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宏盛特钢提高低温不锈钢韧性及强度方法有哪些
发布者:不锈钢管厂(www.mycyberit.com) 发布时间:2020/4/24 阅读:425

 浙江宏盛特钢有限公司主要针对镍系低温不锈钢的化学成分,热处理工艺和组织和性能关系做了研究。对已有的国内外生产的两种9镍做了力学性能和冲击性能的测试,发现了国产9镍不锈钢的冲击功相比国外的同类产品要差,因为冲击值是衡量镍系低温钢的最重要的参数,为了了解这种差异通过OM和SEM照片来分析各自的组织,发现了组织是影响低温韧性重要因素,并且通过化学成分和热处理工艺来调控得到更优的组织,可以很大程度上提高冲击功值,得到好的韧性,可以得到以下结论:

 

 1. 为了得到低温韧性优异的镍系低温钢,化学成分的控制是第一步,镍元素作为镍系低温钢中最重要的元素,决定着镍系低温钢的使用温度范围,随着镍元素的增加,镍系低温钢的韧脆转变温度降低,可以用在更低的温度下。碳在镍系低温钢中是一个不利元素,应该尽量控制其含量,但是也需要一定的量来提供强度。锰在镍系低温钢中的作用与镍类似,添加适量的锰可以使韧脆转变温度下降,还可降低镍含量降低成本,锰也可以在热处理过程中稳定奥氏体,对韧性也有帮组。硅少量存在并不会影响韧性。钼可以抑制等温阶段奥氏体晶粒的长大,对淬火后的组织细化有益,适量添加有益韧性。磷、硫、氮、氢和氧等是有害元素,要尽量加以控制。

 

 2. 通过分析国内外两种9镍钢的组织发现,虽然回火马氏体组织是一种镍系低温钢的典型组织,但是相比有很多针状铁素体的组织,其韧性还是有所差距。大量针状铁素体的存在分割了晶粒,使得有效晶粒尺寸减小,同时提供大量大角度晶界,而大角度晶界的存在可以有效抑制裂纹的扩展,提高韧性。

 

 3. 为了得到可以用在更低温度的节镍型镍系低温钢,冶炼了4中不同镍元素和合金元素含量的镍系低温钢,这些钢初始的工艺是多步热轧空冷得到,热轧后的组织有大量的缺陷,组织变形严重,晶粒粗大,冲击结果显示其不适用在低温环境。但是经过处理后,消除了前面的热轧组织,形成了晶粒度细小的回火马氏体组织,并且有少量的奥氏体存在,基体中的杂质元素也被吸收,故低温冲击功大大提高。其中1#钢镍元素含量为5.5%,其冲击功从22J提高至142J,远远高于ASTM标准中34J的要求,为其用在更低的环境提供了可能性。


 
  国内外常用的低温不锈钢主要有低温镇静钢和镍系低温钢,其中镍系低温不锈钢是以镍为主要合金元素的低温用钢,除了本文讨论的镍系低温不锈钢,当加入很多铬元素后,就是
奥氏体不锈钢。奥氏体不锈钢晶体结构是面心立方,低温韧性优良,没有韧脆转变温度,在低温下拥有良好的塑性和韧性。镍是镍系低温不锈钢最重要的元素,随着镍含量的增加,钢的低温韧性提高,最低使用温度下降,它主要使用于-40~-196℃下的结构材料,根据使用温度的不同可以使用不同的镍含量。例如,正火处理的2.5镍钢使用温度-50℃,正火+回火处理的3.5镍钢使用温度-88℃,调质的3.5镍钢使用温度-104℃,调质的5镍钢使用温度-162℃,9镍钢可用到-196℃,镍系低温钢已形成一个体系。

 

  评价镍系低温不锈钢能否在对应温度服役的主要技术指标就是低温冲击功。冲击功数值的大小可以直观地反应被测试材料在相应温度下的韧性好坏。测量冲击功首先需要把材料加工成特定的形状,然后通过一定能量的摆锤撞击试样,得到其断裂过程吸收的能量,能量越高,材料的韧性越好。如果需要测量在低温下的韧性则需要先把试样在特定的温度放置一段时间,使得试样整体达到该温度然后进行冲击试验。韧性反映了材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性越好,则发生脆性断裂的可能性越小。冲击韧性反映材料对冲击负荷的抵抗能力,一般由冲击韧性值(ak)和冲击功(Ak)表示,其单位分别为J/cm2和J(焦耳)。冲击韧性或冲击功试验(简称"冲击试验")根据试验温度不同可以分为常温、低温和高温冲击试验三种;如果按试样缺口形状又可分为"V"形缺口和"U"形缺口冲击试验两种,冲击韧度指标的实际意义在于揭示材料的变脆倾向。
 

 
 

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