AMS 2759-3C 沉淀硬化型不锈钢与马氏体时效钢零件热处理(中文)
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沉淀硬化不锈钢发展及五大不锈钢性能特点简单汇总前面已经述及,沉淀硬化不锈钢在室温下,钢的基体组织可以是马氏体、奥氏体以及铁素体,经过事宜热处理,在基体上沉淀(析出)金属间化合物以及碳化物、氮化物等而使不锈钢强化的一类不锈钢。
目前获得广泛应用的沉淀硬化不锈钢主要分为三类,即马氏体沉淀硬化不锈钢、半奥氏体沉淀硬化不锈钢和奥氏体沉淀硬化不锈钢。
此外,人们常把超低碳马氏体时效不锈钢也列入其中。
发展简况虽然早在20世纪30年代人们就已了解不锈钢沉淀硬化的原理,但自从出现第一个沉淀硬化不锈钢牌号Stainless w:0Cr17Ni7AlTi后,一直到1946年也并未获得应用。
此后,由于航空、航天以及原子能和化工等对既耐腐蚀又具有高强度/重量比的钢的需求,一些新的沉淀硬化不锈钢开始陆续问世。
美国将此类不锈钢列为600系列。
超低碳马氏体时效不锈钢出现于20世纪60年代。
它是在马氏体时效钢基础上添加铬,使钢具有不锈性而发展起来的。
一般也将它列入马氏体沉淀硬化不锈钢类中。
马氏体沉淀硬化不锈钢具有不稳定的奥氏体组织,固溶处理后产生马氏体相变。
通过时效处理,在马氏体基体上析出第二相而使钢强化。
超低碳马氏体时效不锈钢具有不锈性,在经固溶并时效后,在超低碳、高镍马氏体的基础上析出第二相而使钢强化。
半奥氏体沉淀硬化不锈钢也是一种奥氏体不稳定的不锈钢,但奥氏体的稳定性要比马氏体沉淀硬化不锈钢为高。
半奥氏体沉淀硬化不锈钢固溶态在室温下为奥氏体,经过冷加工过、超低温冷处理加热到750℃左右进行调整处理后,可使奥氏体转变为马氏体,然后在经过时效处理,在马氏体基体上析出第二相而钢强化。
奥氏体沉淀硬化不锈钢具有温度奥氏体组织,经固溶处理后再经时效,从奥氏体基体上析出第二相而使钢强化。
表7.1列出了沉淀硬化不锈钢的一些牌号和它们的化学成分标号。
(转自不锈钢概论)下面附表系五大类不锈钢性能特点的简要汇总,供参考。
特性钢类马氏体铁素体奥氏体双相沉淀硬化耐蚀性不锈性○ ⊙⊙⊙⊙耐全面腐蚀性○△⊙△⊙○ ⊙○△耐点蚀、缝隙腐蚀性△╳⊙△⊙○ ⊙○ △╳耐应力腐蚀性△╳⊙╳○⊙△╳耐热性高温强度⊙△⊙△○⊙抗氧化、抗硫化性△⊙△○╳○ ○△热疲劳性○ ○ ○ ○ ○焊接性和冷加工性焊接性△╳○△⊙⊙△冷成型性(深冲)△╳⊙⊙△△╳冷成型性(深拉)△╳○ ⊙△△╳易切削性○ ○ △○ ○ △强度和塑、韧性室温度强⊙○ ○ ⊙⊙室温塑性、韧性○╳○ ⊙⊙○△低温塑性、韧性○╳○╳⊙○ △╳○其他磁性有有无有有无导热性○ ⊙╳○ △╳线膨胀系数小小大中中╳1⊙优,○良,△中,╳差;2凡是有两种不同评定时,则系随钢中化学成分的不同而有所不同。
固溶热处理:将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右,使碳化物相全部或基本溶解,碳固溶于奥氏体中,然后快速冷却至室温,使碳达到过饱和状态(碳已经稳定了,没有能力和机会与铬形成高铬碳化物)。
这种热处理方法为固溶热处理。
固溶热处理中的快速冷却似乎象普通钢的淬火,但此时的‘淬火’与普通钢的淬火是不同的,前者是软化处理,后者是淬硬(形成马氏体)。
后者为获得不同的硬度所采取的加热温度也不一样,但没到1100℃。
我是搞火电的,回答可能不太全面,谁知道的可以继续补充。
在电厂中,奥氏体不锈钢管进行冷弯加工,容易产生形变诱发马氏体相变(很拗口,其实就是产生了马氏体),容易引起耐蚀性的下降。
ASME标准规定,当加工量超过一定量时就必须进行固溶处理(3)稳定化处理:为避免碳与铬形成高铬碳化物,在奥氏体钢中加入稳定化元素(如Ti和Nb),在加热到875℃以上温度时,能形成稳定的碳化物。
