高氮无镍奥氏体不锈钢
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上海隆继金属集团提供:板材、管材、棒材、箔带、法兰、焊材等规格。
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种类及用途17Cr-15Mn-4Ni 高锰奥氏体不锈钢,由17Cr-15Mn-4Ni 构成,与传统非磁性奥氏体不锈钢相比,其强度高,而且即使进行强冷加工,也不会带磁性。
本公司可供应板材、带材。
材料牌号・标准化学成分最小 最大 0.0900.9015.000.0450.0154.6017.500.35物理性能 比热(J/kg ・K) 480 电阻率(μΩ・cm) 77 热传导率(W/m ・K)13.2 平均热膨胀系数(10-6/℃)30–100℃16.0 30–300℃ 17.7 30–500℃ 19.2 30–700℃20.3纵向弹性模量(MPa) 19.6 x 104 强磁性 无 熔点(℃) 1375-1410机械性能示例 冷轧板 46178945211高温强度0.2%屈服强度(N/mm2)抗拉强度(N/mm2)延伸率(%)室温41179655100℃35867957200℃25961947300℃23160747400℃22157547500℃19153442600℃18746836700℃16837128800℃15126924900℃9014839 1000℃347462加工硬化特性导磁率即使进行冷加工,导磁率也不会发生变化,因此也不会带磁性。
时效硬化特性冷轧后,在300~500℃温度下进行热处理,硬度即可以提高50~70HV。
耐腐蚀性与SUS 304(标准奥氏体不锈钢)相当。
即使进行强冷加工后,耐腐蚀性也基本无变化。
用点腐蚀电位来测定评价的耐点腐蚀性能固溶处理材料0.34 V60% 冷轧钢材0.31 V5% NaCl 30℃通过盐水喷雾试验来评估的耐气候性能固溶处理材料无不生锈60% 冷轧钢材无不生锈5% NaCl 35℃ for 7 days热处理17Cr-15Mn-4Ni与和奥氏体不锈钢一样,具有奥氏体组织,热处理也可采用与奥氏体不锈钢同样的方式。
奥氏体不锈钢的特性及用途奥氏体不锈钢的特性及用途奥氏体不锈钢是在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。
钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时,具有稳定的奥氏体组织。
奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。
奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性,但强度较低,不可能通过相变使之强化,仅能通过冷加工进行强化。
如加入S,Ca,Se,Te等元素,则具有良好的易切削性。
此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外,如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。
此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。
高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。
由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能,在各行各业中获得了广泛的应用。
奥氏体不锈钢的特性及用途:钢号:30418Cr-8Ni特性:作为一种用途广泛的钢,具有良好的耐蚀性,耐热性,低温强度和机械特性。
冲压、弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象(无磁性,使用温度-196℃~800℃)。
用途:家庭用品(1、2类餐具、厨柜,室内管线,热水器、锅炉、浴缸)、汽车配件(风挡雨刷、消声器、模制品)、医疗器具、建材、化学,食品工业、农业、船舶部件钢号:304L18Cr-8Ni-低碳特性:作为低C的304钢,在一般状态下,其耐蚀性与304钢相似,但在焊接后或者消除应力后,其抗晶界腐蚀能力优秀。
