传统马氏体铬镍不锈钢中,最早的代表性牌号是1Cr17Ni2,而低碳和超低碳的高韧性、可焊接铬镍马氏体不锈钢(现代马氏体不锈钢)则是马氏体铬镍不锈钢的新进展,它们合金化的目的和合金化的方向见表3.4。


  表3.4 可焊接马氏体铬镍不锈钢的合金化目的和合金化方向


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 ①. 力学性能 


   1Cr17Ni2(431)是最常用的早期马氏体铬镍不锈钢,为了提高钢的耐蚀性,把钢中铬量提高到约17%,而为了防止钢中大量铁素体的形成,在不增加钢中碳量的前提下加入了约2%Ni。在传统马氏体不锈钢中,1Cr17Ni2是强度与韧性匹配较好的牌号,经高温(980℃和1066℃)淬火后再经低温回火,其σb可达1360MPa,室温缺口冲击功可达2~8kgf·m;若经高温回火,虽σb稍降低为1056MPa,而缺口冲击功则提高到(7.5~11)kgf·m;不同热处理态的1Cr17Ni2钢的脆性转变温度曲线见图3.5。


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   低碳的0Cr13Ni4Mo、0Cr14Ni6Mo和超低碳的00Cr13Ni2、00Cr13Ni5Mo和00Cr16Ni6Mo等是高韧性、可焊接的现代马氏体不锈钢的一些典型牌号。它们具有良好的室温和中温强度及塑、韧性。表3.5和表3.6分别列出了0Cr13Ni4Mo、0Cr14Ni6Mo和00Cr13Ni5Mo钢的室温力学性能。


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   低碳和超低碳马氏体铬镍不锈钢均有脆性转变温度(图3.6)。即使如此,由于它们还有较好的低温韧性,因此仍可满足工程对韧性的要求。例如此类钢含2%Ni时,可用于-20℃,而含4.5%Ni,则可满足-40℃使用对韧性的需求。


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②. 耐蚀性 


  现代(超级)马氏体不锈钢具有优良的不锈耐蚀性,可用于油气田开发中的管线等用途。图3.7指出了在油气田条件下,00Cr13Ni5Mo钢的使用范围。00Cr13Ni5Mo也有优良的耐磨蚀性能(见表3.7),00Cr13Ni5Mo 特厚板(约200mm)已用于国内水电工程中的转轮和转轮下环等。


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③. 冷成型性 


   此类钢屈服强度高,冷加工硬化倾向大,一般不用于冷加工成型用途。


④. 焊接性 


    除1Cr17Ni2外,0Cr13Ni4Mo、0Cr14Ni6Mo以及00Cr13Ni2、00Cr13Ni5Mo和00Cr16Ni6Mo等均有优良的焊接性能,这与这些钢号在传统马氏体铬不锈钢基础上,降碳加镍、钼后,在回火状态下,钢中产生一定量的逆转变奥氏体,抑制了焊接时的晶粒长大,降低了钢的淬硬性,提高了塑、韧性,防止了冷裂纹的形成有关。这些低碳、超低碳马氏体铬镍不锈钢可以采用不锈钢通用的焊接方法进行焊接,焊前一般不需预热,焊后在必要的情况下才进行热处理。


    在国内,0Cr13Ni4Mo用于核反应堆控制棒的耐压壳体,0Cr14Ni6Mo用于水轮机中环等,00Cr13Ni5Mo用于三峡工程,均为焊接件。




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