马氏体不锈钢的钢号、化学成分和性能特点.doc

. 马氏体不锈钢1、常用马氏体不锈钢的钢号、化学成分和性能特点。1、 Cr13型（1） 此类钢的化学成分见表2-8表2-8 1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13钢的化学成分， %钢 号CSiMnCrSP1Cr130.151.001.0011.5-13.50.0300.0352Cr130.16-0.251.001.0012-140.0300.0353Cr130.26-0.351.001.0012-140.0300.0354Cr130.36-0.450.600.8012-140.0300.035 GB1220-92(2)力学性能 1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13 钢的力学性能分别见表2-9至表2-16。表2-9 1Cr13钢的室温力学性能热处理制度bMPa0.2MPa5%ak105.J/m2硬度HB附注1000-1050淬火(油水冷)700-790回火(油、水空冷)58841220608.81871000-1050油淬，700-790回火588-981412-74420-35.560-868.8-36.0126-187870，120min完全退火，以25/h冷却到600空冷5392743573135-160925-1000油淬，230-370回火120min12809321560360-380925-1000油淬，540回火120min9817652065260-330925-1000油淬，600回火120min7856172265210-250925-1000油淬，650回火120min7165882368200-230925-1000油淬，700回火120min6865392569195-220925-1000油淬，760回火120min6174123072170-195摘自GB1220，硬度为退火或高温回火后的数值实际生产检验值，钢材截面尺寸60mm表2-10 1Cr13钢的高温力学性能热处理制度试验温度bMPa0.2MPa5%k105.J/m21030-1050油淬，750回火20598402226010.82005293631660400490363165819.6500363274186423.5600225177187021.6持久强度试验温度，470500530b/1000 MPa294265225b/10000 MPa255216186b/100000 MPa216186157试验温度，400450500蠕变强度1/10000 MPa12110393.21/100000 MPa12110355.9表2-11 2Cr13钢的室温力学性能热处理制度bMPasMPa5%k105.J/m2硬度HB附注1000-1050淬火(油、水冷)660-770回火(油、水、空冷)64744116557.91971000-1050，淬火(油、水冷)660-770回火647-1133441-95616-33.655-787.9-26.1126-197860退火49024522658.81050空淬，500回火123093274591050空淬，600回火83463710556.91050油淬，660回火84969619.063.512.81050油淬，770回火80568618.066.517摘自GB1220，硬度为退火或高温回火后的数值；实际生产检验值，钢材截面尺寸60mm，硬度为退火后硬度值。表2-12 2Cr13钢的高温力学性能热处理制度试验温度bMPasMPa5%k105.J/m21000-1020油淬，720-750回火2070651021.068.06.37-17.130054439218.066.011.840051939716.558.520.145048537217.557.023.547048541222.571.050043135832.575.02555034127936.583.521.8试验温度，450470500530持久强度b/1000 MPa323255225157b/10000 MPa290211191103b/100000 MPa25518615775试验温度，450475500530蠕变强度b/10000 MPa12878.515768.6b/10000 MPa12878.54929.4表2-13 3Cr13钢的室温力学性能热处理制度b MPas MPa5 % %硬度HRC(HB)k 105.J/m2附注1000-1050淬火，200-300回火-48(207)-1000-1050淬火，200-300回火-48-60(131-207)-860退火5392942060-71000空冷，650回火94770116.052.3-5.5摘自GB1220，括号内硬度系退火或高温回火后的布氏硬度；实际生产检验值。