这是因为Ti(或Nb)能优先与碳结合,形成TiC(或NbC),从而大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度(含量),起到了牺牲Ti(或Nb)保护Cr的目的。
含Ti(或Nb)的奥氏体不锈钢(如:1Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni9Nb)经稳定化处理后比进行固溶热处理更具有良好的综合机械性能。
稳定化处理:为避免碳与铬形成高铬碳化物,在奥氏体钢中加入稳定化元素(如Ti和Nb),在加热到875℃以上温度时,能形成稳定的碳化物(由于Ti和Nb能优先与碳结合,形成TiC或NbC),大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度(含量),从而起到了牺Ti 和Nb保Cr的目的。
经稳定化处理比进行固溶热处理的奥氏体不锈钢,具有更好的综合机械性能。
(4)所以,有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处理不锈钢材料常识1.什么是不锈钢?不锈钢是在普通碳钢的基础上,加入一组铬的质量分数( wCr )大于 12% 合金元素的钢材,它在空气作用下能保这是由于在这类钢中含有一定量的铬合金元素,能使钢材表面形成一层不溶解于某些介质的坚固的氧化薄膜(钝化膜),使在这类钢中,有些除含较多的铬( Cr )外,还匹配加入较多的其他合金元素,如镍( Ni ),使之在空气中、水中、蒸汽许多种酸、碱、盐的水溶液中也有足够的稳定性,甚至在高温或低温环境中,仍能保持其耐腐蚀的优点。
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耐腐蚀不锈钢铸件的热处理1.马氏体耐腐蚀不锈钢铸件的热处理马氏体耐腐蚀不锈铸钢中铬的质量分数为l3%,且含碳量较高,淬透性好,经适当热处理后,不仅具有良好的综合力学性能,抗腐蚀性能也较好,故该钢种常以热处理状态供货。
马氏体耐腐蚀不锈铸钢常用的调质处理工艺,通常选用950~1050。
C油淬或空冷,然后650~750。
C 回火——即调质处理。
一般淬火后应立即回火以防止因淬火组织应力而导致铸件开裂。
调质状态组织为回火索氏体和铁素体。
图ll-49为淬火温度对w(Cr)=13%的马氏体耐蚀不锈铸钢脆性转变温度的影响。
表ll—20为四种不同热处理规范对ZGl5Crl 3铸钢力学性能的影响。
表11—21为不同回火温度下ZGl5Crl3铸钢的力学性能。
表lI-22为不同回火温度下ZG30Crl3铸钢的力学性能。
由表li-20~表ll—22可知,ZGl5Crl3、ZG30Crl3铸钢在300。
C~600。
C会出现回火脆性,故应尽量避免在此脆性区回火。
图11—50为回火温度对ZG06Crl3Ni4Mo(CA一6NM)力学性能的影响。
表11—23为马氏体耐蚀不锈铸钢的热处坪规范.①退火后,炉冷。
②淬火保温时间至少30rain后,油冷或空冷。
③回火温度不得采用370~595。
C。
④CA一6NM为美国钢号,相当于ZG06Crl3Ni4M0。
含有少量镍、钼、硅等合金元素的高强度低碳马氏体不锈钢铸件,经正回火处理后具有良好的综合力学性能、焊接性能和抗磨性能。
广泛用于大型水轮机整铸或铸焊叶轮。
其通常选用的热处理规范为950~1050。
C正火+600~670。
C回火。
对大型铸件如水轮机叶轮的热处理规范各参数(/E火回火温度、保温时间及冷却速率等)必须预以严格控制,才能得到所规定的铸件性能要求。
图ll—51~图ll-56为正火温度、保温时间、正火后的冷却速率、回火温度及钼、硅含量对ZGl0Crl3Nil高强度马氏体不锈铸钢性能的影响。
不锈钢热处理技术及最新动向信息来源:世界金属导报时间:2015-11-3015:04:35不锈钢是Cr含量大于10.5%、C含量小于1.2%的具有高耐蚀性的合金钢。
