Cr17型中铬铁素体不锈钢力学、耐蚀性能及焊接工艺


一、力学性能和脆性转变温度 


  430和430LX (00Cr17Ti)、00Cr17CuNb、00Cr18Mo1.5Ti等的力学性能见表4.21和图4.35。一些试验指出,由于钢中C、N降低以及加入Ti、Nb或Nb、Cu复合加入,所以00Cr17Ti、00Cr17Nb和00Cr17CuNb的脆性转变温度显著下移,室温韧性也显著提高。


   表4.21 00Cr17Ti和00Cr17CuNb 等不锈钢的力学性能,图4.35 1Cr17(430)和00Cr17Ti(430LX)的高温瞬时力学性能(1.6mm板材)


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二、耐腐蚀性能 


  耐全面腐蚀性能,现代铁素体不锈钢00Cr17Ti、00Cr17Nb和00Cr17CuNb优于1Cr17(430),耐晶间腐蚀性能也优于1Cr17,因为1Cr17不含稳定化元素,即使钢中C+N仅含0.009%,空冷和炉冷态也仍有晶间腐蚀的敏感性(见表4.22)。00Cr17Ti、00Cr17Nb和00Cr17CuNb的耐点蚀性能也优于1Cr17。


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三、冷成型性 


   00Cr17Ti、00Cr17Nb和00Cr17CuNb以及00Cr18Mo1.5Ti等的冷成型性和抗皱性较1Cr17和1Cr18Mo1.5Ti(436)钢有了显著的改善,以适应厨房设备和用具、家用电器、汽车、建筑装饰等对深冲性和抗皱性的需求。所采取的措施主要是钢的化学成分的最优化和钢的生产工艺的最佳化。


   ·化学成分的最优化:通过炉外精炼工艺,最大限度地降低钢中碳、氮含量,有的牌号实际上已经达到了[ C + N ] ≤150× 10-6 的高纯化水平;单独和复合加入Ti、Nb等稳定化元素,同时加入Nb、Cu进行复合合金化等。


   ·生产工艺的最佳化:在钢的冶炼过程中,控制浇注前的钢水过热度并在连铸过程中采用电磁搅拌以降低板坯柱状晶,增加等轴晶比例;在热加工过程中,控制板坯加热温度、热轧和终轧温度以及变形量;在冷轧过程中,控制轧制道次和冷变形总量;在板、材热处理工艺上,控制适宜的退火温度,在不产生高温脆性和晶粒粗大的前提下,可适当提高钢的退火温度,保证充分再结晶以获得有利的组织结构,但要防止“过退火”而引起的表面橘皮状缺陷。


   表4.23列出了1Cr17、00Cr17Ti、00Cr17CuNb和 1Cr18Mo1.5Ti、00Cr18Mo1.5Ti钢的冷成型性参数。图4.36还给出了这几种钢的r值和抗皱性的关系中所处的位置。研究表明,为了提高铁素体不锈钢的深冲性,除材料本身的性能外,冷成型时的润滑条件也有很大的影响(图4.37)。由于00Cr18Mo1.5Ti钢具有优异的冷成型性,国外已制成(深冲)具有凹凸复杂形状的汽车燃油箱。





四、焊接性能 


  由于00Cr17Ti、00Cr17Nb、00Cr17CuNb和00Cr18Mo1.5Ti等钢中的碳、氮含量都很低,而且还都含有适量的Ti、Nb或,因此,焊后均无晶间腐蚀敏感性;当截面尺寸适宜时,它们的焊后脆性转变温度均较低,它们的韧性完全可满足使用的需求,焊前均不需预热,焊后也均不需热处理。


 由于这几种现代中铬铁素体不锈钢钢中碳、氮量均很低,焊接过程中防止污染非常重要,需要采取相应的应对措施。


 大量研究已证明,由于激光焊接焊速快、加热范围小等特点,特别适于薄截面尺寸的铁素体不锈钢的焊接,国外用激光焊接00Cr18Mo1.5Ti汽车燃油箱效果良好,这可能是进一步改善现代铁素体不锈钢焊后使用性能的重要方向。


 现代中铬铁素体不锈钢牌号很多,钢中约17%Cr,含Ti、Nb、 Cu+Nb和少量的Mo者,多用于厨房设备、用具,家用电器,建筑内装饰和汽车部件等;含约2%Mo的00Cr18Mo2(包括高纯牌号和含Ti、Nb者)多用于耐应力腐蚀的热水器和水箱、热交换器等;约含22%Cr、1.5%Mo的牌号,主要用于建筑外装饰和屋顶材料等。




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