馬氏體不銹鋼是指顯微金相組織主要為馬氏體的一類不銹鋼。馬氏體不銹鋼的鉻含量在12% - 18%范圍內(nèi),其主要合金元素是鐵、鉻和碳。
馬氏體不銹鋼可以通過熱處理調(diào)整其力學(xué)性能,精密鑄造304不銹鋼鑄件,是一類可硬化的不銹鋼。馬氏體不銹鋼根據(jù)化學(xué)成分不同可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。
馬氏體鉻鋼中除含鉻外還含一定量的碳。鉻含量決定鋼的耐蝕性,碳含量越高則強(qiáng)度、硬度和耐磨性越高。此類鋼的正常組織為馬氏體,有的還含有少量的奧氏體、鐵素體或珠光體。主要用于制造對強(qiáng)度、硬度要求高,而對耐腐蝕性能要求不太高的零件、部件以及工具、刀具等。典型鋼號有2crl3、4crl3、9crl8等。
馬氏體鉻鎳鋼包括馬氏體沉淀硬化不銹鋼、半奧氏體沉淀硬化不銹鋼和馬氏體時(shí)效不銹鋼等,304不銹鋼鑄件,都是高強(qiáng)度或強(qiáng)度不銹鋼。此類鋼碳含量較低低于0.10%,并含有鎳,有些牌號還含有較高的鉬、銅等元素,所以此種鋼在具有高強(qiáng)度的同時(shí),強(qiáng)度與韌性的配合以及耐蝕性、焊接性等均優(yōu)于馬氏體鉻鋼。crl7ni2是的一種低鎳馬氏體不銹鋼。
馬氏體時(shí)效沉淀硬化不銹鋼是一種含碳量不高于0.03%以-馬氏體基體的韌性、耐蝕性、焊接性和可加工性,12%的鉻以-耐蝕性的合金鋼。此外,還加入了合金元素鈷,進(jìn)一步提高了鋼的熱處理效果。
半奧氏體沉淀硬化不銹鋼,即過渡沉淀硬化不銹鋼,含鉻不低于12%。它的碳含量低,以鋁為主要沉淀硬化元素。這種沉淀硬化不銹鋼的綜合-于馬氏體沉淀硬化不銹鋼。
奧氏體沉淀硬化不銹鋼是一種在淬火和時(shí)效狀態(tài)下均具有穩(wěn)定奧氏體組織的不銹鋼。其鎳、錳含量高,鉻含量高于13%,定制304不銹鋼鑄件,以--的耐腐蝕性和性。同時(shí),奧氏體沉淀硬化不銹鋼通常添加鈦、鋁、釩或磷作為沉淀硬化元素,并添加少量的硼、釩、氮等元素,以獲得優(yōu)良的綜合性能。
鑄造廠鑄造以下典型等級的沉淀硬化不銹鋼
1- 中準(zhǔn):05cr15ni5cu4nb、05cr17ni4cu4nb
2- 英準(zhǔn):anc20、anc21、anc22
3- 美準(zhǔn):630、634、17-4ph、15-5ph、cb7cu-1
4- 日本標(biāo)準(zhǔn):scs24、scs32
5- 德準(zhǔn):1.4542
奧氏體不銹鋼的熱處理
奧氏體不銹鋼鑄件的鑄態(tài)組織是奧氏體+碳化物或者奧氏體+鐵素體。熱處理可以是奧氏體不銹鋼鑄件提高抗腐蝕性能。
固溶熱處理的一般的規(guī)范是:將鑄件加熱到950℃ - 1175℃,保溫后置于水、油或者空氣中,非標(biāo)304不銹鋼鑄件,使不銹鋼中的碳化物完全溶解,從而得到單相組織。固溶溫度的選擇取決于鑄鋼中的含碳量。含碳量越高,所需的固溶溫度越高。
為了減少加熱過程中鑄鋼件的表面與芯部的溫差,奧氏體不銹鋼的固溶處理的加熱方式應(yīng)該先采用低溫預(yù)熱,再快速加熱到固溶溫度。保溫時(shí)間應(yīng)該隨著鑄件壁厚的增加也相應(yīng)的增加。
固溶處理的冷卻介質(zhì)可以采用水、油或者空氣,其中水。空氣冷卻僅適用于薄壁鑄鋼件。
奧氏體不銹鋼在經(jīng)過固溶處理以后具有的抗腐蝕性能。但是,當(dāng)鑄件被重新加熱到500℃ - 850℃或者鑄件在此溫度區(qū)間內(nèi)工作的時(shí)候,碳化鉻會(huì)重新沿著奧氏體晶界析出,導(dǎo)致晶界腐蝕或者焊縫開裂。這種現(xiàn)象稱為敏化。為了提高這類奧氏體不銹鋼鑄件的抗晶界腐蝕性能,一般需要添加鈦、鈮等合金元素。在固溶處理以后,再重新加熱到850℃ - 930℃,接著再快速冷卻。這樣,鈦和鈮的碳化物首先從奧氏體析出,從而阻止了碳化鉻的析出,-了不銹鋼的抗晶界腐蝕性能。