不銹鋼鑄件是如何構(gòu)成的
按化學(xué)成分分類不銹鋼有Cr不銹鋼和Cr、Ni不銹鋼兩大類。影響不銹鋼腐蝕性能的主要是含C量和析出的碳化物,所以耐腐蝕不銹鋼含C量越低越好,通常C≤0.08%,但是,耐熱鋼的高溫力學(xué)性能則決定于其組織中穩(wěn)定的碳化物沉淀相,所以耐熱鋼的含C量都較高,一般含碳量在0.20%以上。
1以鉻為主要合金元素,含Cr量一般在13%--30%之間。具有良好的耐氧化性介質(zhì)腐蝕的能力和在高溫下耐空氣氧化能力,也可用作耐熱鋼。此種鋼的焊接性能較差。含鉻大于16%時(shí),鑄態(tài)組織粗大,在400-525℃及550-700℃之間長(zhǎng)期保溫,會(huì)出現(xiàn)“475℃”脆性相及σ相,使鋼變脆。475℃脆性與含Cr鐵素體的有序化現(xiàn)象有關(guān)。475℃脆性相及σ相脆性,可通過(guò)加熱到475℃以上然后快冷來(lái)改善。室溫脆性和焊后熱影響區(qū)的脆性也是鐵素體不銹鋼的基本問(wèn)題之一,可采用真空精煉、加入微量元素(如硼、稀土及鈣等)或奧氏體形成元素(如Ni、 Mu、 N、 Cu等)的辦法加以改善。為了改善焊縫區(qū)與熱影響區(qū)的力學(xué)性能,通常還加入少量的Ti和Nb,以熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)大。常用的鐵素體鋼有ZGCr17和ZGCr28。該類鋼的沖擊韌性低,在很多場(chǎng)合被含高鎳的奧氏體不銹鋼所取代。含Ni量超過(guò)2%、含N量超過(guò)0.15%的鐵素體鋼有良好的沖擊性能。
3奧氏體不銹鋼可分為四組,即Cr‐Ni系;Cr‐Ni‐Mo、 Cr‐Ni‐Cu或 Cr‐Ni‐Mo‐Cu系; Cr‐Mn‐N系和 Cr‐Ni‐Mn‐N系。Cr‐Ni系以著名的“18-8”為代表。Cr‐Ni‐Mo、 Cr‐Ni‐Cu、 Cr‐Ni‐Mo‐Cu系在Cr‐Ni系的基礎(chǔ)上加入2%-3%的鉬和銅(或二者同時(shí)加入),以提高抗硫酸的腐蝕性,但鉬是鐵素體形成元素,為了奧氏體化,加鉬后含Ni量要適當(dāng)增加。Cr‐Mn‐N系是節(jié)省Ni的合金。當(dāng)含Cr量大于15%時(shí),單獨(dú)加入猛并不能獲得理想的奧氏體組織,必須加入0.2%-0.3%的氮,要得到單一的奧氏體必須加入0.35%以上的氮。由于含N量過(guò)高往往使鑄件產(chǎn)生氣孔、疏松等缺陷,而加入適量的N和少量的Ni,即可得到單一奧氏體,這就出現(xiàn)Cr‐Ni‐Mn‐N系。當(dāng)然要得到奧氏體、鐵素體復(fù)相組織,就不須加入更多的N和Ni。
2馬氏體不銹鋼包括馬氏體型不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼。在工程應(yīng)用中,是以力學(xué)性能為主要目的。雖然這類鋼在大氣腐蝕和較緩和的腐蝕介質(zhì)中(如水及某些有機(jī)介質(zhì))具有良好的抗腐蝕的能力,但其腐蝕性能往往檢驗(yàn)項(xiàng)目。其化學(xué)成分的范圍是:Cr13%-17%,Ni2%-6%,C≤0.06%。金相組織中主要是低碳板條狀馬氏體,因此,具有優(yōu)良的力學(xué)性能,強(qiáng)度指標(biāo)是奧氏體不銹鋼的二倍以上,同時(shí)又具備良好的工藝性能,特別是焊接性能。因此在重要工程應(yīng)用中占有極為重要的地位,是鑄造不銹鋼領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要分支。
4復(fù)相鋼的金相組織通常是含有5%-40%的鐵素體,以改善合金的焊接性,增加強(qiáng)度和提高抗應(yīng)力腐蝕能力。例如Cr28%-Ni10%-C0.30%的高碳高鉻合金鋼,具有良好的抗硫酸腐蝕能力,可制造鑄件使用。在此基礎(chǔ)上發(fā)展的可控制鐵素體型鋼,有較高的強(qiáng)度,且在硫酸鹽中有良好的抗應(yīng)力腐蝕能力,常用于石油工業(yè)的裝置。
按金相組織分類,不銹鋼分為鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和雙相(在奧氏體基體中有鐵素體)不銹鋼:
不銹鋼:含鉻量為12%以上的鐵基合金稱為不銹鋼,是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。不銹鋼是指耐大氣、蒸汽和水等弱腐蝕介質(zhì)的鋼,而耐酸鋼則是指耐酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼,不銹鋼與耐酸鋼在合金化程度上有較大差異,不銹鋼雖然具有不銹性,但并不一定耐酸;而耐酸鋼一般則均具有不銹性,在空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好,不必經(jīng)過(guò)鍍色等表面處理,而發(fā)揮不銹鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。當(dāng)前,不銹鋼鑄件在市場(chǎng)上也得到了廣泛應(yīng)用,今天小編就為大家不銹鋼鑄件的四種分類:
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