表2-14 3Cr13钢的高温力学性能热处理制度试验温度b MPas MPa5 % %k 105.J/m21000空冷，650回火2094269616529200814657145712.8400706568125215.7500608527145415.7600451412218015.7 试验温度，400450蠕变强度b/100000 MPa132834表2-15 4Cr13钢的室温力学性能热处理制度bMPasMPa5%淬火温度HRC退火后硬度HB附注1050-1100油淬，200-300回火-502291050-1100油淬，200-300回火-50-67143-2291050空冷，6003h回火111889312.532.0k12105J/m2860退火47054920-25-摘自GB1220；实际生产检验值。表2-16 4Cr13钢的高温力学性能热处理制度试验温度bMPasMPa5%1030空冷，500回火，空冷201770-17901600-16202.54001630-16701420-145064501540-15701320-13905-65001290-13101230-12706.51030空冷，600回火空冷201110-11409509.2-10400900-940780-8208.3-10450790-810610-64010-12500700-720570-59015-15（3）耐蚀性能 1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13 钢均具有不锈性。在室温的稀硝酸以及弱有机酸中也有一定耐蚀性。1Cr13和2Cr13钢在某些介质中的耐蚀性能见表2-17和表2-18表2-17 1Cr13钢的耐蚀性能介 质 条 件试验延续时间，h腐蚀速度mm/a介 质浓 度，%温 度，硝酸5200.17207200.0045沸腾1.0-3.020200.120沸腾0.150200.150沸腾241.2165200.165沸腾242.290200.190沸腾10氢氧化钾25沸腾0.150200.150沸腾1.0柠檬酸1200.11沸腾10.025207200.58蚁酸10-502010.0氨溶液或气体20-1000.1氢氧化钠20500.120沸腾1.0501001.0-3.0草酸钾浓液200.1浓液沸腾10.0硝酸铵约652011270.0022约651251100.165硫酸镁5-饱和溶液200.1醋酸钠饱和溶液沸腾0.001氯酸钾饱和溶液1000.1表2-18 2Cr13钢的耐蚀性能介 质 条 件腐 蚀 速 度mm/a介质浓度，%温度，硝酸5200.15沸腾3.0-10.020200.120沸腾1.0-3.050200.150沸腾3.065200.165沸腾3.0-10.090200.190沸腾10.0硼酸50-饱和1000.1醋酸1900.152010.0102010.0柠檬酸1200.120沸腾10.0蚁酸10-502010.0氢氧化钠205055-退火状态755-1427.5HB(230-240)1.57（3）耐蚀性能9Cr18钢的耐蚀性能见表2-23和表2-24。表2-24 9Cr18钢对海水的耐蚀性试验时间d失重，mg/cm2不完全浸入全浸150.28-3650.652.24（4）工艺性能包括冷、热加工性能，热处理性能及焊接性能。9Cr18钢热加工时，加热制度、加工开始与终止温度、冷却速度都要予以注意。适宜的热加工温度为900-1050。钢的热处理工艺见表2-25。经退火处理后，9Cr18钢有良好的切削性。由于在焊接过程中会产生硬化和应力裂纹，故它不适于焊接用途。表2-23 9Cr18钢的耐蚀性能介质条件腐蚀深度mm/a介质浓度，%温度，硝酸5-20200.1560-沸腾1.020600.120801.020沸腾2.0-3.04060-801.040沸腾3.0-10.050200.150801.060200.16060-801.060沸腾1.0-3.090201.090沸腾3.0-10.0醋酸52010.02550-753.0-10.025沸腾10.0502010.0磷酸1200.1102010.055010.058010.0盐酸0.5201.00.55010.01203.01503.0-10.0 表2-25 9Cr18钢的热处理工艺项目加热温度，冷却条件硬度，HB组织状态淬火1050-1075油-580马氏体+碳化物回火200-300空气-马氏体+碳化物软化退火800-840炉冷到500-珠光体(5)物理性能9Cr18钢的物理性能见表2-26。表2-26 9Cr18钢的物理性能比热容c105.J/(kg.K)热导率102.W/(m.K)线胀系数，10-6K-1密度103kg/m3电阻率.m(20)20-10020-20020-30020-4000.460.29310.5011.0011.0011.507.70.603、1Cr17Ni2（1）化学成分1Cr17Ni2钢的化学成分（%）：C ：0.11-0.17,Si0.80,Mn0.80,Cr：16-18,Ni：1.50-2.50,S0.03,P0.030为了避免钢中相过多而使钢的力学性能下降，钢中的镍、铬含量应分别控制在2%-2.5%和16%-17%。（2）力学性能1Cr17Ni2钢的力学性能见表2-27和表2-28。