根据钢的常温组织,不锈钢分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体-铁素体不锈钢、析出硬化型不锈钢等5大类别。
以下根据日本JIS G 4303的规定对5类不锈钢的热处理进行介绍。
1 奥氏体不锈钢的热处理1.1 固溶热处理固溶热处理是消除钢中的马氏体和钢中的应变,将碳化物固溶、使钢的组织成为单相奥氏体组织、提高钢的耐蚀性和加工性的热处理方法。
表1是JIS G 4303规定的奥氏体不锈钢的热处理条件。
热处理温度大致分为1010-1150℃、大于900℃、1030-1180℃三大类别。
奥氏体中的碳化物主要是Cr碳化物,需要用固溶热处理的方法将其分解。
温度越高,钢中的固溶C量越大,碳化物越容易分解。
所以,钢的C含量越高,越需要提高固溶热处理的温度。
此外,Ti、Nb与C有很强的亲和力,可与C形成稳定的碳化物。
所以,含Ti、Nb钢的固溶C量远小于钢的C含量。
因此,添加稳定化元素Ti、Nb的SUS316I、SUS321、SUS347等牌号奥氏体不锈钢,可以在900℃左右进行固溶热处理。
另一方面,含有较多Cr、Ni钢的固溶C量低,需要进行更高温度的固溶热处理。
所以SUS310S、SUS321L、SUS836L等牌号奥氏体不锈钢要进行高温固溶热处理。
所有牌号奥氏体不锈钢固溶热处理后都要急冷。
如果在550-800℃温度范围内冷却速度小,大量Cr碳化物在晶界析出,Cr碳化物周围形成了Cr浓度很小的贫Cr层,贫Cr层将成为腐蚀起点,使钢发生腐蚀,导致钢的耐蚀性显著下降。
因此,在奥氏体不锈钢固溶热处理时,当C固溶后要进行急冷,不使Cr碳化物析出。
1.2 稳定化热处理添加Ti、Nb的SUS316I、SUS321、SUS347等牌号奥氏体不锈钢,有时需要进行稳定化热处理。
1. 范围本规范连同AMS 2759中提及的钢的热处理的一般要求一起,构成了马氏体不锈钢零件热处理的要求,涉及的零件在AMS 2759中作了规定。
1.1 应用本规范适用于以下钢制造的零件:403、410、416、420、422、431、440C 型和GREEK Ascoloy(UNS S40300、S41000、S41600、S42000、S42200、S43100、S44004、和S41800)。
2.有关文件在采购单有效期内的下列文件的出版物均作为本规范的一部分。
除非特别规定了一个专门的文件版本, 供应商可以按文件得补充修订版执行, 当参照的文件出现了更改而又未指定补充文件, 则使用该文件的上次版本。
2.1 SAE出版物:SAE,400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA 15096-0001或 中的现版出版物。
AMS 2759 钢零件热处理的一般要求ARP 1820 评价表面显微组织的统计方法2.2 ASTM出版物ASTM,100 Barr Harbor Drive, P.O.Box C700,West Conshohocken,PA 19428-2959或中的现版出版物。
ASTM E 380 不锈钢零件清洗和除锈3. 技术要求3.1 热处理应符合AMS 2759和本规定的要求。
3.2 设备应符合AMS 2759的要求。
对于退火、不完全退火、硬化、校正、消除应力和烘烤所使用的炉子,其温度均匀性应达到±25℉(±14℃);对于回火使用的炉子,其温度均匀性应为±15℉(±8℃)。
3.3 加热气氛当加热温度超过1250℉(677℃)时,相应于各种不同类型(见3.3.1节)零件所允许使用的热处理气氛(见3.3.2节)列于表1;当零件加热温度小于等于1250℉(677℃)时可随意使用A级、B级、C级气氛(见8.2节)。
(1)对于要在1000 °F (538 °C)以上回火的零件,应禁止在含氢气气氛中奥氏体化。