1Cr17Ni7(AISI301)
出处:按学科分类—工业技术 中国科学技术出版社《不锈钢实用手册》第414页(3840字)
(1)钢号简介
1Cr17Ni7是一种亚稳定奥氏体不锈钢,在充分固溶状态下,它具有完全奥氏体组织,因其奥氏体不稳定,当经过冷加工变形时,会有形变马氏体形成,其数量取决于变形量大小和形变温度。在奥氏体不锈钢中,1Cr17Ni7是最易冷变形强化的钢种,通过冷加工变形可使钢的强度和硬度提高,并且仍保留足够的塑韧性,加之此钢在大气条件下具有较好的耐锈性,因此,1Cr17Ni7主要以冷加工状态应用于承受较高负荷,又希望减轻装备重量和不生锈的设备和部件。此外,此钢在受到外力撞击时易产生加工硬化可吸收更多的碰撞能量,对设备和人员将提供更可靠的安全保障。
(2)化学成分
1Cr17Ni7钢的化学成分见表1-1。
表1-1 1Cr17Ni7钢的化学成分,wt%(GB1220-92)
(3)室温力学性能
1Cr17Ni7钢的室温力学性能见表1-2。抗弯强度见图1-4。此钢的压缩强度见表1-3。高温时效对退火态1Cr17Ni7室温力学性能的影响见表1-4。
表1-2 1Cr17Ni7钢的室温力学性能
图1-4 退火的1Cr17Ni7的抗弯特性
表1-3 退火态1Cr17Ni7钢薄板的压缩强度
表1-4 高温时效后的1Cr17Ni7的室温力学性能
(4)冷作硬化特性
经冷加工变形可使1Cr17Ni7钢的强度明显提高、塑性相应降低,美国ASTM标准所规定的经冷加工变形的室温力学性能指标是见表1-5,实测结果见图1-5。冷变形温度对钢的强化效果产生明显影响,随冷变形温度的降低,强化效果愈加显着,随之塑性也明显下降,见图1-6。
表1-5 经冷变形的1Cr17Ni7钢的室温力学性能
图1-5 1Cr17Ni7钢冷作硬化特性
图1-6 变形温度对1Cr17Ni7不锈钢室温力学性能及α′马氏体生成数量的影响
(5)低温力学性能
在低温条件下,退火态和硬化态的1Cr17Ni7钢的力学性能的影响结果见图1-7和图1-8。
图1-7 退火态1Cr17Ni7钢的低温力学性能
图1-8 冷加工强化的1Cr17Ni7钢的低温力学性能
(6)高温力学性能
a.瞬时高温力学性能 不同状态的1Cr17Ni7高温瞬力学性能见表1-6~表1-10和图1-9~图1-15。
表1-6 半硬化态1Cr17Ni7钢的高温瞬时力学性能
注:①保持时间为在试验温度保持时间;σ02c:压缩屈服强度;σ02b:承压屈服强度;σbb:承压断裂强度。
表1-7 不同状态的1Cr17Ni钢的高温瞬时拉伸性能
表1-8 超硬化态1Cr17Ni7的压缩性能
表1-9 半硬化态1Cr17Ni7的高温压缩性能与取样方向的关系
表1-10 半硬态1Cr17Ni7的剪切强度
注:L为纵向;T为横向。USS为剪切强度;UTS为拉伸强度。
图1-9 半硬态1Cr17Ni7冷轧薄板(1.3mm)的高温拉伸性能
〇:纵向 ●:横向
图1-10 超硬态1Cr17Ni7冷轧薄板(0.5~0.7mm)的高温抗拉强度和屈服强度
1-65%冷变形,400℃×8h时效,横向;2-65%冷变形,横向;
3-65%冷变形,400℃×8h时效,纵向;4-65%冷变形,纵向
图1-11 超硬态1Cr17Ni7冷轧薄板(0.5~0.7mm)的高温拉伸延伸率
(试样为65%冷变形和65%冷变形+400℃×8h)
图1-12 40%冷加工的1Cr17Ni7薄板(0.5~1.5mm)的高温拉伸性能
1-40%冷变形,400℃×8h时效,横向;2-40%冷变形;400℃×8h时效,纵向;3-40%冷变形,纵向;4-40%冷变形,横向
图1-13 1Cr17Ni7薄板的压缩屈服强度
图1-14 1Cr17Ni7半硬态薄板的高温剪切强度
图1-15 1Cr17Ni7半硬态薄板的耐压强度
b.高温长时力学性能 不同状态下的1Cr17Ni7的持久和蠕变行为见图1-16至图1-19。
图1-16 退火态1Cr17Ni7薄板的持久强度
图1-17 半硬态1Cr17Ni7薄板(1.3mm)持久和蠕变强度
1-1.0%蠕变;2-2.0%蠕变;3-持久强度
图1-18 全硬和超硬状态的1Cr17Ni7钢的持久强度
图1-19 1Cr17Ni7薄板的蠕变行为
(7)断裂韧性
1Cr17Ni7低温压力容器的断裂韧性见表1-11。
表1-11 1Cr17Ni7的断裂韧性
(8)耐蚀性能
1Cr17Ni7不锈钢在工业大气、城市大气条件下抗锈性能良好,在中性和氧化性环境中亦具有较好的耐蚀性,在海洋大气中具有可用的耐蚀性。但在还原性介质中耐蚀性欠佳,在酸、碱、盐等化工介质中耐蚀较差,因此不推荐用于腐蚀性苛刻的介质环境中。在大气中的耐蚀性见表1-12。
表1-12 1Cr17Ni7在大气中的耐蚀性
(9)工艺性能
1Cr17Ni7钢的热加工工艺性能良好,可生产棒、板、管、丝、带、锻件等冶金产品。热加工温度范围为1150~850℃。钢的适宜固溶处理温度和冷加工过程的软化退火温度为1050~1100℃。
钢的焊接性能良好,冷轧薄板焊后,在近缝区会产生低强度区。在宇航工业中应用的焊接接头的力学性能见表1-13和表1-14。
表1-13 全硬态1Cr17Ni7复杂焊接接头性能
注:全部数据为2或3次试验的平均值。
表1-14 1Cr17Ni7冷轧板电阻点焊的力学性能
注:全部数据为20~100次试验的平均值。
(10)物理性能
退火态1Cr17Ni7钢的物理性能见表1-15。
表1-15 1Cr17Ni7的物理性能
(11)应用
铁路客车车箱、装饰板、传送带、紧固件等领域广泛应用1Cr17Ni7钢。此外,在大型液体火箭的低温压力容器中,该钢冷轧薄板已得到成功应用。