GB/T 1220-2007中列入了(le)兩個低碳含鎳(nie)的(de)Cr17Ni2型鋼:14Cr17Ni2 和17Cr16Ni2。


  14Cr17Ni2鋼是在Cr17鋼的基礎上加入了2%Ni。由于鎳能使γ區擴大,使Cr17鋼的純鐵素體組織過渡到在高溫時為α+y的兩相狀態,使鋼能夠淬火成馬氏體而部分地接受強化。因此,14Cr17Ni2鋼既具有相當于Cr13型不銹鋼(12Cr1320Cr13)的力學性能,又保持了Cr17型不銹鋼的耐腐蝕性能,特別是在海水中與銅合金(青銅)接觸時具有很高的電化學穩定性。所以,14Cr17Ni2鋼被廣泛應用于化工機械、造船工業及航空工業等方面。


  由于(yu)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)中的(de)(de)碳、鉻、鎳三(san)個主要(yao)元素(su)(su)(su)含量(liang)(liang)的(de)(de)上、下(xia)限較寬(kuan),并且含有(you)(you)錳、硅等(deng)元素(su)(su)(su),一般(ban)煉鋼(gang)(gang)方(fang)法(fa)不可(ke)(ke)避免的(de)(de)氮也存在于(yu)鋼(gang)(gang)中,這樣鋼(gang)(gang)中既有(you)(you)穩定奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)元素(su)(su)(su)碳、鎳、錳、氮,又有(you)(you)形成(cheng)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)元素(su)(su)(su)鉻、硅,就使鋼(gang)(gang)的(de)(de)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)變得復雜,但(dan)在大(da)多數情況(kuang)下(xia)都具有(you)(you)兩(liang)相組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(圖(tu)9.22)。由圖(tu)9.22可(ke)(ke)知,14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)自(zi)高(gao)溫快冷以后(hou)(hou)的(de)(de)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)是(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)、馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)和鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)化學成(cheng)分的(de)(de)不大(da)變化(在規定的(de)(de)范(fan)圍內),即可(ke)(ke)引起(qi)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含量(liang)(liang)的(de)(de)很(hen)大(da)差別(bie)。如表9.23所示的(de)(de)兩(liang)種成(cheng)分的(de)(de)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang),前者(zhe)含有(you)(you)20%的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti),后(hou)(hou)者(zhe)由于(yu)成(cheng)分中少(shao)了1.35%Cr,多了0.4%Ni和0.04%N,組(zu)(zu)(zu)織(zhi)中沒有(you)(you)了鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)。可(ke)(ke)見14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)的(de)(de)碳、錳、鎳偏上限,鉻和硅偏下(xia)限時,鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含量(liang)(liang)減少(shao),反之則(ze)增多。氮雖然不是(shi)規定的(de)(de)元素(su)(su)(su),但(dan)微(wei)量(liang)(liang)的(de)(de)氮卻起(qi)著很(hen)大(da)的(de)(de)作用(圖(tu)9.19)。


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  與(yu)12Cr13鋼(gang)(gang)一樣,14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)出(chu)現(xian)大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)時,使力(li)學性(xing)能降(jiang)低(di),主要(yao)(yao)表(biao)現(xian)在(zai)(zai)沖(chong)(chong)擊韌(ren)度方面(表(biao)9.24),對強度的(de)(de)(de)(de)(de)影響較小。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)沖(chong)(chong)擊韌(ren)度還(huan)與(yu)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)分布(bu)有(you)關(guan),鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)呈斷(duan)續(xu)網狀分布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)ak值最低(di),而呈明顯帶(dai)狀分布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)ak值比前者可(ke)(ke)高(gao)出(chu)3倍左右。14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)量(liang)(liang)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)還(huan)會(hui)使熱塑性(xing)降(jiang)低(di),鍛造時形成裂紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)傾向增(zeng)大(da)。根據生產實踐(jian)經驗,將(jiang)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)成分控制在(zai)(zai)下列(lie)范圍內:C含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)0.13%~0.17%,Si含(han)(han)(han)量(liang)(liang)不大(da)于0.37%,Mn含(han)(han)(han)量(liang)(liang)不大(da)于0.6%,Cr含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)16.5%~17.5%,Ni含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)2.2%~2.5%,可(ke)(ke)使8鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)10%~15%,保(bao)證(zheng)(zheng)一般力(li)學性(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)。也有(you)人主張將(jiang)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)三個主要(yao)(yao)元(yuan)素(su)調整在(zai)(zai)下列(lie)范圍內:C含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)0.15%~0.25%,Cr含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)16%~16.8%,Ni含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)2%~2.5%,這樣可(ke)(ke)使δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)限(xian)制在(zai)(zai)3%~5%,保(bao)證(zheng)(zheng)要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)能,但會(hui)帶(dai)來下述兩個問題:一是增(zeng)加碳和降(jiang)低(di)鉻以后會(hui)損及(ji)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐蝕性(xing)能;二是由于碳及(ji)鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao)導致鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)殘余奧氏體(ti)(ti)(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)增(zeng)多。