表2-27 1Cr17Ni2钢的力学性能热处理制度b,MPa5%k105.J/m2硬度HB附注950-1050油淬275-350回火空冷1080109285950-1050油淬280-350回火空冷1080-170010-229-25187-286摘自GB1220，硬度为退火或高温回火后的数值；实际生产检验值。表2-28 1Cr17Ni2钢的高温力学性能热处理制度试验温度b,MPa0.2MPa5,%1030油冷，680空冷2094275517593008546861453400785637135750063754918666003533532988（3）耐蚀性能1Cr17Ni2钢的耐蚀性能见表2-29表2-29 1Cr17Ni2钢的耐蚀性能介质条件腐蚀速度mm/a介质条件腐蚀速度mm/a介质浓度，%温度，介质浓度，%温度，硝酸10500.1氢氧化钠20沸腾0.110850.130200.130600.1301001.030沸腾1.040901.050500.1501001.050800.1-1.060901.050沸腾3.0磷酸5200.160600.15850.1硫酸1203.0-10.0102010.025203.0-10.0102010.0盐酸1203.0醋酸107510.015201.0氢氧化钾25沸腾0.115403.050200.125501.050沸腾1.025903.06812010.0氢氧化钠10900.1硫酸铝10500.120500.110沸腾1.0-3.0（4）工艺性能 包括冷、热加工性能，热处理性能及焊接性能。1Cr17Ni2钢在退火状态可不经预热便可进行冷变形加工。它们热加工性能良好，适宜的温度为1050-1100，但终止热变形温度应低于800。热加工后，需缓冷并及时进行不完全退火。1Cr17Ni2钢的热处理工艺为：退火：650-700，炉冷；淬火：950-1050，油冷；回火：275-350，空冷。此钢的抛光性能好，但不适于焊接用途。若必须焊接时，焊前需经500-600预热，焊后必须热处理。（5）物理性能：1Cr17Ni2物理性能为：密度：7750kg/m3; 比热容c:0.46103J/(kg.K) 弹性模量E：20时，206000MPa。 线膨胀系数：20-100时，1010-6K-1; 20-200时，1010-6K-1; 20-400时，1110-6K-1;热导率：20时，21W/(m.K)； 100时，22W/(m.K)；300时，23W/(m.K)； 500时，25W/(m.K)4、0Cr12Ni5Ti（1）化学成分0Cr12Ni5Ti钢的典型化学成分（%）：C：0.04,Si0.02,Mn0.25,Cr：11.50,Ni：50,Ti：0.50 。（2）力学性能0Cr12Ni5Ti钢的力学性能见表2-30和表2-31。表2-30 0Cr12Ni5Ti钢的硬度，冲击和疲劳性能试验温度夏比冲击（V型缺口），J硬度HRC疲劳强度106N，MPa纵向横向2125018228455-7230182-1817668-464116-7388-12.5mm的退火板材表20-31 0Cr12Ni5Ti钢带材（退火并酸洗）的室温力学性能试验温度bMPa0.2,MPa5%缺口抗拉强度MPa纵向-73980845171045-469258101510102184573512.5925937907151288514978068510-2047206408.58152607006306.5-3166706155.0750横向-731010890101100-4695585011.510352186077011.5975938107409.59201497807156.5-2047406956.08352607256655-3167056603.0750 缺口半径=0.018mm,Kt=15-18 带材厚度为1.5mm。（3）耐蚀性能0Cr12Ni5Ti钢为低碳含镍两种，它的耐蚀优于其他12%Cr型不锈钢，类似于1Cr17钢。在5%NaCl喷雾试验中，其耐锈蚀性能在1Cr17和0Cr19Ni9之间，见表2-32。在酸性介质中的耐蚀性能列入表2-33表2-32 0Cr12Ni5Ti的耐蚀性能钢 号至锈蚀的时间，h1Cr1320-241Cr1732-480Cr12Ni5Ti72-1000Cr19Ni9100-200表2-33 0Cr12Ni5Ti钢的酸性介质中的耐蚀性能介质温度试验时间h腐蚀速度mm/a0Cr12Ni5Ti1Cr131Cr170Cr19Ni925%HNO3沸腾2403.81570.2130.0620%P3PO4沸腾240.2741637.620.0660%H3PO4沸腾2410.3648.46570.06 548h试验（4）工艺性能0Cr12Ni5Ti钢具有良好的冷、热加工性能。热加工温度范围为871-1205。冷加工性能良好，且加工硬化速度相当低，因此在弯曲成型过程中，在拉伸区域有可能使截面尺寸变薄，在应用时应予以充分考虑。0Cr12Ni5Ti钢的临界温度：A1：677，A3：746，Ms：410，Mf：260。退火时加热保温温度为816-982，冷却方式为空冷。消除应力处理的最高加热温度为370，冷却方式为空冷。在多数应用场合下，不需进行消除应力退火。