-6。随回火温度的提高×强度下降而塑韧性明显提高,详见表3-7。



五、持久和蠕变性能


 数据见表3-8和表3-9。最小蠕变速度和应力关系曲线见图3-6。


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  表3-8 1Cr13、12Cr13、410不锈钢的持久强度(1030~1050℃油淬,750℃回火空冷)



六、高温度疲劳和介质条件的影响


1Cr13、12Cr13、410不锈钢的高温疲劳数据和介质条件对其高温疲劳性能的影响见表3-10和表3-11。


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七、抗氧化和耐蚀性


1Cr13、12Cr13、410不锈钢出现强烈氧化开始温度为750℃。抗氧化性能见表3-12。1Cr13、12Cr13、410不锈钢具有不锈性,在室温稀硝酸及弱有机酸中也有一定耐蚀性,在某些介质中的耐蚀性见表3-13。在反应堆环境中的腐蚀见表3-14至表3-17。




八、热处理及组织结构


  临界点(近似值):℃


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 等温转变曲线:0.10C-12.4 Cr的1Cr13钢,奥氏体化温度为980℃的等温转变曲线见图3-7。


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 热处理工艺:(1Cr13)410不锈钢的热处理工艺如下。


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 冶金厂通常以退火状态交货,以便最终用户加工制造。在制造厂的最终热处理为淬火并高温回火,其组织为回火索氏体和少量铁素体。回火温度的选择视其使用要求而定,可参阅图3-2。


九、工艺性能


1Cr13、12Cr13、410不锈钢的冷塑性及深冲性、抛光性和切削加工性能良好,板材的深冲度与其厚度有关,板材愈厚深冲度愈高。1Cr13、12Cr13、410不锈钢的热加工温度以850~1200℃为宜,随后需灰冷或砂冷。1Cr13、12Cr13、410不锈钢具有良好的焊接性能,其焊接性能与0Cr13相近,可采用0Cr13或奥107、奥207的焊条焊接,为防止焊接接头的冷裂纹,焊前应该预热,预热温度为200~300℃,焊后经700~750℃热处理可获得良好的性能,选用奥氏体焊接材料焊接,焊后可不进行热处理。应该强调的是,当焊后焊缝需进行机械加工时应进行退火处理。


十、物理性能


1Cr13、12Cr13、410不锈钢的物理性能见表3-18。


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十一、应用


1Cr13、12Cr13、410不锈钢主要用作抗弱腐蚀介质,并要求具有较高韧性及受冲击负荷的零部件,如汽轮机叶片、水压机阀、结构架、螺栓、螺帽等。在反应堆环境中,主要用于2、3级辅助泵传动轴、蒸发器支承件、控制棒驱动机构等。