在未进行热处理的情况下,亦能保持良好的耐蚀性,一般在400以下使用(无磁性,使用温度-196℃~800℃)。
用途:应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤碳、石油产业的野外露天机器、建材、耐热零件及热处理有困难的零件。
钢号:304J113Cr-7.7Ni-2Cu特性:应添加Cu,其成型性,特别是拔丝性和抗时效裂纹性好,并可进行复杂形状的产品成形。
其耐蚀性与304钢相同。
第二代超级奥氏体不锈钢是一种新型的不锈钢材料,具有优异的耐腐蚀性能和高强度,被广泛应用于船舶建造、化工设备、海洋工程等领域。
其化学成分及相关技术参数对其性能具有重要影响,以下将对其进行详细介绍:一、化学成分1.主要元素:第二代超级奥氏体不锈钢主要由铬(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)、铜(Cu)、氮(N)等元素组成。
其中,铬是提高不锈钢耐蚀性的主要元素,而镍和钼能够提高其强度和耐腐蚀性能。
添加适量的铜和氮可以进一步提高其耐腐蚀性能。
2.微量元素:除了主要元素外,第二代超级奥氏体不锈钢中还包含少量的钛(Ti)、钒(V)、铌(Nb)等微量元素,这些元素能够进一步提高不锈钢的强度和耐腐蚀性。
二、相关技术参数1.抗拉强度:第二代超级奥氏体不锈钢的抗拉强度一般在800MPa以上,有些甚至可以达到1000MPa以上。
这种高强度使其在海洋工程等领域具有重要的应用前景。
2.屈服强度:与传统奥氏体不锈钢相比,第二代超级奥氏体不锈钢的屈服强度更高,一般在600MPa以上。
这种特性使其在承受高应力和外载荷时具有更好的性能。
3.延展性:尽管第二代超级奥氏体不锈钢的强度很高,但其延展性仍然保持在15以上,这意味着即使在承受大应力时,其仍然具有较好的塑性变形能力。
4.耐腐蚀性:由于其特殊的化学成分,第二代超级奥氏体不锈钢具有出色的耐腐蚀性能,在盐雾环境、酸碱介质和高温高压条件下仍能保持良好的表面状态。
5.焊接性能:第二代超级奥氏体不锈钢具有良好的焊接性能,可以采用多种焊接方法进行连接,焊后的接头强度和耐腐蚀性能可与母材相媲美。
6.热处理效果:第二代超级奥氏体不锈钢可以进行固溶处理和时效处理,通过合理的热处理工艺,可以进一步提高其强度和耐腐蚀性。
总结:第二代超级奥氏体不锈钢的化学成分和相关技术参数决定了其优异的性能,使其成为新一代不锈钢材料中的佼佼者。
随着科技的不断进步和工艺的不断完善,相信第二代超级奥氏体不锈钢在更多领域将得到广泛应用,并为相关行业带来更大的经济效益和社会效益。
高性能奥氏体不锈钢指南--机械性能和物理性能奥氏体不锈钢强度高、韧性好。
奥氏体不锈钢的强度来自于置换型合金元素和填隙原子氮和碳的固溶强化。
奥氏体不锈钢不能通过热处理将其硬化或强化,如果需要提高强度,只能通过冷加工实现。
奥氏体不锈钢的加工硬化系数较高,而且加工硬化速率高,因此冷加工可以大大提高其强度。
奥氏体不锈钢具有很好的成型性,在断裂前可吸收大量的能量。
这类不锈钢在低温和高温情况下都具有良好的机械性能。
1、强度表1汇总了标准奥氏体和高性能奥氏体不锈钢的常温机械性能。
与300系标准奥氏体不锈钢相比,200系和高性能奥氏体不锈钢具有更高的屈服强度和抗拉强度,这在很大程度上是由于氮和碳的固溶强化作用所致,还跟钼、镍和铬等置换型元素合金化程度高有直接关系。
图1说明了氮合金化如何提高这些钢的强度。
例如,当含氮量从常规的0.05%增加到0.20%时,屈服强度从270Mpa 提高到了340Mpa 。
这对材料规范中强度的最低限值影响很大。
例如,ASTM A240要求304L (约0.05%N) 屈服强度的最低限值为170Mpa,304N (0.15%N)屈服强度的最低限值为240Mpa。
高性能奥氏体不锈钢的强度更高,例如S31254 (0.20%N) 屈服强度的最低限值为310Mpa,S31266 (0.50% N) 屈服强度的最低限值为420Mpa。
表1 标准300系和200系奥氏体不锈钢和高性能奥氏体不锈钢机械性能的最低限值说明:这些机械性能对应的是按照UNS生产的ASTM牌号。
