1Cr18Ni9(AISI302)

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427页（3926字）

(1)钢号简介

1Cr18Ni9是一种历史最悠久的奥氏体不锈钢，钢的塑性、韧性、热冷加工性能良好，可生产板、管、丝、带、棒材、锻件等各类冶金产品。它不能通过热处理手段进行强化，可通过冷变形获得较高的强度。在固溶状态下，在氧化性酸中、大气、水、蒸汽等介质中具有良好的耐蚀性。钢的耐晶间腐蚀性能不佳，经650℃敏化处理或在中温长期保温后，此钢具有晶间腐蚀倾向，若消除这种倾向，必须经过固溶处理，否则，仅能改用稳定化型或超低碳钢种。此外，1Cr18Ni9的无磁性能及低温性能较好。因此，1Cr18Ni9钢主要应用于对耐蚀性和强度要求不高的结构件和焊接件，亦可用于无磁部件和低温装置的部件。在具有晶间腐蚀的环境中，不宜以焊接状态下使用。

(2)化学成分

1Cr18Ni9钢的化学成分列于表1－16。为了比较也列入了ASTM标准中所规定的化学成分。

表1－16 1Cr18Ni9钢的化学成分

(3)室温力学性能

1Cr18Ni9钢的室温力学性能见表1－17。钢的压缩强度见表1－18。高温时效对1Cr18Ni9钢室温瞬时力学性能的影响见表1－19。

表1－17 1Cr18Ni9的室温力学性能

表1－18 1Cr18Ni9钢压缩强度

注：L－纵向；T－横向。

表1－19 时效后的1Cr18Ni9的室温力学性能

(4)冷作硬化特性

冷加工变形后，1Cr18Ni9的强度可显着提高，但硬化效果不如1Cr17Ni7。钢的冷加工强化效果见图1－21。美国ASTM标准规定的经硬化后的力学性能见表1－20。冷变形温度对1Cr18Ni9的室温力学性能的影响见图1－20。经短时时效后的冷变形1Cr18Ni9钢的室温力学性能见表1－21。

表1－20 经冷加工的1Cr18Ni9的室温力学性能

图1－20 1Cr18Ni9钢的冷作硬化特性

图1－21 冷轧变形温度对1Cr18Ni9钢室温力学性能的影响

表1－21 冷变形的1Cr18Ni9经时效后的室温力学性能

(5)低温力学性能

退火态和冷加工态的低温力学性能见图1－22和表1－22。1Cr18Ni9钢的低温冲击韧性和缺口强度和光滑试样强度的比见图1－23和图1－24。

表1－22 退火态1Cr18Ni9的低温力学性能

图1－22 退火态和冷加工态1Cr18Ni9的低温力学性能

图1－23 退火态和半硬态1Cr18Ni9的低温冲击韧性

图1－24 1Cr18Ni9在低温缺口拉伸强度与光滑试样拉伸强度比

(6)高温力学性能

a．瞬时高温力学性能 退火态1Cr18Ni9钢的高温瞬时力学性能见表1－23。在试验温度保持时间对退火态1Cr18Ni9钢拉伸，压缩和承压强度见表1－24。

表1－23 1Cr18Ni9的高温力学性能

表1－24 试验温度保持时间对退火态1Cr18Ni9的拉伸，压缩和承压强度的影响

注：σ_0．2c：压缩屈服强度；σ_0．2B：承压屈服强度；σ_0．2bB：承压强度。

退火状态的1Cr18Ni9的承压强度和承压屈服强度与温度的关系给于图1－25。退火和半硬化态的剪切强度随温度的变化见图1－26。

图1－25 退火态1Cr18Ni9的高温承压强度

图1－26 退火和半硬化态1Cr18Ni9的高温剪切强度

b．高温长时力学性能 不同状态的1Cr18Ni9的持久和蠕变行为见图1－27至图1－29。1Cr18Ni9螺旋弹簧的高温松弛性能见图1－30。

图1－27 1Cr18Ni9在700℃的持久强度

图1－28 退火态1．3mm1Cr18Ni9薄板的蠕变性能

图1－29 退火态1Cr18Ni9的短时蠕变

(热膨胀：816℃=1．54%，982℃=1．91%)

图1－30 1Cr18Ni9螺旋压缩弹簧在给定温度保持72小时后的松弛曲线

(7)疲劳性能 退火状态和硬化态的1Cr18Ni9钢的室温和－40℃的疲劳性能见图1－31和图1－32。旋转弯曲疲劳性能见表1－25。

图1－31 退火态1Cr18Ni9的疲劳强度

图1－32 冷加工的1Cr18Ni9钢疲劳性能

表1－25 1Cr18Ni9钢的旋转弯曲疲劳性能

(8)耐蚀性能

a．均匀腐蚀 固溶处理状态的1Cr18Ni9钢的耐均匀腐蚀性能见表1－26和图1－33。

表1－26 1Cr18Ni9钢的耐腐蚀性能

图1－33 1Cr18Ni9钢在不同酸溶液中的等腐蚀曲线

(a)HNO₃；(b)CH₃COOH；(c)H₃PO₄；(d)H₂SO₄

b．晶间腐蚀 1Cr18Ni9耐晶间腐蚀性能不良，敏化态不能通过晶间腐蚀检验，固溶态可通过晶间腐蚀检验。因此在焊接状态在产生晶间腐蚀的介质中不宜采用。

c．辐照性能 1Cr18Ni9经中子辐照后拉伸强度明显提高，见表1－27。

表1－27 1Cr18Ni9经中子辐照后的强度变化

(9)工艺性能

a．热加工性能 1Cr18Ni9热加工性能良好，适宜的热加工温度范围为1160～1200℃，终加工温度应大于850℃。

b．冷加工性能 固溶状态下，1Cr18Ni9具有良好的冷加工性能，可顺利进行冷轧，冷拔操作加工。钢的冷成形性能良好，可进行冷冲压和冷弯等冷成形作业，钢的极限拉深系数约为2．06，工作拉深系数为1．80～1．90。

c．热处理 钢的固溶热处理温度为1100～1150℃，冷加工中间热处理温度为850～970℃，冷却方式为水冷，对于截面尺寸较小的材料亦可空冷。

d．焊接性能 钢的焊接性能良好，可采用各种方法焊接，手工电弧焊可采用奥102，奥107焊条，焊后可通过L法晶间腐蚀检验。采用奥132和奥137焊条焊接且经敏化处理后亦可通过L法晶间腐蚀检验。为确保钢的耐晶间腐蚀性能，焊后应进行固溶处理，若不能进行固溶，宜选用抗敏化性能优异的钢种。

(10)物理性能

1Cr18Ni9的物理性能见表1－28。

表1－28 1Cr18Ni9的物理性能

(11)应用

1Cr18Ni9主要用于制造中等温度下耐腐蚀而强度要求不高的部件以及低温应用。在要求耐蚀及无磁的环境中，该钢可以制造各相应部件和设备，如弹簧、管道、紧固件、容器、管道、换热器等。