

高硅含量使鞍山00Cr18Ni15Si4鋼對濃硝酸和含氧化劑的硝酸有非常出色的耐蝕性。而且硝酸濃度愈高(尤其是超過80%以后),其他不銹鋼越不耐蝕時(shí),該鋼種越顯示出極低的腐蝕率。圖4-15是在沸騰濃硝酸中該鋼種與0Cr18Ni9鋼耐蝕性的對比。濃度超過90%的沸騰硝酸中,00Cr18Ni15Si4鋼的腐蝕率低于0.02mm/a,而鞍山0Cr18Ni9鋼的腐蝕率則在1.5mm/a以上。
該鋼種由于碳含量極低,即使在敏化狀態(tài)下耐晶間腐蝕性能也很好。休氏法晶間腐蝕實(shí)驗(yàn)(65%HNO3,沸騰,10×48h)的腐蝕率僅為0.6g/(m2.h)。
鞍山00Cr18Ni15Si4鋼可進(jìn)行鍛造和熱軋。熱加工加熱溫度為1080-1140℃(鋼錠加熱控制在1120℃以下),停鍛溫度為900℃。加熱爐氣氛要保持為弱氧化性,以防止鍛件增碳。工件加熱要均勻、燒透,避免火焰直接噴射和局部過熱,由于再結(jié)晶速度較慢(特別是當(dāng)溫度較低時(shí)),要注意及時(shí)回爐加熱。
冷加工成形也容易進(jìn)行,但由于加工硬化較快及變形量較大時(shí)容易變脆,要及時(shí)進(jìn)行中間軟化退火。冷彎時(shí)彎曲半徑不宜太小。
該鋼種正確的熱處理制度為1100-1140℃加熱后水冷(固溶處理),加熱爐氣氛應(yīng)為弱氧化性。熱加工、冷加工和焊后都要進(jìn)行固溶處理。要注意固溶處理溫度不能過低,否則耐蝕性和力學(xué)性能(塑性和韌性)都會(huì)受影響。在敏化溫度區(qū)間(500-950℃)不宜較長時(shí)間受熱或緩慢冷卻通過。
該鋼種可使用包劑焊條進(jìn)行手工電弧焊或惰性氣體保護(hù)焊。但應(yīng)采用和低熱輸入、低電流和小直徑焊條,層間溫度也應(yīng)較低。焊接材料成分應(yīng)與母材基本相同,焊縫中的δ-鐵素體量不得超過10%。
鞍山不銹鋼的鍛造加工溫度范圍為1170-1205℃,在1040℃以下應(yīng)具有>50%的變形量,以得到細(xì)化的晶粒。在時(shí)效前應(yīng)進(jìn)行固溶退火。加熱爐氣氛應(yīng)不引起脫碳或滲碳。鞍山鋼可以在A狀態(tài)或任何時(shí)效條件下焊接,不需預(yù)熱。通常以TIG工藝為 ,對于<6mm的薄截面材料,焊后不必進(jìn)行固溶退火處理可進(jìn)行時(shí)效處理。對于厚截面材料,在需要多道次焊接的條件下,在時(shí)效之前應(yīng)該進(jìn)行焊后固溶退火處理。
此鋼進(jìn)行固溶熱處理的目的是使鋼中全部奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體,固溶處理工藝為927℃×(15-30min),空冷至16℃。時(shí)效處理溫度為510-620℃,時(shí)效時(shí)間少應(yīng)為4h,然后空冷到室溫。540℃時(shí)效可以獲得強(qiáng)度、韌性和耐應(yīng)力腐蝕性能的 配合。為了便于大變形量冷成型和提供鞍山 機(jī)械加工性能,采用過時(shí)效處理,即加熱760℃,保溫2h空冷,然后再加熱到620℃,時(shí)效4h空冷,此狀態(tài)稱H1150-M。
鞍山不銹鋼有一個(gè)基本元素,即它們都含鉻。在含量大約為12%時(shí),該元素通過自發(fā)形成一種穩(wěn)定的、透明的鈍化膜來延緩腐蝕。較高的合金含量可通過強(qiáng)化薄膜和快速自我修復(fù)薄膜來提高抗腐蝕性。鞍山商業(yè)品牌的不銹鋼鉻含量上限約為30%。
圖所示為某一含碳量下的鉻一鐵雙合金相圖。所謂的γ環(huán)區(qū)(奧氏體)是在鉻含量約為11-13%情況下產(chǎn)生的。如果其它奧氏體形成元素增加的話,鉻含量可擴(kuò)大至約16-18% 。特別應(yīng)該注意的是碳、氮和鎳的影響,它們可擴(kuò)大穩(wěn)定奧氏體的范圍。圖5表明了碳和氮元素的加入對邊界移動(dòng)的影響。
如果鞍山不銹鋼在加熱和冷卻過程中通過γ相區(qū)。它經(jīng)過鐵素體——奧氏體——馬氏體轉(zhuǎn)變,而稱為馬氏體不銹鋼,一般這樣的不銹鋼是磁性的類似鐵并且可以通過熱處理使其硬化。
另一方面,含鉻17%的合金(很少甚至沒有奧氏體形成元素)位于γ環(huán)的外邊,保留了鐵素體結(jié)構(gòu),但通過熱處理不能使其硬化。也有磁性(由于鐵素體結(jié)構(gòu))稱之為鐵素體不銹鋼,鐵素體不銹鋼在所有溫度下為一同相。
鞍山00Cr18Ni15Si4(Nb)是一種高硅含量的超低碳鞍山鉻鎳奧氏體不銹鋼,其 特點(diǎn)是由于較多量硅的加入,在濃硝酸及含氧化劑的硝酸中耐蝕性非常優(yōu)良。同時(shí)在固溶狀態(tài)下具有較好的強(qiáng)度、塑性與沖擊韌性的搭配,也可以焊接。該鋼鐘主要用于濃硝酸(67%及以上)的生產(chǎn)貯裝置與設(shè)備,在含氧化劑的硝酸環(huán)境中工作的設(shè)備,以及核反應(yīng)堆系統(tǒng)中的溶解器等。
1Cr18Ni12和0Cr18i9Cu3兩種鋼屬于穩(wěn)定的奧氏體不銹鋼。與常用的鞍山0Cr18Ni9鋼相比,由于提高了鎳或加入了銅,其奧氏體基體更加穩(wěn)定,因而在經(jīng)受即使較大變形量的冷加工之后,也不會(huì)或基本上不發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變,所以加工硬化傾向很小。并且冷加工之后材料的磁性沒有明顯增強(qiáng),即仍然保持是無磁的。所以這兩種不銹鋼特別適應(yīng)于冷鐓、深沖、旋壓等冷成形加工,可以減少中間退火次數(shù),實(shí)現(xiàn)多道次連續(xù)成形操作。尤其對于要求無磁的冷沖部件,更顯示其他不銹鋼無法取代的優(yōu)點(diǎn)。這兩種鋼主要用于弱腐蝕性環(huán)境中使用的緊固件、深沖件及有關(guān)設(shè)備,或在汽車、飛機(jī)及電氣設(shè)備中使用要求不生銹的沖壓零部件等