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超級奧氏體不銹鋼的成分與機械性能

發布時間:2020-12-30   點擊次數:381次

 

   1 化學成分與金相組織
  一些主要高合金奧氏體不銹鋼的主要化學成分在表1中給出。其中AL-6X和254 SMO為典型的6鉬超級奧氏體不銹鋼,而654 SMO為典型的7鉬超級奧氏體不銹鋼。
  超級奧氏體不銹鋼的基本金相組織為典型的,的奧氏體。但由于鉻和鉬的含量均較高,很有可能會出現些金屬中間相,如σ相。這些金屬中間相常常會出現在板材的中心部位。但是如果熱處理正確,就會避免這些金屬中間相的生成,從而得到近的奧氏體。254 SMO 的金相組織沒有任何其它金屬中間相。該組織是經在1150~12000C溫度下熱處理之后得到的。
  在使用過程中,如果出現了少量的金屬中間相,它們也不會對機械性能和表面的耐腐蝕性能有很大的影響。但是要盡量避免溫度范圍600~10000C,尤其是在焊接和熱加工時。
 2 機械性能
  奧氏體結構一般具有中等的強度和較高的可鍛性。在加入一定量的氮之后,除提高了防腐能力外,在保持奧氏體不銹鋼可鍛性和韌性的同時,高氮超級奧氏體不銹鋼還具有很高的機械強度。其屈服強度比普通奧氏體不銹鋼要高出50~100%。在室溫和較高溫度下氮對機械性能的影響分別在表1和表2有所顯示。

表1 +20℃溫度下高合金奧氏體不銹鋼的機械性能 

合金

鋼種牌號

氮含量

屈服強度

抗拉強度

延伸率

ASTM

EN

GB

%

Rp0.2MPa

RmMPa

As%

316L

316L

1.4404

 

0.06

220

520

45

904L

NO8904

1.4539

00Cr20Ni25Mo4.5Cu

0.06

220

520

35

317LMN

317LMN

1.4439

 

0.15

270

580

40

254SMO

S31254

1.4547

00Cr20Ni18Mo6CuN

0.20

300

650

40

654SMO

S32654

1.4652

 

0.50

430

750

40

 

表2 高溫下高合金奧氏體不銹鋼的屈服強度(Rp0.2MPa) 

合金

ASTM

EN*

GB

氮含量%

100℃

200℃

400℃

316L

316L

1.4404

 

0.06

166

137

108

904L

N08904

1.4539

00Cr20Ni25Mo4.5Cu

0.06

225

175

125

317LMN

317LMN

1.4439

 

0.15

225

185

150

254SMO

S31254

1.4547

00Cr20Ni18Mo6CuN

0.20

230

190

160

654SMO

S32654

1.4652

 

0.50

350

315

295

 如表1和表2所示,在所有溫度下機械強度均隨氮含量的增加而提高。盡管強度增加了許多,但超級奧氏體不銹鋼的延伸率仍然很高。甚至高于許多低合金鋼的延伸率。這主要是由于其較高的含氮量和與之相關的另一個特點——高加工硬化率。因此經冷加工成型的部件就可獲得很高的強度??衫眠@一特性的用途包括較深井中的管道及螺栓等。和普通奧氏體不銹鋼一樣,超級奧氏體不銹鋼的低溫性能也是很好的。超級奧氏體不銹鋼的抗撞擊及抗斷裂能力是很高的,并且只有在低達-196℃時才會略有下降。
  3 物理性能
  物理性能主要取決于奧氏體結構,同時也部分地取決于材料的化學成分。就是說超級奧氏體不銹鋼較普通奧氏體不銹鋼,如304或316型,在物理性能方面是沒有很大區別的。表3列出不同合金的一些典型物理性能值。

表3 一些不銹鋼與一種鎳基合金的物理性能 

合金

鋼種牌號

密度

彈性模量
KN/mm2

熱膨脹系數×10-6/℃

導熱系數W/m℃

ASTM

EN*

GB

kg/dm3

20℃

400℃

20℃

400℃

20℃

400℃

2205

S31803

1.4462

 

7.8

200

172

13.0

14.5

15

20

304

304

1.4301

 

7.9

200

172

16.0

17.5

15

20

254SMO

S31254

1.4547

00Cr20Ni18Mo6CuN

8.0

195

166

16.5

18.0

14

18

合金625

N10276

2.4856

 

8.4

200

180

12.0

13.5

10

16

   含6鉬超級奧氏體不銹鋼的熱膨脹度比雙相不銹鋼2205要大,因此焊接時在結合部位上可能會出現一些變形。雖然鎳基合金的熱膨脹度一般較低,但其較差的導熱性正好將其這一優點抵消。這些物理性能在設計用不銹鋼制作部件或不銹鋼與其它合金連接時,具有很重要的意義。

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