Klasifikácia, charakteristika a tepelné spracovanie bežných nerezových materiálov
Nerezová oceľ je vysoko legovaná oceľ, ktorá odoláva korózii na vzduchu alebo chemicky korozívnych médiách. Podľa organizačného stavu ocele v normalizovanom stave ju možno rozdeliť na feritickú nehrdzavejúcu oceľ, austenitickú nehrdzavejúcu oceľ a martenzitickú nehrdzavejúcu oceľ.
01
feritickej nehrdzavejúcej ocele
Keď obsah chrómu dosiahne 13 %, zliatina železo-chróm nebude mať žiadnu fázovú transformáciu; keď obsah chrómu dosiahne 12 %, môže odolávať korózii, takže feritická oceľ Cr13 sa stáva feritickou nehrdzavejúcou oceľou.
Vlastnosti: Feritická nehrdzavejúca oceľ má lepšiu odolnosť proti korózii a oxidácii, najmä odolnosť proti korózii pod napätím, ale jej mechanické vlastnosti (vyššia medza klzu ako austenitická nehrdzavejúca oceľ, ale nižšia rázová húževnatosť a väčšia krehkosť) a proces Má slabý výkon a väčšinou sa používa v kyselinovzdorné konštrukcie s malým namáhaním a ako antioxidačná oceľ.
1. Druhy ocelí a typy feritickej nehrdzavejúcej ocele
⑴Typ Cr13: ako napríklad 0Cr13, 0Cr13Al (Al: expandovaný F, antioxidačný) atď., bežne používaný ako žiaruvzdorná oceľ, antioxidačná.
⑵Cr{0}} typ: ako napríklad Cr17, Cr17Ti, Cr17Mo1Nb atď., ktoré odolávajú korózii v atmosfére, sladkej vode a médiách so zriedenou kyselinou dusičnou.
⑶Cr25-28 typ: napríklad Cr25Ti, Cr26Mo1, Cr28 atď., čo sú ocele odolné voči kyselinám, ktoré sú odolné voči silným korozívnym médiám.
2. Krehkosť feritickej nehrdzavejúcej ocele
Nevýhodou feritickej ocele s vysokým obsahom chrómu je, že je krehká. Hlavnými dôvodmi sú:
⑴Pôvodné hrubé zrná:
① Štruktúra v odliatom stave je hrubá a nemôže byť upravená fázovou transformáciou počas zahrievania a chladenia, ale môže byť rafinovaná iba deformáciou a rekryštalizáciou; ② Ferit nevyvoláva medzikryštalickú koróziu v dôsledku rýchlej atómovej difúzie (rovnaký princíp ako F a Cr difusion Fast), má nízku teplotu hrubnutia zrna a vysokú rýchlosť hrubnutia zrna.
Riešenie: Počas výroby kontrolujte konečnú teplotu kovania alebo konečnú teplotu valcovania na 750 stupňov alebo menej; pridajte do ocele malé množstvo titánu, aby ste zabránili rastu zŕn s Ti (C, N); zvýšiť obsah feritu v nehrdzavejúcej oceli. Množstvo austenitu pri vysokej teplote sa používa na riadenie hrubnutia zrna.
⑵ σ fáza: σ fáza má vysokú tvrdosť (HRC68 alebo vyššiu) a je často distribuovaná pozdĺž hraníc zŕn, takže spôsobuje veľkú krehkosť a môže podporovať medzikryštalickú koróziu. (Rýchle chladenie na zníženie zrážok)
⑶ Krehkosť 475 stupňov: (Po dlhom zahrievaní v teplotnom rozsahu 400 až 500 stupňov alebo pri pomalom ochladzovaní v tomto teplotnom rozsahu sa oceľ pri izbovej teplote stáva veľmi krehkou) Dôvod: Pri zahrievaní na 475 stupňov sa atómy chrómu v ferit má tendenciu k usporiadaniu, vzniká veľa feritov bohatých na chróm, ktoré si zachovávajú koherentný vzťah s materskou fázou, čo spôsobuje deformáciu mriežky a vnútorné napätie. V tomto čase sa zvyšuje pevnosť ocele, znižuje sa rázová húževnatosť a zvyšuje sa krehkosť.
⑷ Oceľ obsahuje C, N, O a iné nečistoty a inklúzie
3. Tepelné spracovanie feritickej nehrdzavejúcej ocele
⑴ Štruktúra vyváženia feritickej nehrdzavejúcej ocele je ferit + karbid chrómu
⑵Účel: S cieľom získať feritovú štruktúru s jednotným zložením, znížiť precipitáciu karbidov, eliminovať tendenciu medzikryštalickej korózie a eliminovať zrážanie fázy σ a 475 stupňovú krehkosť, feritická nehrdzavejúca oceľ sa po valcovaní za tepla často kalí, temperuje alebo žíha. Proces tepelného spracovania. (Keď sa karbidy vyzrážajú, je náchylná na výskyt jamkovej korózie a medzikryštalickej korózie)
02
Austenitická nehrdzavejúca oceľ
Austenitická nehrdzavejúca oceľ je vyvinutá s 18 % Cr-8 % Ni ako jej typickým zložením. (Austenitická nehrdzavejúca oceľ typu 18-8)
Vlastnosti: Vysoká odolnosť proti korózii (vyššia ako nehrdzavejúca oceľ M, nižšia ako nehrdzavejúca oceľ F), vysoká plasticita, húževnatosť a húževnatosť pri nízkych teplotách, ľahko spracovateľná na oceľ rôznych tvarov, dobrý zvárací výkon, nemagnetická atď. má dobré komplexné mechanické vlastnosti a je najpoužívanejším typom nehrdzavejúcej ocele.
