在鉻系馬氏體不銹鋼中加入鎳、鉬降低碳含量,成為含鎳、鉬的馬氏體不銹鋼。這種鋼在不同溫度下產生不同數量的逆變奧氏體,但均能保持鉻系馬氏體的強度和硬度,同時又提高鋼的塑韌性,特別是其焊接性得到了根本改善。表2-8是低碳鉻鎳系馬氏體不銹鋼的化學成分。這類馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼除具有一定的耐蝕性外,還具有良好的抗汽蝕、耐磨損性能,在水輪機、大型水泵及核電站、油汽輸送管道中獲得廣泛使用。
鉻(ge)鎳(nie)系(xi)馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)因焊(han)接性(xing)良好,通常均采用同質焊(han)材,不(bu)需(xu)要(yao)預熱(re)或僅需(xu)要(yao)低溫(150℃以(yi)下(xia))預熱(re),但(dan)需(xu)進行焊(han)后熱(re)處理以(yi)保證焊(han)縫及熱(re)影響區逆變(bian)奧氏體(ti),恢復其塑韌性(xing)。鉻(ge)鎳(nie)系(xi)馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)接材料見表2-8。
表2-9、表2-10是我國研制成功并在(zai)工(gong)程上使(shi)用的兩種低(di)碳含鎳、鉬(mu)的馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼及(ji)其力學性能(neng)。
通過(guo)模擬(ni)焊接熱(re)循環試(shi)(shi)(shi)驗(yan)研究了含Ni、Mo低(di)碳馬氏體鋼(gang)的(de)(de)淬硬(ying)傾(qing)向。圖(tu)2-12是0Cr13Ni4Mo鋼(gang)熱(re)模擬(ni)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)曲線(xian)(xian)。圖(tu)2-13是用(yong)熱(re)模擬(ni)試(shi)(shi)(shi)樣加(jia)工成沖(chong)擊(ji)(ji)試(shi)(shi)(shi)樣的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)結果。由曲線(xian)(xian)1、2得知(zhi)0Cr13Ni4Mo鋼(gang)因焊接加(jia)熱(re)其沖(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)(ren)性與母(mu)材(曲線(xian)(xian)4)相比有(you)所(suo)降(jiang)低(di),但(dan)仍處在(zai)較(jiao)高(gao)水(shui)平,表(biao)明(ming)0Cr13Ni4Mo鋼(gang)受焊接熱(re)作(zuo)用(yong)的(de)(de)淬硬(ying)傾(qing)向不大。在(zai)約(yue)-40℃以下,沖(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)(ren)性降(jiang)低(di)幅度(du)雖然較(jiao)大。但(dan)經過(guo)600℃x2h的(de)(de)回火處理,其韌(ren)(ren)性又恢復(fu)到接近母(mu)材的(de)(de)性能(曲線(xian)(xian)3)。
表(biao)2-11是0Cr14Ni6Mo鋼模擬焊(han)(han)接熱(re)循環試(shi)樣的(de)沖擊韌性(xing)和硬(ying)度與(yu)逆變奧氏(shi)體量(liang)(liang)的(de)關(guan)(guan)系,結果表(biao)明馬氏(shi)體鋼焊(han)(han)態沖擊韌性(xing)的(de)降(jiang)低、硬(ying)度的(de)提高(gao)(gao)與(yu)在(zai)焊(han)(han)接高(gao)(gao)溫下(xia)熱(re)影(ying)響區(qu)中逆變奧氏(shi)體量(liang)(liang)的(de)減少有關(guan)(guan)。焊(han)(han)后再(zai)進行600℃x2h熱(re)處理,其逆變奧氏(shi)體量(liang)(liang)得以較好恢復,因此韌性(xing)提高(gao)(gao),硬(ying)度降(jiang)低。
由于加(jia)熱對含(han)Ni、Mo低碳馬(ma)體(ti)鋼(gang)塑韌性(xing)及淬硬傾向的(de)影(ying)響不太顯(xian)著,因此其抗裂性(xing)能也比較好。表2-12是0Cr14Ni6Mo鋼(gang)用巴頓剛性(xing)試(shi)驗(yan)和(he)斜(xie)Y型剖口小鐵研(yan)試(shi)驗(yan)進行的(de)裂紋(wen)敏感(gan)性(xing)試(shi)驗(yan)結果。可以看(kan)出,在預熱50℃,甚至不預熱的(de)情況下(xia),用兩種方法均未(wei)發現任何裂紋(wen)(包(bao)括熱裂紋(wen)及冷(leng)裂紋(wen))。
綜上所述,Cr系馬氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼在(zai)降C、增加Ni、Mo合金(jin)元素以(yi)(yi)后,在(zai)回火(huo)狀態下,鋼中(zhong)產生一(yi)定的(de)(de)(de)逆(ni)變奧氏(shi)體(ti)(ti)相,焊(han)接(jie)(jie)加熱(re)(re)時的(de)(de)(de)晶粒長大(da)(da)(da)趨(qu)勢(shi)受到抑(yi)制,降低了(le)(le)淬硬傾向,改善(shan)了(le)(le)塑韌性(xing)。同(tong)時由于逆(ni)變奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)存在(zai),提高了(le)(le)吸藏氫能(neng)力,降低了(le)(le)氫的(de)(de)(de)擴散作用(yong),使(shi)焊(han)接(jie)(jie)冷裂紋的(de)(de)(de)敏感性(xing)大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)降低。這種鋼的(de)(de)(de)另一(yi)特點(dian)是可以(yi)(yi)通(tong)過焊(han)后熱(re)(re)處(chu)理恢復(fu)逆(ni)變奧氏(shi)體(ti)(ti)量,進一(yi)步改善(shan)焊(han)接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)性(xing)能(neng),因而(er)在(zai)大(da)(da)(da)型焊(han)接(jie)(jie)結(jie)構如水(shui)電(dian)、火(huo)電(dian)、核電(dian)等工(gong)程和壓力容器中(zhong)有廣闊的(de)(de)(de)應用(yong)前景。這類鋼各(ge)種厚度(du)的(de)(de)(de)板材均可焊(han)接(jie)(jie),即使(shi)特厚板電(dian)渣(zha)焊(han),也可以(yi)(yi)不預熱(re)(re)和焊(han)后不需立即處(chu)理。