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0Cr13Ni8Mo2Al(PH13-8Mo)

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812页(2914字)

(1)钢号简介

0Cr13Ni8Mo2Al钢是一种采用双真空冶炼的高强度氏体沉淀硬化不锈钢。此钢的突出特点是除高的强度外,尚具有优良的断裂韧性,良好的横向力学性能和在海洋环境中的耐应力腐蚀性能。为准确控制合金成分,减少钢中气体含量,提高钢的纯洁度,在生产中应采用VIM+VAR双真空冶炼工艺。由于钢的良好综合性能,已广泛应用于宇航、核反应堆和石油化工等领域,如冷顶镦和机加工紧固件,飞机部件,反应堆部件以及石油化工装备。

(2)化学成分

0Cr13Ni8Mo2Al的化学成分见表5-51。

表5-51 0Cr13Ni8Mo2Al的化学成分,wt%

(3)室温力学性能

0Cr13Ni8Mo2Al的室温力学性标准规定值和实测值分别见表5-52和表5-53。

表5-52 美国ASTM标准规定的室温力学性能

注:①随厚度和直径而变化;

②分数线以上的数字为纵向,分数下的数字为横向。

表5-53 0Cr13Ni8Mo2Al的室温力学性能

注:①A状态——927℃±8℃×15~30min,空冷至16℃;

RH950——固溶退火+泠处理+510℃×4h时效、空冷;

H950~H1150——A状态+510℃、540℃、595℃,620℃时效4h空冷;

H1150-M——A状态+760℃×2h空冷+620℃×4h空冷。

②L——纵向,T——横向。

(4)疲劳和断裂韧性

0Cr13Ni8Mo2Al的轴向疲劳性能和裂纹扩展速率分别见图5-12和图5-13。

紧凑试样的断裂韧性数据见表5-54。

图5-12 0Cr13Ni8Mo2Al(H1000)锻棒的室温轴向疲劳曲线

图5-13 0Cr13Ni8Mc2Al(H1000)室温疲劳裂纹扩展速率(紧凑试样)

频率:1Hz;LHA-低湿度空气;STW-污水箱中的水

表5-54 0Cr13Ni8Mo2Al紧凑试样的断裂韧性

注:①H950、H1000奥氏体化温度为925℃,空冷;RH950,RH975和RH1000奥氏体化温度为925℃,空冷至-73℃,5h;H950和RH950为在510℃时效4h;RH975为在525℃时效4h;H1000和RH1000为在540℃×4h时效。

②焊接金属。

③热影响区。

(5)高温力学性能

H1000状态的0Cr13Ni8Mo2Al的高温瞬时拉伸性能见表5-55。

表5-55 0Cr13Ni8Mo2A1(H1000)的瞬时高温拉伸性能(Φ25.4mm棒材,3个试样平均值)

(6)耐蚀性

0Cr13Ni8Mo2Al钢的耐蚀性优于1Cr13和1Cr17Ni2马氏体不锈钢,在某些环境下低于0Cr17Ni4Cu4Nb。同其他沉淀硬化不锈钢一样,在完全硬化状态其耐蚀性最佳。尽管在苛刻试验条件下,此钢在低于565℃的各种温度时效下对氢脆有些敏感,但在实际使用中氢脆破裂事故却很少见。在595℃以上温度时效对氢致裂纹是免役的。此外,在595℃或高于此温度时效,它具有最佳的耐硫化物应力腐蚀破裂性能。在3.5%NaCl中的应力腐蚀门槛值见表5-56。

表5-56 0Cr13Ni8M02Al在室温3.5%NaCl中的KISCC

(7)工艺性能

a.热加工 钢的最佳锻造加工温度范围为1170~1205℃。为获得细化的晶粒组织,在1040℃以下应具有大于50%的变形量。

b.冷加工 此钢可以进行冷轧、冷拔的冷加工操作,不会遇到困难。

c.热处理 热处理的加热炉气氛应予以控制,以免引起脱碳和渗碳。钢的固溶处理和时效处理工艺见表5-57。535℃时效可以获得强度、韧性和耐应力腐蚀性能的最佳配合。为便于大变形量冷成型和提供最佳机械加工性能,推荐采用过时效处理,即760℃×2h空冷,然后再加热到620℃×4h空冷,此状态称H1150-M。时效时间对钢的室温力学性能的影响参见图5-10。

图5-10 0Cr17Ni4Cu4Nb的时效强度曲线

a-时效温度为480℃;b-时效温度510℃

表5-57 0Cr13Ni8Mo2Al的热处理工艺

d.焊接 此钢可以在A状态和任何时效条件下焊接,不需焊前预热,通常以TIG工艺最佳。对于<6mm薄截面材料,焊后不必进行固溶退火即可进行时效处理。对于厚截面材料,在经多道次焊接的条件下,在时效前应进行焊后固溶处理。

(8)物理性能

0Cr13Ni8Mo2Al钢的物理性能见表5-58和表5-59。

表5-58 0Cr13Ni8Mo2AI钢(H1000状态)的物理性能

表5-59 0Cr13Ni8Mo2Al钢(A状态)的导热系数和电阻系数

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