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材質:316L
(1)馬氏體型不銹鋼
馬氏體型不銹鋼與普通合金鋼一樣具有通過淬火實現硬化的特性,因此可通過選擇牌號及熱處理條件來得到較大范圍的不同的力學性能。
馬氏體型不銹鋼從大的方面來區分,屬于鐵-鉻-碳系不銹鋼。進而可分為馬氏體鉻系不銹鋼和馬氏體鉻鎳系不銹鋼。在馬氏體鉻系不銹鋼中添加鉻、碳和鉬等元素時強度的變化趨勢和在馬氏體鉻系不銹鋼中添加鎳的強度特性如下所述。
馬氏體鉻系不銹鋼在淬火-回火條件下,增加鉻的含量可使鐵素體含量增加,因而會降低硬度和抗拉強度。低碳馬氏體鉻不銹鋼在退火條件下,當鉻含量增加時硬度有所提高,而延伸率略有下降。在鉻含量一定的條件下,碳含量的增加使鋼在淬火后的硬度也隨之增加,而塑性降低。添加鉬的主要目的是提高鋼的強度、硬度及二次硬化效果。在進行低溫淬火后,鉬的添加效果十分明顯。含量通常少于1%。
在馬氏體鉻鎳系不銹鋼中,含一定量的鎳可降低鋼中的δ鐵素體含量,使鋼得到硬度值。
馬氏體型不銹鋼的化學成分特征是,在0.1%-1.0%C,12%-27%Cr的不同成分組合基礎上添加鉬、鎢、釩、和鈮等元素。由于組織結構為體心立方結構,因而在高溫下強度急劇下降。而在600℃以下,高溫強度在各類不銹鋼中,蠕變強度也。
(2)鐵素體型不銹鋼
據研究結果,當鉻含量小于25%時鐵素體組織會抑制馬氏體組織的形成,因而隨鉻含量的增加其強度下降;高于25%時由于合金的固溶強化作用,強度略有提高。鉬含量的增加可使其更易獲得鐵素體組織,可促進α
’相、б相和x相的析出,并經固溶強化后其強度提高。但同時也提高了缺口性,從而使韌性降低。鉬提高鐵素體型不銹鋼強度的作用大于鉻的作用。
鐵素體型不銹鋼的化學成分的特征是含11%-30%Cr,其中添加鈮和鈦。其高溫強度在各類不銹鋼中是的,但對熱疲勞的抗力。
(3)奧氏體型不銹鋼
奧氏體型不銹鋼中增加碳的含量后,由于其固溶強化作用使強度得到提高。
奧氏體型不銹鋼的化學成分特性是以鉻、鎳為基礎添加鉬、鎢、鈮和鈦等元素。由于其組織為面心立方結構,因而在高溫下有高的強度和蠕變強度。還由于線膨脹系數大,因此比鐵素體型不銹鋼熱疲勞強度差。
(4)雙相不銹鋼
對鉻含量約為25%的雙相不銹鋼的力學性能研究表明,在α+r雙相區內鎳含量增加時r相也增加。當鋼中的鉻含量為5%時,鋼的屈服強度達到值;當鎳含量為10%時,鋼的強度達到值。
(1)高溫裂紋:在這里所說的高溫裂紋是指與焊接有關的裂紋。高溫裂紋可大致分為凝固裂紋、顯微裂紋、HAZ(熱影響區)的裂紋和再加熱裂紋等。
(2)低溫裂紋:在馬氏體型不銹鋼和部分具有馬氏體組織的鐵素體型不銹鋼中有時會發生低溫裂紋。由于其產生的主要原因是氫擴散、焊接接頭的約束程度以及其中的硬化組織,所以解決方法主要是在焊接過程中減少氫的擴散,適宜地進行預熱和焊后熱處理以及減輕約束程度。
(3)焊接接頭的韌性:在奧氏體型不銹鋼中為減輕高溫裂紋性,在成分設計上通常使其中殘存有5%-10%的鐵素體。但這些鐵素體的存在導致了低溫韌性的下降。在雙相不銹鋼進行焊接時,焊接接頭區域的奧氏體量減少而對韌性產生影響。另外隨著其中鐵素體的增加,其韌性值的顯著下降的趨勢。
己證實高純鐵素體型不銹鋼的焊接接頭的韌性顯著下降的原因是由于混入了碳、氮和氧的緣故。其中一些鋼的焊接接頭中的氧含量增加后生成了氧化物型夾雜,這些夾雜物成為裂紋發生源或裂紋傳播的途徑使得韌性下降。而有一些鋼則是由于在保護氣體中混入了空氣,其中的氮含量增加在基體解理面{100}面上產生板條狀Cr2N,基體變硬而使得韌性下降。
(4)б相脆化:奧氏體型不銹鋼、鐵素體型不銹鋼和雙相不銹鋼易發生б相脆化。由于組織中析出了百分之幾的相,韌性顯著下降。б相一般是在600-900℃范圍內析出,尤其在750℃左右最易析出,作為防止б相產生的預防性措施,奧氏體型不銹鋼中應盡量減少鐵素體的含量。
(5)475℃脆化:在475℃附近(370-540℃)長時間保溫時,使Fe-Cr合金分解為低鉻濃度的a固溶體和高鉻濃度的a’固溶體中鉻濃度大于75%時形變由滑移變形轉變為孿晶變形,從而發生475℃脆化。