第二列中的欧标牌号与之类似,但可能不完全相同。
满足一种规范(如ASTM)要求的材料,不一定满足其它规范(如EN或JIS)对类似材料的要求。
图1 氮对奥氏体不锈钢强度的影响因为奥氏体不锈钢不能通过热处理进行硬化,所以通常的处理方式是固溶退火。
如果需要更高的强度,有些钢厂可提供冷压延产品。
成型、旋压、型锻、冷拔等冷加工工艺可以大幅提高强度。
第43卷 第5期 上 海 金 属 Vol.43,No.52021年9月 SHANGHAIMETALS September,20211 基金项目:河北省级科技计划(No.20311003D);国家自然科学基金(No.52004097)作者简介:王书桓,男,教授,博士生导师,主要从事炼钢新技术、高压冶金等方面的研究,E mail:26217826762@qq.com高氮不锈钢高压冶炼工艺研究王书桓1,2 张存帅1,2 赵定国1,2 刘吉猛1,2 李晨晓1,2(1.华北理工大学冶金与能源学院,河北唐山 063009;2.唐山市特种冶金及材料制备重点实验室,河北唐山 063009) 【摘要】 高氮不锈钢具有优异的力学性能和化学性能,但其冶炼难度较大。
高压底吹氮工艺适用于冶炼高氮不锈钢。
分析了高压底吹氮条件下影响钢中增氮的热力学和动力学参数。
业已确定:高压和高铬、高锰含量有利于钢液中氮的溶解;底吹氮流量越大钢液增氮速率越大,底吹时间延长钢液中氮含量增加;提高凝固压力可有效抑制钢液中氮因偏析而逸出。
【关键词】 高氮钢,冶炼工艺,溶解度,含氮量,氮偏析中图分类号:TF4文章编号:1001 7208(2021)05 0001 06StudyonHigh pressureSmeltingTechnologyforHigh nitrogenStainlessSteelWANGShuhuan1,2 ZHANGCunshuai1,2 ZHAODingguo1,2 LIUJimeng1,2 LIChenxiao1,2(1.SchoolofMetallurgyandEnergyNorthUniversityofTechnology,TangshanHebei063009,China;2.TangshanKeyLaboratoryofSpecialMetallurgyandMaterialsPreparation,TangshanHebei063009,China)【Abstract】 High nitrogenstainlesssteelhasexcellentmechanicalandchemicalproperties,butismoredifficulttobesmelted.Atypeofhigh pressurebottomblowingnitrogenprocessissuitableforsmeltinghigh nitrogenstainlesssteel.Thethermodynamicandkineticparametersinfluencingnitrogenincrementinthesteelundertheconditionofhighpressurebottomblowingnitrogenwereanalyzed,andithasbeendeterminedthat(a)highpressure,highchromiumandmanganesecontentswerebeneficialtosolutionofnitrogeninthemoltensteel;(b)thehigherthebottomblowingnitrogenflowratewas,thegreaterthenitrogen increasingrateinthemoltensteelwas,andasthebottomblowingtimeincreased,sotoodidthenitrogencontentinthemoltensteel;and(c)theincreaseinsolidificationpressuremadeitpossibletoeffectivelyinhibitescapeofnitrogenfrommoltensteelduetoitssegregation.【Key Words】 high nitrogensteel,smeltingprocess,solubility,nitrogencontent,nitrogensegregation 钢铁产业是我国的支柱产业。
