铬锰系不锈钢近十年来的发展
- 2016-03-03 11:05:53
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铬锰系不锈钢近十年来的发展近十几年Mn系不锈钢发展主要围绕着三个方面:1、经济性亚稳奥氏体不锈钢,2、高强度CrMnN奥氏体不锈钢,3、超级奥氏体不锈钢。1、 经济性亚稳奥氏体不锈钢研发的核心仍然是节镍,廉价,良好的机械性能和成形性能。表7列出各国研发的经济型CrMn系不锈钢,表8列出亚稳奥氏体不锈钢的物理性能,表9列出亚稳奥氏体不锈钢的机械性能。表7 经济型CrMn系亚稳奥氏体不锈钢钢号CCrNiMnMoCuNSiPS204Cu≤0.1515.00/17.501.50/3.506.00/9.000.22.00/4.00≤0.25≤1.00≤0.045≤0.030NTK D-7≤0.1216.00/18.002.00/4.005.00/7.001.50/3.50≤0.25≤1.00≤0.045≤0.030NTK D-9≤0.1216.00/18.003.00/5.004.00/6.001.50/3.50≤0.20≤1.00≤0.045≤0.030NTK D-10≤0.0816.00/18.004.00/6.003.00/5.002.00/3.000.15≤1.00≤0.045≤0.030204M≤0.1515.00/17.001.50/3.506.00/9.00≤0.25≤1.00≤0.045≤0.030J1≤0.0815.00/17.004.00/5.007.00/8.00≤1.50.10≤1.00≤0.075≤0.030J4≤0.1014.00/16.000.80/1.208.50/10.00≤2.00.20≤0.75≤0.075≤0.030表8 亚稳奥氏体不锈钢物理性能钢种密度g/cm3平均热膨胀系数10-6/℃特定温度下的电阻μΩ/cm导热率w/cm∙℃比热J/g∙℃弹性模量N/mm2熔点℃0~100℃0~500℃100℃500℃0~100℃NTKD-77.8416.918.6770.150.240.531980001400/1450NTKD-107.8616.918.6770.150.240.531980001400/1450SUS3047.931718720.170.210.551980001400/1450表9 亚稳奥氏体不锈钢机械性能钢种规格mm抗张强度MPa屈服强度MPa延伸率%硬度Hv抗弯性R=1,180°Er204Cu(3%Cu)棒φ5962486---204Cu(2%Cu)棒φ51004499---304棒φ5869392---NTK D-7板0.872740945202无裂纹12.9NTK D-10板0.861831451175无裂纹13.2204M板183948853-无裂纹-304板161831459170无裂纹13.2J4板185049061210无裂纹13.2204Cu的Ni含量较304低6%,加入3%Cu,8%Mn,≤0.25N,有着与304类似的成型性,加工硬化速率和耐蚀性。棒、线材已大量取代304,供冷锻紧固件、弹簧、丝/绳、钉、护板、钢带生产。NTK D-7与204Cu基本相似。NTK D-9 、NTK D-10是在NTK D-7基础上将Ni从~3%分别增加到~4%、~5%,N从0.25%降至0.20%、0.15%,此二钢种强度略有降低,塑性稍有提高,钢的成型、耐蚀性较NTK D-7稍好。NTK D-9、NTK D-10与美国AISI211类似,多用于生产板材,适于厨房设备,电气设备,器皿,室内装饰等使用。J4的Cr降至16%以下,Ni降至1%,加入1.5%Cu,N ≤0.20%,J4固溶处理后为单一奥氏体组织,强度及加工硬化速率高于304,成型性与304相当。但是J4Cr在16%以下,Ni仅为1%,又加入9%Mn。如图5所示CrMn钢中合金元素对在1000ppmCl-、80℃溶液中点蚀电位的影响。点蚀电位与Cr+3.3Mo+30N-Mn成正比,这意味着Mn的加入降低钢的耐蚀性。图6、表10示出了J4、409、00Cr13、439、304在30℃的3.5%NaCl溶液中的点蚀电位,409的耐蚀性(点蚀电位)与409相当。较439、304差得多。因此,J4只适用于室内的装饰、室内用具,器皿,要求强度的弱腐蚀介质。204M有着优异的强度和塑性配合,特别在不同冷变形量下强度和塑性都比相对应的304高,适宜于做汽车机构部件,如空间构架,底盘和结构不见,燃料缶和冲击吸收部件。图5 CrMnNiN奥氏体不锈钢中合金元素对点蚀电位的影响图6 J4、409、00Cr13、439、304不锈钢在30℃3.5%NaCl溶液中的极化曲线(击穿电位)表10 J4、409、0Cr13、439、304在中性氯化物中耐点蚀性钢号化学成分厂家供货状态试验溶液点蚀电位J4(201)0.090C-14.78Cr-1.01Ni-9.57Mn-1.52Cu-0.15N华光固溶处理30℃,3.5%NaCL26mV,49mVJ4(201)0.079C-14.45Cr-0.98Ni-8.92Mn-1.42Cu-0.13N联众固溶处理33 mV,46 mVJ4(201)0.080C-14.22Cr-0.82Ni-9.73Mn-1.54Cu-0.16N吴航固溶处理35 mVJ4(201)0.082C-14.74Cr-0.90Ni-9.34Mn-1.45Cu-0.12N瑞田固溶处理20 mVJ4(201)0.071C-14.58Cr-0.85Ni-9.60Mn-1.46Cu-0.13N西南固溶处理21 mV4090.007C-10.99Cr-0.20Mn-0.50Si-0.24Ti宝钢退火处理29 mV,37 mV00Cr130.026C-13.60Cr-0.50Mn-0.50Si宝钢退火处理50 mV,60 mV,76 mV4390.016C-17.32Cr-0.091Mn-0.31Si-0.15Ti太钢退火处理213 mV,216 mV3040.045C-18.24Cr-8.17Ni-0.88Mn-0.24Si太钢固溶处理285 mV2、 高强度CrMnN奥氏体不锈钢CrMnN不锈钢具有很多重要特性:高强度,高耐磨性,高韧性、耐蚀性、无磁性,近十年来随着冶金技术的进步,使之得到发展并已在某些工业领域应用。表11列出各国研发一些高强度CrMnN钢。CrMnN不锈钢固溶处理和冷作后的机械性能是十分诱人的,钢的屈服强度是Cr18Ni9的2.5~3倍,而且延性不低于Cr18Ni9(表12、图7)。室温ISO-Y冲击韧性280J,冷至-80冲表11 高强度CrMnN奥氏体不锈钢化学成分(wt%)