（5）物理性能0Cr12Ni5Ti钢的物理性能见表2-34和表2-35。表2-34 0Cr12Ni5Ti钢的物理性能密度kg/m3熔点线膨胀系数，10-6K-1电阻系数(20).m透磁率(退火状态)200H20-10020-30020-50078201232-145410.2610.9811.340.6678.2表2-35 0Cr12Ni5Ti钢的弹性模量、切变弹性模量和泊桑比名称纵向横向弹性模量E，MPa19.110418.8104切变弹性模量G，MPa7.21047.06104泊桑比0.3200.330 超声试验数据5、00Cr13Ni5Mo（1）化学成分00Cr13Ni5Mo钢的化学成分（%）：C0.03,Si0.80,Mn： 0.4-1.0，Cr：12-14,Ni：4-6,Mo：0.5-1.0,P0.035,S0.035.（2）力学性能00Cr13Ni5Mo钢的室温和高温力学性能见表2-36和表2-37。表2-36 00Cr13Ni5Mo特厚板的室温力学性能钢料取样部位bMPasMPa5%k105J/m2A钢常规865730-74019-2158.512-13S.T865-87074020-2160-6320-25C.T86574019.8-21.158.512S.L865730-74021.2-2267.9-69.320-25C.T855710-72521.2-21.865.6-65.720Z向820-830595-6158.5-11.216.1-16.911-12B钢常规855-86074521.3-21.761.7-61.816-19S.T860765-77521.4-21.763-65.116-18C.T85574521.3-21.761.7-61.816-19S.L855-860705-77522.8-25.07125-26C.L855715-73522.0-23.069.3-72.625-27Z向84572516.9-17.847.4-48.413 A钢：电炉+VOD治炼，锭重13.1t；板厚120mm；固溶处理（10802h空冷）+回火（6004h空冷）；B钢：电炉+VOD冶炼，锭重21t；板厚190mm；热处理制度同A钢；S表面，C心部，T横向，L纵向表2-37 00Cr13Ni5Mo钢的高温力学性能试验温度bMPa0.2MPa%200870775-78016-15.471-71.6300860-865720-76512.7-13.469.0-70.2400830-835700-76512.7-13.265.8-66.2500640-645580-60520-22.877.5-800.5600390-420320-35034-45.683.5-87.5700195-210120-140101.5-103.187.6-88.1800140-14585-10073.865.3-73.390085-9055-6061.4-7548-57.3100050-5535-4057.2-62.146.8-52.511003520-2587-92.678.4, -82.3120015-201078.1-83.8-00Cr13Ni5Mo钢在自来水中的疲劳性能见图2-50。该钢在水中的腐蚀疲劳性能优于瑞典的2RMZ铸钢。图2-50（3）耐磨蚀性能在含泥砂的水中磨蚀性优于奥氏体不锈钢和一般的马氏体不锈钢。表2-38汇总了00Cr13Ni5Mo钢与其他材料的对比试验结果。表2-3800Cr13Ni5Mo钢的耐磨蚀性能钢号硬度HB试验时间h磨损速度mg/(cm2.h)ZG3012147.470Cr18Ni91584630Cr13Ni42534870Cr13Ni626948017-4PH32143500Cr13Ni5Mo28541.12试验介质：黄河花园口原型砂，含砂量为50Kg/m3;试验条件；转速为13.24-145m/s（4）工艺性能00Cr13Ni5Mo钢具有良好的热加工和热弯成型性能。热加工的加热温度可参照18-8型不锈钢，特厚板的热弯成型宜在700-1000进行。 00Cr13Ni5Mo钢具有良好的焊接性能，配套焊接材料为00Cr17Ni6Mo。对于特厚板经多道次焊接，其热影响区仍具有良好的综合性能，见表2-39。表2-39 00Cr13Ni5Mo钢焊后性能材料状态bMPa0.2Mpa5%akJ/am2硬度HV待焊母材回火态88073516.1265.3103278HAZ1焊态111098512.763.357329HAZ1回火态89081519.970.092273HAZ1+焊态109010001271.663331HAZ1+回火态87579519.178102273HAZ1+焊态1110101013.972.659333HAZ1+回火态87580018.773.094274注：HAZ1-模拟手工电弧焊单道焊的热影响区；，一为模拟单道焊后热影响区再受后续焊道作用下的热影响区6、0Cr17Ni7A1和0Cr15Ni7Mo2A1（1） 化学成分两种钢的化学成分见表2-40。表2-40 0Cr17Ni7A1和0Cr15Ni7Mo2A1钢的化学成分，%钢号CSiCrNiMn0Cr17Ni7A10.091.016-186.5-7.751.00Cr15Ni7Mo2A10.0