1Cr18Ni12Mo3Ti0Cr18Ni12Mo3Ti和00Cr19Ni13Mo3这四种含氮奥氏体不锈钢均是在其各自的不含氮钢种的基础上发展起来的。它们既保留了原来各相应不含氮钢种的耐蚀性特点,同时由于氮的强化作用提高了强度和加工硬化倾向,而塑性、韧性仍然维持很高的水平。另外,氮的加入也进一步改善在某些方面的耐蚀性,特别是耐点腐蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀性能。这些钢可用在各相应不含氮钢的应用场合,同时可承受更重的负荷,因而可减少材料消耗。从实用角度上讲,目前重要的是0Cr19Ni9N和00Cr17Ni13Mo2N两种。0Cr19Ni9N钢主要用于要求一定耐蚀性和较高强度或减轻重量的设备及构件,比如飞机和宇航器中的部件与装置,海水设备中泵、阀以及船舶的轴与推进器等。00Cr17Ni13Mo2N钢主要用于化工、化肥(特别是尿素生产)装置中的高压设备和管线,如合成塔、反应器和容器有关设备。
铁素体不锈钢适用环境与基本用途
0Cr13是铁素不锈钢中铬含量 的一种。它具有不锈性,而且耐蚀性优于含碳量 的1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13马氏体不锈钢。它具有良好的塑、韧性的和冷成型性,而且优于铬含量更高的其它铁素体不锈钢。当0Cr13 钢中含碳量控制很低时,其塑性,特别是韧性、冷成型性还会显著提高。0Cr13 钢主要用于制造耐水蒸汽,碳酸氢铵母液,热的含硫石油腐蚀的部件和设备的衬里等。
这是三种中等铬含量的铁素体不锈钢。当1Cr17钢中含碳量较高而铬含量较低时,此钢的组织结构除铁素体外还有一定量的珠光体。1Cr17Ti,0Cr17Ti,由于含钛或既含钛且碳量又低,故这两种钢均为纯铁素体组织。同时,它们的耐晶间腐蚀和焊接性能均优于1Cr17 钢。 0Cr17Ti 含碳量较1Cr17Ti 低,故耐蚀性也较1Cr17Ti稍优。这三种铁素体不锈钢的脆性转变温度均在室温以上,而且都对缺口敏感。所以,它们均不适于制做在室温以下承受载荷的设备和部件,且通常使用的钢材其截面尺寸一般不允许超过4mm。1Cr171Cr17Ti0Cr17Ti在大气、水蒸汽等弱介质中具有不锈性,但当介质中含有较高Cl-时,不锈性则嫌不足; 这三种钢在氧化性酸溶液中均有接近1Cr18Ni19(Ti)钢的耐蚀性。 由于这三种钢具有耐蚀性,力学性能以及热导率高的特点,这三种钢主要用于生产硝酸,硝铵的化工设备,如吸收塔,热交换器、酸槽、输送管道、贮槽等。它们也可用于食品、酿洒、厨房、家用电器中,制造耐蚀、清洁部件。
当00Cr18Mo2(Ti),高纯Cr18Mo2(Ti)钢中含Ni+Cu量≤0.5%时,退火态一般不产生氯化物应力腐蚀破裂。表3-34和图3-85为所得到的结果。
需要提出,铁素体铬不锈钢的耐应力腐蚀也是有条件的。过量的镍、铜、过高的碳、氮含量,遭受敏化处理(例如焊接),不适当冷加工以及过高的载荷(或残余)应力等均可导致其应力腐蚀的出现。
冷、热加工和热处理工艺及焊接性能
试验及实践表明,00Cr18Mo2(Ti)以及高纯Cr18Mo2(Ti)的冷、热加工一般均不困难。这些钢的高温塑性 ,在1000-1200℃很易热加工。但是,为了细化晶粒并获得良好塑性,与前述铁素体不锈钢一样,热加工终止温度应尽量低且变形量需足够大。
根据冷弯、杯突试验和深冲试验结果,00Cr18Mo2(Ti)以及高纯Cr18Mo2(Ti)薄板均具有优良的冷成型性。结果见表3-35和表3-36。铁素体不锈钢的冷加工硬化倾向虽较Cr-Ni奥氏体不锈钢小,但由于其延伸率的 值较18-8钢为低。因此,冷成型尚需选择适合此特性的冲模具。
00Cr25Ni20(Nb)钢的冷、热加工性能良好,适宜的热加工温度为900-1150℃。适宜的冷加工工艺与18-8不锈钢相同。冷加工的中间退火温度00Cr25Ni20(Nb)以1000-1150℃为宜,而不含铌的00Cr25Ni20则可在850-950℃进行。00Cr25Ni20(Nb)易成型,切削性能与18-8不锈钢没有显著差别。
00Cr25Ni20(Nb)的固溶处理温度范围为1000-1150℃,钢中含铌时可选用此范围的上限,加热、保温后需快冷。
00Cr25Ni20(Nb)可焊性良好,可选用钨极氩弧焊,金属极氩弧焊和手工电弧焊,手工电弧焊更为合适。焊件厚度≤6mm时用直径2.5mm的焊条,焊件厚度超过6mm时则用直径≤3.2mm的焊条。由于00Cr25Ni20不仅碳量低且纯度高,因而焊接热裂倾向小。但是含铌的00Cr25Ni20Nb则具有较高的焊接热裂倾向,这与焊接时钢中铌化物低熔点共晶的形成有关。当进行00Cr25Ni20(Nb)管板堆焊时,可采用00Cr25Ni20MoMn钢作为堆焊材料。