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馬氏體和鐵素體及奧氏體不銹鋼管的性能對比

發表時間:2022-03-24 11:39作者:不銹鋼管廠家工程師

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馬氏體不銹鋼是指基體為馬氏體組織,有磁性,通過熱處理可調整其力學性能的不銹鋼。
馬氏體系列不銹鋼無縫管大部分是11~13Cr不銹鋼,近年來15~18Cr的高Cr系列不銹鋼焊管逐漸多起來。從高溫的奧氏體相急劇冷卻,也就是淬火,就變態形成為馬氏體。淬火則有硬化性,借助回火熱處理,可擴大其力學性能范圍。淬火的硬化性是由于添加C、Mn、Ni 而提高的,而添加Ti、Al等則降低其硬化性。它在常溫狀態下具有磁性。
常用的馬氏體不銹鋼材質包括12Cr13、20Cr13、 30Cr13、 40Cr13及14Cr17Ni2等。鉻在鋼中的作用是多方面的如提高鋼的強度、淬透性等,但其最主要的作用是提高鋼的耐蝕性。鋼的耐蝕性與鋼中的鉻含量有極大的關系,只有鉻含量(質量分數)大于12%時,才能顯著提高鋼基體的電極電位,從而提高鋼的耐蝕性。由于鉻能顯著地提高鋼的淬透性,所以這類鋼加熱成奧氏體狀態空冷時,小斷面的工件都能得到馬氏體組織。而且隨著鋼中碳含量的增加,強度、硬度和耐磨性提高,其主要原因是碳與鉻形成了碳化物(Cr2sC6),使基體的鉻含量降低所致(<12%)。馬氏體不銹鋼無縫管具有強烈的淬硬傾向,易出現冷裂紋,焊接接頭受熱超過1150C的區域,晶粒顯著增大,過快或過慢的冷卻速度都可能引起接頭脆化,也會造成475'C脆化,晶間腐蝕傾向較小,30Cr13、 40Cr13、40Cr17Mo、95Cr18 的淬硬傾向更強,一般不能焊接。
馬氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼無縫管的特性明顯不同,馬氏體不銹鋼加熱到高溫轉變成奧氏體,奧氏體快速冷卻轉變成馬氏體組織。馬氏體不銹鋼有明顯的相變點,可以通過淬火而強化,而且鉻含量高,淬透性好,回火時可以在較大的范圍內調整其硬度、強度和韌性。而且高碳馬氏體不銹鋼硬度較高,因此既可作為結構鋼用,也可以作為工具鋼用。
馬氏體不銹鋼無縫管材質中除了鉻不銹鋼外,還有鉻鎳不銹鋼,如14Cr17Ni2鋼。鉻不銹鋼按碳含量可分為低碳、中碳和高碳三種類型,隨著碳含量的增加,鋼的強度、硬度和耐磨性顯著提高,而冷塑性、韌性和耐蝕性則下降。
鉻鎳馬氏體不銹鋼無縫管,由于加人了一定數量的Ni,鋼的基體組織由單相鐵素體過渡到a+γ兩相組織,淬火時γ相轉變為馬氏體。這類馬氏體不銹鋼650°C回火的組織為回火索氏體和呈帶狀分布的鐵素體,因此可通過熱處理來提高它的性能。這樣既有Cr17型不銹鋼的耐蝕性,又有Cr13型不銹鋼的強度。一般用于既要求高力學性能、高淬硬性,又要求耐硝酸、有機酸腐蝕的軸類、活塞桿、泵、閥等部件,以及彈簧和緊固件。
馬氏體不銹鋼無縫管的主要特點是,常溫下具有強磁性,其耐腐蝕性能不是十分突出,但強度較高,常作為高強度結構鋼。高溫下具有穩定的奧氏體組織,空冷或油冷下轉變成馬氏體相,常溫下具有完全的馬氏體組織。

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