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宏盛特鋼提高低溫不銹鋼韌性及強度方法有哪些
發布者:不銹鋼管廠(www.9600014.live) 發布時間:2020/4/24 閱讀:121

 浙江宏盛特鋼有限公司主要針對鎳系低溫不銹鋼的化學成分,熱處理工藝和組織和性能關系做了研究。對已有的國內外生產的兩種9鎳做了力學性能和沖擊性能的測試,發現了國產9鎳不銹鋼的沖擊功相比國外的同類產品要差,因為沖擊值是衡量鎳系低溫鋼的最重要的參數,為了了解這種差異通過OM和SEM照片來分析各自的組織,發現了組織是影響低溫韌性重要因素,并且通過化學成分和熱處理工藝來調控得到更優的組織,可以很大程度上提高沖擊功值,得到好的韌性,可以得到以下結論:

 

 1. 為了得到低溫韌性優異的鎳系低溫鋼,化學成分的控制是第一步,鎳元素作為鎳系低溫鋼中最重要的元素,決定著鎳系低溫鋼的使用溫度范圍,隨著鎳元素的增加,鎳系低溫鋼的韌脆轉變溫度降低,可以用在更低的溫度下。碳在鎳系低溫鋼中是一個不利元素,應該盡量控制其含量,但是也需要一定的量來提供強度。錳在鎳系低溫鋼中的作用與鎳類似,添加適量的錳可以使韌脆轉變溫度下降,還可降低鎳含量降低成本,錳也可以在熱處理過程中穩定奧氏體,對韌性也有幫組。硅少量存在并不會影響韌性。鉬可以抑制等溫階段奧氏體晶粒的長大,對淬火后的組織細化有益,適量添加有益韌性。磷、硫、氮、氫和氧等是有害元素,要盡量加以控制。

 

 2. 通過分析國內外兩種9鎳鋼的組織發現,雖然回火馬氏體組織是一種鎳系低溫鋼的典型組織,但是相比有很多針狀鐵素體的組織,其韌性還是有所差距。大量針狀鐵素體的存在分割了晶粒,使得有效晶粒尺寸減小,同時提供大量大角度晶界,而大角度晶界的存在可以有效抑制裂紋的擴展,提高韌性。

 

 3. 為了得到可以用在更低溫度的節鎳型鎳系低溫鋼,冶煉了4中不同鎳元素和合金元素含量的鎳系低溫鋼,這些鋼初始的工藝是多步熱軋空冷得到,熱軋后的組織有大量的缺陷,組織變形嚴重,晶粒粗大,沖擊結果顯示其不適用在低溫環境。但是經過處理后,消除了前面的熱軋組織,形成了晶粒度細小的回火馬氏體組織,并且有少量的奧氏體存在,基體中的雜質元素也被吸收,故低溫沖擊功大大提高。其中1#鋼鎳元素含量為5.5%,其沖擊功從22J提高至142J,遠遠高于ASTM標準中34J的要求,為其用在更低的環境提供了可能性。


 
  國內外常用的低溫不銹鋼主要有低溫鎮靜鋼和鎳系低溫鋼,其中鎳系低溫不銹鋼是以鎳為主要合金元素的低溫用鋼,除了本文討論的鎳系低溫不銹鋼,當加入很多鉻元素后,就是
奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼晶體結構是面心立方,低溫韌性優良,沒有韌脆轉變溫度,在低溫下擁有良好的塑性和韌性。鎳是鎳系低溫不銹鋼最重要的元素,隨著鎳含量的增加,鋼的低溫韌性提高,最低使用溫度下降,它主要使用于-40~-196℃下的結構材料,根據使用溫度的不同可以使用不同的鎳含量。例如,正火處理的2.5鎳鋼使用溫度-50℃,正火+回火處理的3.5鎳鋼使用溫度-88℃,調質的3.5鎳鋼使用溫度-104℃,調質的5鎳鋼使用溫度-162℃,9鎳鋼可用到-196℃,鎳系低溫鋼已形成一個體系。

 

  評價鎳系低溫不銹鋼能否在對應溫度服役的主要技術指標就是低溫沖擊功。沖擊功數值的大小可以直觀地反應被測試材料在相應溫度下的韌性好壞。測量沖擊功首先需要把材料加工成特定的形狀,然后通過一定能量的擺錘撞擊試樣,得到其斷裂過程吸收的能量,能量越高,材料的韌性越好。如果需要測量在低溫下的韌性則需要先把試樣在特定的溫度放置一段時間,使得試樣整體達到該溫度然后進行沖擊試驗。韌性反映了材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。韌性越好,則發生脆性斷裂的可能性越小。沖擊韌性反映材料對沖擊負荷的抵抗能力,一般由沖擊韌性值(ak)和沖擊功(Ak)表示,其單位分別為J/cm2和J(焦耳)。沖擊韌性或沖擊功試驗(簡稱"沖擊試驗")根據試驗溫度不同可以分為常溫、低溫和高溫沖擊試驗三種;如果按試樣缺口形狀又可分為"V"形缺口和"U"形缺口沖擊試驗兩種,沖擊韌度指標的實際意義在于揭示材料的變脆傾向。
 

 
 

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