1. Typické typy ocelí, vlastnosti a použitie
⑴Nehrdzavejúca oceľ série Cr-Ni: 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni11Nb, 00Cr18Ni10, 00napätie Cr17Ni7Cu2 znižuje koróziu naviazanú na zrno a znižuje koróziu naviazanú na zrno Ti7Cu2 rozširuje prvok A)
⑵ Séria Cr-Mn-N, nehrdzavejúca oceľ série Cr-Mn-Ni-N (pridaním Mn a N možno nahradiť Ni)
Typical steel types: 1Cr17Mn13N, 1Cr18Mn8Ni5N (Analysis: WCr﹪>12﹪ nehrdzavejúca oceľ; s obsahom Mn, Ni, N je austenitická nehrdzavejúca oceľ, ak obsahuje Cr, Al, je to nehrdzavejúca oceľ F)
Spevnenie N v tuhom roztoku dáva oceli vyššiu medzu klzu, plasticitu a húževnatosť.
⑶ Metastabilná austenitická nehrdzavejúca oceľ: Pri deformácii za studena dochádza k čiastočnej transformácii martenzitu, takže oceľ je spevnená martenzitom na základe kalenia za studena.
Doplnok: Deformácia medzi Ms a Md indukuje M fázovú transformáciu a deformácia väčšia ako Md stabilizuje A mechanicky.
2. Vyvážená štruktúra a tepelné spracovanie austenitickej nehrdzavejúcej ocele
Rovnovážna štruktúra austenitickej nehrdzavejúcej ocele typu 18-8 je komplexná fázová štruktúra austenit + ferit + karbid. Skutočný jednofázový austenit sa získava spracovaním v tuhom roztoku. Účelom je rozpustiť ferit aj karbid do A, aby sa získala jednofáza A.
03
martenzitická nehrdzavejúca oceľ
1. Martenzitická nehrdzavejúca oceľ obsahuje 12--18 % Cr. V porovnaní s feritickou nehrdzavejúcou oceľou sú jej charakteristiky zloženia:
⑴Horná hranica obsahu chrómu je nižšia (ak je príliš veľa, je to F)
⑵ Obsahuje tiež určité množstvo prvkov stabilizujúcich fázu, ako je uhlík a nikel. (Nie príliš veľa niklu)
⑶Odolnosť proti korózii a zvárateľnosť tohto typu ocele sú horšie ako austenitická a feritická nehrdzavejúca oceľ a plasticita je horšia ako nehrdzavejúca oceľ A, ale pretože má lepšiu kombináciu mechanických vlastností a odolnosti proti korózii (má určitú odolnosť proti korózii, niesť určitú záťaž)
2. Používa sa na výrobu mechanických dielov, lekárskych chirurgických nástrojov, meracích nástrojov, nerezových ložísk, pružín atď.
3. Komplexné porovnanie odolnosti voči korózii a mechanických vlastností nehrdzavejúcej ocele A (austenit), F (ferit) a M:
M nehrdzavejúca oceľ má slabú odolnosť proti korózii, ale môže vydržať určité zaťaženie; Nerezová oceľ má priemernú odolnosť proti korózii, priemernú pevnosť, ale dobrú plasticitu a húževnatosť; Nerezová oceľ F má dobrú odolnosť proti korózii a oxidácii, ale je krehká.
1. Typické typy ocelí, zloženie a použitie
⑴① Nízkouhlíková 13% Cr oceľ: ako napríklad 1Cr13, 2Cr13; ② Nízky uhlík 17 % Cr-2 % Ni (Ni: stabilný A): spevnenie viactuhého roztoku Cr. ① a ② sú ekvivalentné korózii odolnej temperovanej oceli: tepelné spracovanie je kalenie + popúšťanie pri vysokej teplote. (Zliatina posúva bod S doľava, takže efekt je podobný modulačnej oceli)
⑵ Stredne uhlíková oceľ 13% Cr: ako napríklad 3Cr13, 4Cr13, ekvivalentná nástrojovej oceli odolnej voči korózii; kalenie + nízkoteplotné temperovanie
⑶ Oceľ s vysokým obsahom uhlíka 18 % Cr: ako napríklad 9Cr18 atď., ktorá je ekvivalentom nástrojovej ocele odolnej voči korózii. Kalenie + nízkoteplotné temperovanie
2. Tepelné spracovanie martenzitickej nehrdzavejúcej ocele
⑴Zmäkčovanie: ekvivalentné predbežnému tepelnému spracovaniu
Po kovaní a valcovaní ocele dôjde v dôsledku chladenia vzduchom k martenzitickej transformácii, ktorá stvrdne výkovok, spôsobí praskliny na povrchu výkovku a sťaží jeho opracovanie. ①Popúšťanie pri vysokej teplote ②Úplné žíhanie
⑵ Ošetrenie kalením a temperovaním
⑶ Kalenie a nízkoteplotné temperovanie
