目前列入國家標準的Cr21型雙相不銹鋼僅有12Cr21Ni5Ti。
一、12Cr21Ni5Ti雙(shuang)相不銹鋼簡介(jie)
12Cr21Ni5Ti(原牌號為 1Cr21Ni5Ti)已納入GB/T 1220、GB/T 3280、GB/T 4237、GB/T 20878、GB/T 21833等標準中(化學成分見表7-1)。該牌號材料包括鋼棒、鋼板、無縫鋼管等。該鋼最早由前蘇聯在20世紀60年代開發,1961年納入標準(TOCT5632-61),1972年又對其進行了修訂,TOCT5632-72將0Cr21Ni5Ti鋼的Cr、Ni含量提高,鋼號改為0Cr22Ni6Ti(化學成分見表7-5),中國經研制后、1975年納人GB 1220-75標準,該鋼種是為了節鎳,代替1Cr18Ni9Ti而設計的,有較好的力學性能,特別是強度較高。
二(er)、12Cr21Ni5Ti雙相不銹鋼的化學成分和顯微組(zu)織
Cr21型化學(xue)成分(fen)(fen)見表7-1或表7-5。此鋼在500~600℃短時加熱(re)出現脆(cui)性,這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)溫度(du)范(fan)圍(wei)與(yu)鐵(tie)素體(ti)(ti)固溶體(ti)(ti)的彌散硬化溫度(du)范(fan)圍(wei)[析(xi)出(Ni,Cr,Fe)3(Ti,Al)相]和鐵(tie)素體(ti)(ti)固溶體(ti)(ti)的兩相分(fen)(fen)離溫度(du)范(fan)圍(wei)(475℃脆(cui)性)部分(fen)(fen)疊(die)加,有可能是(shi)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)溫度(du)范(fan)圍(wei)強化效果最(zui)顯(xian)(xian)著的原因;為了(le)防止這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)現象,采(cai)用控制鋼中 Ti不(bu)大于(yu)0.5%,殘余Al不(bu)大于(yu)0.08%的方法(fa),收到了(le)明顯(xian)(xian)的效果。
經950~1050℃固溶(rong)處理(li)后,Cr21型雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)中的鐵素體量為55%~70%。提高淬火溫度(du),使鐵素體量增(zeng)多,當(dang)組織中奧氏體量不(bu)(bu)少(shao)于(yu)20%~25%時仍為細晶組織,只有(you)當(dang)奧氏體相(xiang)消失時,晶粒才會(hui)粗(cu)化。由于(yu)兩相(xiang)組織阻止了晶粒急(ji)劇長(chang)大,因此在少(shao)量變(bian)形(xing)后再加熱時,雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)沒有(you)晶粒急(ji)劇長(chang)大傾(qing)向,這(zhe)也(ye)是這(zhe)種類型鋼(gang)的特(te)征(zheng)之一。
Cr21型雙相不銹鋼在400~500℃范圍內長(chang)期保溫,出(chu)現475℃脆性;600~750℃短期時效后的塑性降(jiang)低(di)是由(you)于碳化物的析出(chu)而(er)使(shi)合金(jin)元素貧(pin)化的奧氏體產生馬氏體轉變的結果;650~700℃長(chang)期保溫的脆化則與(yu)α相的析出(chu)有關。
Cr21型雙相不銹鋼中的(de)(de)奧氏(shi)(shi)(shi)體是(shi)亞穩定的(de)(de),在冷變(bian)(bian)形(xing)過程中也(ye)會(hui)產生馬氏(shi)(shi)(shi)體轉變(bian)(bian)(γ-am),即使在小變(bian)(bian)形(xing)量(liang)后,飽和磁化強度也(ye)會(hui)顯著增加,見(jian)表7-6。但是(shi)加熱到150℃即可以(yi)抑制馬氏(shi)(shi)(shi)體轉變(bian)(bian),這提(ti)供了采用溫(wen)軋工藝以(yi)提(ti)高軋制變(bian)(bian)形(xing)量(liang)的(de)(de)條件(jian)。
三(san)、12Cr21Ni5Ti雙相不(bu)銹鋼的性能(neng)
這類鋼(gang)中增加了鈦的(de)(de)含量(liang),與022Cr19Ni5Mo3Si2N 鋼(gang)相比,提高了鋼(gang)的(de)(de)耐晶(jing)間腐(fu)蝕能力和耐應力腐(fu)蝕的(de)(de)能力。由于這類鋼(gang)中鉻當(dang)(dang)量(liang)與鎳(nie)當(dang)(dang)量(liang)的(de)(de)比值選擇適當(dang)(dang),在高溫加熱后仍能保留(liu)較大量(liang)的(de)(de)奧氏體組(zu)織,還能在冷卻(que)過程中生成二次奧氏體,結果(guo)鋼(gang)中奧氏體總的(de)(de)體積分數不低于30%~40%,使(shi)鋼(gang)具有(you)良好的(de)(de)耐晶(jing)間腐(fu)蝕的(de)(de)能力。
四、12Cr21Ni5Ti雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的用(yong)途
12Cr21Ni5Ti雙相不銹鋼代替1Cr18Ni9Ti鋼使用,多用來制造既耐氧化性酸的腐蝕(例如硝酸),又要求有較高強度的設備和部件,用來制造化學工業、食品工業等耐酸腐蝕的容器和部件,特別適用于制造航空發動機殼體和火箭發動機燃燒室外壁。