馬氏體不銹鋼城市雕塑的性能
馬氏體不銹鋼能在退火、和硬化與回火的狀態(tài)下焊接,無論鋼材的原先狀態(tài)如何,經(jīng)過焊接后都會在鄰近焊道處產(chǎn)生一硬化的馬氏體區(qū),熱影響區(qū)的硬度主要是取決于母材金屬的碳含量,當(dāng)硬度增加時,則韌性減少,且此區(qū)域變成較易產(chǎn)生龜裂、預(yù)熱和控制層間溫度,是避免龜裂的最有效方法,為得最佳的性質(zhì),需焊后熱處理。
馬氏體不銹鋼是一類可以通過熱處理(淬火、回火)對其性能進行調(diào)整的不銹鋼,通俗地講,是一類可硬化的不銹鋼。這種特性決定了這類鋼必須具備兩個基本條件:一是在平衡相圖中必須有奧氏體相區(qū)存在,在該區(qū)域溫度范圍內(nèi)進行長時間加熱,使碳化物固溶到鋼中之后,進行淬火形成馬氏體,也就是化學(xué)成分必須控制在γ或γ+α相區(qū),二是要使合金形成耐腐蝕和氧化的鈍化膜,鉻含量必須在10.5%以上。按合金元素的差別,可分為馬氏體鉻不銹鋼和馬氏體鉻鎳不銹鋼。
馬氏體鉻不銹鋼的主要合金元素是鐵、鉻和碳。當(dāng)Fe-Cr系相圖富鐵部分的C大于13%時,不存在γ相,此類合金為單相鐵素體合金,在任何熱處理制度下也不能產(chǎn)生馬氏體,為此必須在內(nèi)Fe-Cr二元合金中加入奧氏體形成元素,以擴大來說,C、N是有效元素,C、N元素添加使得合金允許更高的鉻含量。在馬氏體鉻不銹鋼中,除鉻外,C是另一個最重要的必備元素,事實上,馬氏體鉻不銹耐熱鋼是一類鐵、鉻、碳三元合金。當(dāng)然,還有其他元素,利用這些元素,可根據(jù)Schaeffler確定大致的組織。
馬氏體不銹鋼主要為鉻含量在12%-18%范圍內(nèi)的低碳或高碳鋼。各國廣泛應(yīng)用的馬氏體不銹鋼鋼種有三類:分別是低碳及中碳13%Cr鋼、高碳的18%Cr鋼、低碳含鎳(約2%)的17%Cr鋼。馬氏體不銹鋼具備高強度和耐蝕性,可以用來制造機器零件如蒸汽渦輪的葉片(1CrI3)、蒸汽裝備的軸和拉桿(2CrI3),以及在腐蝕介質(zhì)中工作的零件如活門、螺栓等(4CrI3)。碳含量較高的鋼號(4CrI3,9CrI8)則適用于制造醫(yī)療器械、餐刀、測量用具、彈蓄等。
與鐵素體不銹鋼相似,在馬氏體不銹鋼中也可以加入其它合金元素來改進其他性能:第一種方法是加入0.07%S或Se改善切削加工性能,例如1CrI3S或4CrI3Se;第二種方法是加入約1%Mo及0.1%V,可以增加9CrI8鋼的耐磨性及耐蝕性;第三種方法是加入約1Mo-1W-0.2V,可以提高1CrI3及2CrI3鋼的熱強性。馬氏體不銹鋼與調(diào)制鋼一樣,可以使用淬火、回火及退火處理。其力學(xué)性質(zhì)與調(diào)制鋼也相似:當(dāng)硬度升高時,抗拉強度及屈服強度升高,而伸長率、截面收縮率及沖擊功則隨著降低。
馬氏體不銹鋼的耐蝕性主要取決于鉻含量,而鋼中的碳由于與鉻形成穩(wěn)定的碳化鉻,又間接的影響了鋼的耐蝕性。因此在13%Cr鋼中,碳含量越低,則耐蝕性越高。而在1CrI3,2CrI3、3CrI3及4CrI3四種鋼中,其耐蝕性與強度的順序恰好相反。在加工產(chǎn)品的時候,為了提高馬氏體不銹鋼產(chǎn)品的強度和硬度,會增加碳含量,從而導(dǎo)致產(chǎn)品的塑性和耐蝕性下降。所以通常馬氏體不銹鋼加工出來的產(chǎn)品的耐蝕性較差。