目前列入國家標準的Cr21型雙相不銹鋼僅有12Cr21Ni5Ti。
一、12Cr21Ni5Ti雙相不銹鋼(gang)簡介
12Cr21Ni5Ti(原牌號為 1Cr21Ni5Ti)已納入GB/T 1220、GB/T 3280、GB/T 4237、GB/T 20878、GB/T 21833等標準中(化學成分見表7-1)。該牌號材料包括鋼棒、鋼板、無縫鋼管等。該鋼最早由前蘇聯在20世紀60年代開發,1961年納入標準(TOCT5632-61),1972年又對其進行了修訂,TOCT5632-72將0Cr21Ni5Ti鋼的Cr、Ni含量提高,鋼號改為0Cr22Ni6Ti(化學成分見表7-5),中國經研制后、1975年納人GB 1220-75標準,該鋼種是為了節鎳,代替1Cr18Ni9Ti而設計的,有較好的力學性能,特別是強度較高。
二、12Cr21Ni5Ti雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)的化學成分和(he)顯微組織
Cr21型化(hua)學成分(fen)(fen)見(jian)表7-1或表7-5。此鋼在500~600℃短時加(jia)熱出現(xian)脆性,這一溫(wen)度范圍(wei)與(yu)鐵素體固溶體的(de)彌散硬(ying)化(hua)溫(wen)度范圍(wei)[析出(Ni,Cr,Fe)3(Ti,Al)相]和鐵素體固溶體的(de)兩相分(fen)(fen)離溫(wen)度范圍(wei)(475℃脆性)部分(fen)(fen)疊加(jia),有(you)可能是這一溫(wen)度范圍(wei)強(qiang)化(hua)效果最顯著(zhu)的(de)原因;為了(le)防止這一現(xian)象,采用控制鋼中 Ti不大于0.5%,殘余(yu)Al不大于0.08%的(de)方法,收(shou)到(dao)了(le)明顯的(de)效果。
經950~1050℃固溶(rong)處理后,Cr21型雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)中的(de)鐵素體量(liang)為(wei)55%~70%。提高淬(cui)火溫度(du),使鐵素體量(liang)增多,當組(zu)(zu)織(zhi)中奧氏體量(liang)不少于(yu)20%~25%時(shi)仍(reng)為(wei)細(xi)晶組(zu)(zu)織(zhi),只有當奧氏體相(xiang)消失時(shi),晶粒才會(hui)粗化。由(you)于(yu)兩(liang)相(xiang)組(zu)(zu)織(zhi)阻止(zhi)了晶粒急劇長(chang)大,因此在少量(liang)變形后再加熱時(shi),雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)沒有晶粒急劇長(chang)大傾向,這(zhe)也是(shi)這(zhe)種類型鋼(gang)的(de)特征之一。
Cr21型雙相不(bu)銹鋼在(zai)400~500℃范圍內長期保溫(wen),出(chu)現475℃脆(cui)性;600~750℃短期時(shi)效后(hou)的(de)(de)塑性降低是由(you)于碳化物的(de)(de)析出(chu)而使(shi)合金元(yuan)素(su)貧化的(de)(de)奧氏體產生(sheng)馬氏體轉變的(de)(de)結果;650~700℃長期保溫(wen)的(de)(de)脆(cui)化則與α相的(de)(de)析出(chu)有關。
Cr21型雙相不銹鋼(gang)中的(de)奧氏體(ti)(ti)是(shi)亞穩(wen)定的(de),在冷變(bian)形(xing)過程(cheng)中也會產生馬(ma)氏體(ti)(ti)轉變(bian)(γ-am),即使(shi)在小變(bian)形(xing)量(liang)后,飽和磁化強度也會顯著增加,見(jian)表7-6。但是(shi)加熱到(dao)150℃即可以(yi)抑(yi)制(zhi)馬(ma)氏體(ti)(ti)轉變(bian),這提(ti)供了采用溫(wen)軋工藝以(yi)提(ti)高(gao)軋制(zhi)變(bian)形(xing)量(liang)的(de)條件。
三、12Cr21Ni5Ti雙相(xiang)不銹鋼的性能
這(zhe)(zhe)類鋼中(zhong)增加了(le)鈦的(de)含(han)量,與(yu)022Cr19Ni5Mo3Si2N 鋼相比,提高了(le)鋼的(de)耐晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)能力和耐應力腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)能力。由于這(zhe)(zhe)類鋼中(zhong)鉻當量與(yu)鎳當量的(de)比值選擇適當,在高溫加熱后仍能保留(liu)較大量的(de)奧氏(shi)體組織,還能在冷卻(que)過(guo)程(cheng)中(zhong)生成二次奧氏(shi)體,結(jie)果鋼中(zhong)奧氏(shi)體總的(de)體積分數不低于30%~40%,使鋼具有良好(hao)的(de)耐晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)能力。
四、12Cr21Ni5Ti雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的用(yong)途
12Cr21Ni5Ti雙相(xiang)不(bu)銹鋼代替1Cr18Ni9Ti鋼使用,多用來制造既耐氧化性酸的腐蝕(例如硝酸),又要求有較高強度的設備和部件,用來制造化學工業、食品工業等耐酸腐蝕的容器和部件,特別適用于制造航空發動機殼體和火箭發動機燃燒室外壁。