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  14Cr17Ni2鋼的(de)(de)鍛(duan)(duan)造(zao)加(jia)(jia)熱(re)(re)規(gui)范是(shi):始鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)1150℃,終鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)800~900℃。鍛(duan)(duan)造(zao)加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)不能過(guo)(guo)高(gao)(gao),在高(gao)(gao)溫(wen)(wen)下停留(liu)的(de)(de)時間(jian)(jian)也(ye)不要過(guo)(guo)久,以免(mian)析出(chu)大量(liang)的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)(ti),影響(xiang)熱(re)(re)處理以后的(de)(de)力(li)學性能。圖9.28為14Cr17Ni2鋼(成分:0.18%C、0.41%Si、16.10%Cr、1.90%Ni、0.70%Mn)于不同溫(wen)(wen)度(du)(du)和時間(jian)(jian)加(jia)(jia)熱(re)(re)后的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)(ti)數量(liang)的(de)(de)變(bian)化。可以看出(chu),加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)較之(zhi)加(jia)(jia)熱(re)(re)時間(jian)(jian)更能影響(xiang)鋼中的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)(ti)含(han)量(liang),而且在加(jia)(jia)熱(re)(re)至(zhi)1000℃以上才顯著(zhu)增多,因此過(guo)(guo)熱(re)(re)易發(fa)生(sheng)于鍛(duan)(duan)造(zao)加(jia)(jia)熱(re)(re)不當時。淬火加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)過(guo)(guo)高(gao)(gao)及保溫(wen)(wen)時間(jian)(jian)過(guo)(guo)久也(ye)會使鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)(ti)含(han)量(liang)增多,但(dan)不及鍛(duan)(duan)造(zao)過(guo)(guo)熱(re)(re)顯著(zhu)。


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  鍛造時還應(ying)注(zhu)意(yi)要(yao)有足夠的鍛造比,合(he)理地分配每次加熱的變(bian)形(xing)量,以(yi)使鐵素(su)體晶粒破碎,獲得有利(li)于韌性的分布(bu)狀態,以(yi)及防止因變(bian)形(xing)不(bu)均勻而在兩相的界面上產生裂(lie)紋。


  14Cr17Ni2鋼的(de)軟化(hua)處理與Cr13型(xing)不銹(xiu)鋼一樣,也(ye)是(shi)采(cai)用(yong)高溫回火或完(wan)全退(tui)火。前(qian)者是(shi)加熱至650℃左右保(bao)溫后于空(kong)氣中冷(leng)卻;后者是(shi)加熱至850~880℃保(bao)溫后爐冷(leng)至750℃后空(kong)冷(leng)。需要特(te)別指出的(de)是(shi),14Cr17Ni2鋼是(shi)不銹(xiu)鋼中對白(bai)點很敏感的(de)鋼,用(yong)以(yi)生產(chan)大型(xing)鍛件,鍛后應進行去白(bai)點退(tui)火,否則鍛件有產(chan)生白(bai)點的(de)可能。


  14Cr17Ni2鋼的淬火溫度以950~980℃比較適宜,溫度超過1000℃時由于組織中鐵素體增加及出現殘余奧氏體,使淬火后的硬度降低(圖9.29)。淬火加熱溫度過高,一方面使奧氏體中溶解大量的碳及合金元素,穩定性增高;另一方面,當高溫時析出8鐵素體以后,使奧氏體中的合金元素,特別是起穩定奧氏體作用的合金元素相對地增多,使馬氏體轉變點降低,殘余奧氏體含量增多。由圖9.29可以看出,稍許成分的差異也會使淬火后的硬度相差甚大。14Cr17Ni2鋼的組織中出現大量殘余奧氏體時,會出現晶間腐蝕。在正常淬火情況下,14Cr17Ni2鋼沒有晶間腐蝕(shi)傾向。