4.2、奥氏体不锈钢4.2.1、常见钢种的化学成份与性能1、1Cr17Ni7(1)化学成分1Cr17Ni7钢的化学成分列于表4-2表4-2 1Cr17Ni7钢的化学成分,%(2)力学性能1Cr17Ni7不锈钢的固溶态及不同程度冷轧态下的室温力学性能示于表4-3。
在固溶状态下,该钢种和其他奥氏体不锈钢一样,强度较低而塑性很好。
但经过冷变形加工,强度明显表4-3 1Cr17Ni7钢室温力学性能提高,塑性相应降低(图4-8)。
因此应用时要根据实际需要,合理选择材料供货态的冷加工变形量。
(3)耐蚀性1Cr17Ni7不锈钢在工业大气、城市大气条件下抗锈性良好,在中性的氧化性环境中有较好的耐蚀性。
但在海洋大气条件下或在还原性环境中耐蚀性较差。
另外,该钢种对于化工过程中常见的酸、碱、盐介质耐蚀性较差,因而不推荐在化工装置或设备中应用。
(4)工艺性能该钢种热加工工艺性能良好,锻轧热加工温度范围为1150-850℃。
用生产不锈钢的常规生产手段能顺利地生产出各种常用规格的棒、板、带和丝材。
进行冷变形加工时,由于冷作硬化倾向较强,要增加中间软化退火的次数。
该钢种适宜的固溶处理温度(以及中间软化退火温度)为1050-1100℃该钢种在固溶态下焊接无困难。
但冷轧态材料进行焊接会在焊缝附近形成低强度区而影响使用,因而不推荐在焊接状态下应用。
若不可避免焊接时,应尽量减少热输入或采用电阻焊(点焊、滚焊等)。
图4-8 冷变形对1Cr17Ni7不锈钢室温力学性能的影响(5)物理性能密试(20℃):7.90g/cm3;弹性模量(20℃)1.93×105 MPa;线膨胀系数:0-100℃时,17.0×10-6 1/℃;0-300℃时,17.2×10-6 1/℃;0-500℃时,18.2×10-6 1/℃;导热系数:100℃时,16.2W/(m·℃);500℃时,21.5W/(m·℃)。
高氮无镍奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢因为具有卓越的机械性能和耐磨性被广泛用于管线、化学储存、电站等行业。
为了降低镍的使用量,奥氏体不锈钢的固溶氮化处理变得越来越有吸引力。
金属溶质氮不仅是一种很强的奥氏体形成元素,还能提高耐磨性和机械性能(如强度和韧性),因此用其作为镍的替代品来获得高强度、高韧性的奥氏体不锈钢是可以预期的。
然而高氮钢在使用过程中出现的问题之一是它会发生脆性-延性转变(BDT),这种转变是在面心立方晶格(fcc)合金中基本上看不到的。
日本九州岛大学材料科学工程系的研究者对高氮无镍奥氏体不锈钢的脆性-延性转变机理进行了研究,关注的焦点是位错的活性。
首先测定了与位错活性关系密切的0.2%屈服应力下的温度;其次对小尺寸试样进行冲击试验以研究BDT行为;用3个不同的十字头速度进行4点弯曲试验以根据应变速率与BDT温度的关系来确定活化能。
也可以通过应变-镦粗试验来确定活化能的值。
试验所用的Fe-25Cr-1.1N不锈钢化学成分见下表:
C Si Mn P S Cr N Fe
0.002<0.01<0.01<0.0050.000425.11 1.1余量
在1473K下,在0.1MPa的氮气气氛中,对试验钢种进行固溶氮化处理达72ks,水冷;在1173K下等温热处理达0.3ks;在1473K下二次奥氏体化,然后淬火。
获得的研究结果如下:1)Fe-25Cr-1.1N钢的温度与0.2%屈服应力的关系比SUS316L的要紧密得多;
在吸收能曲线的“低架”温度下,沿受检试样的裂纹尾迹未发现明显的塑性变形迹象;
Fe-25Cr-1.1N钢BDT温度所需要的活化能比铁素体钢的要高得多,这表明在Fe-25Cr-1.1N钢中,在低温下位错的滑移难以诱发BDT;
可以推测,溶解的氮原子会使得Helmholtz自由能增加和/或位错滑移加剧,从而导致BDT所需的活化能值提高;
面心立方晶格之间位错滑移的热活化过程之差可以解释为什么即使在相同的活化能下,Fe-25Cr-1.1N钢的BDT温度要低很多。