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  14Cr17Ni2鋼的淬火一(yi)般采(cai)用油(you)冷,淬火后的組織為馬氏(shi)體(ti)、鐵素體(ti)及少量的殘余奧氏(shi)體(ti)。


 14Cr17Ni2鋼(gang)通常采用(yong)在(zai)275~350℃與550℃以上回(hui)火(huo)(huo)。275~350℃低溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)后(hou)的基體(ti)(ti)組織為回(hui)火(huo)(huo)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti),具(ju)有(you)高的硬(ying)(ying)度(du)(350~402HB)與耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)能,適用(yong)于要求高硬(ying)(ying)度(du)及耐(nai)腐蝕(shi)的零件。550~700℃高溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)后(hou)的基體(ti)(ti)組織為回(hui)火(huo)(huo)索氏(shi)(shi)體(ti)(ti),強度(du)與韌(ren)性(xing)配合較好(hao)(hao),耐(nai)蝕(shi)性(xing)也高。這兩種(zhong)狀態(tai)的顯微組織雖然不同,但都具(ju)有(you)較高的耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)能,沒(mei)有(you)明(ming)顯的差別,在(zai)濃度(du)為50%的冷態(tai)或沸(fei)騰的5%硝酸中(zhong),均具(ju)有(you)10級(ji)標準中(zhong)的第3級(ji)(表9.1)。高溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)工藝主要用(yong)于要求強度(du)和(he)韌(ren)性(xing)配合較好(hao)(hao)和(he)耐(nai)腐蝕(shi)的結構零件。


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 與Cr13型不銹鋼一樣,14Cr17Ni2鋼一般不采用350~550℃回火,在這一溫度區間回火的14Cr17Ni2鋼的耐蝕性能與沖擊韌性均低,這與它具有回火脆性和“475℃脆性”有關。14Cr17Ni2鋼在550℃左右回火后,油冷后的沖擊值比空冷后約高出一倍。14Cr17Ni2鋼在450℃重復加熱時,隨加熱時間的延長,沖擊值顯著降低,與冷卻條件無關,這表明該鋼還具有高鉻鋼固有的475℃脆性。


 當淬火(huo)的14Cr17Ni2鋼中(zhong)存在殘余奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)時,在高(gao)溫(wen)回火(huo)過(guo)程中(zhong)它們不可(ke)能完全等(deng)溫(wen)分解,而(er)是析出一部分碳化物后(hou)殘余奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的穩定性降低,于回火(huo)過(guo)程中(zhong)轉變為馬氏(shi)(shi)體(ti),結果使(shi)調質后(hou)鋼的強度(du)升高(gao),而(er)塑(su)性與韌性降低。在這種情(qing)況下,可(ke)在原來的回火(huo)溫(wen)度(du)再進行一次回火(huo),使(shi)新生(sheng)成的馬氏(shi)(shi)體(ti)分解為回火(huo)索氏(shi)(shi)體(ti),從而(er)使(shi)強度(du)降低,而(er)塑(su)性與韌性提高(gao)。


 14Cr17Ni2鋼熱處(chu)理后具(ju)有(you)較(jiao)高的強度和(he)硬度,對氧(yang)化(hua)酸(suan)類及有(you)機鹽類的水溶(rong)液有(you)良好的耐(nai)蝕性,一般用于既要求(qiu)高力學性能的可淬硬性,又要求(qiu)較(jiao)高的耐(nai)硝酸(suan)及有(you)機酸(suan)腐蝕的零件(jian)(jian)、容器和(he)設備,如軸類、活塞桿、泵、閥等的部件(jian)(jian),以(yi)及彈簧和(he)緊固件(jian)(jian)等。


 17Cr16Ni2是新(xin)列(lie)入 GB/T 1220-2007中的鋼號。與14Cr17Ni2鋼相比,17Cr16Ni2鋼適當增加(jia)了碳含量,略減(jian)少鉻含量,從(cong)而明顯(xian)改善了鋼的加(jia)工性(xing)能。該鋼適于制作要求較高強度(du)、韌(ren)性(xing)和良好耐蝕性(xing)的零部件,以及在潮濕介質中承受應(ying)力(li)的部件。



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