新铁素体不锈钢.docx
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新铁素体不锈钢
参考资料：
4.3、铁素体不锈钢
4.3.1、常用铁素体不锈钢的钢号、化学成分和性能特点。
1、0Cr13（AISI405）
（1）化学成分
0Cr13钢的化学成分见表3-18
表3-18 0Cr13钢的化学成分，%
C
Si
Mn
Cr
S
P
≤0.08
≤0.60
≤0.80
12-14
≤0.030
≤0.035
（2）力学性能
表3-19列出了0Cr13钢的力学性能
表3-19 0Cr13钢的力学性能
钢材截面
尺寸，mm
热处理制度
бb,MPa
бs,MPa
δ5,%
ψ%
≤60
1000-1050℃油或水冷，
≥490
≥343
≥24
≥60
700-790℃油，水或空冷
≤60
1050℃油或水冷
559-720
423-519
24-28
74-80.5
700-750℃水或空冷
4-25
680-780℃退火
421
≥23
≤60
955℃油冷，425℃空冷
1140
952
15.5
64.5
955℃油冷，480℃空冷
1120
952
17.0
66.0
955℃油冷，540℃空冷
1050
862
16.0
69.5
955℃油冷，595℃空冷
720
622
20.5
74.5
955℃油冷，650℃空冷
666
558
21.5
75.0
955℃油冷，705℃空冷
503
470
25.0
77.0
955℃油冷，760℃空冷
563
397
29.0
78.0
（3）耐腐蚀性能
0Cr13钢的现场挂片腐蚀试验数据列于表3-20中。
（4）冷、热加工和热处理工艺及焊接性能
0Cr13钢在退火态有良好的冷成型性和深冲性，此钢开始热加工温度为1100-1150℃，终加工温度需≥850℃，热加工后要堆冷或热砂冷。
热处理工艺为：
退火：
800-850℃，炉冷；
淬火：
1000-1050℃，油、水冷；
回火：
700-790℃，油、水、空冷。
表3-20 0Cr13钢腐蚀试验数据（现场挂片）
介质条件
试验延续时间h
腐蚀
速度
mm/a
介质条件
试验延
续时间
h
腐蚀
速度
mm/a
介质
浓度
%
温度
℃
介质
浓度
%
温度
℃
氢氰酸
99.5
常温
952
0.0009
工业
85
90
100
0.598
乙腈
0.5
磷酸
巴豆醛
9
90-100
950
0.0015
丙烯酸
2
室温
3024
0.0001
乙醛
0.5-1.0
乙醇胺
30
45
300
0.0006
醋酸
0.5-1.0
碳酸
氢钠
25
45
300
16.4
巴豆醛
34.5
110-136
1608
0.0987
丁醛
9.1
柠檬酸
25
45
300
12.6
丁醇
18.4
巴豆醛
78
90-100
950
0.0015
余为水
醋酸
10
丁醛
75
70
1508
0.0007
巴豆醛
90
110-136
1608
0.0805
巴豆醛
13
丁醛
2
丁醇
1
余为水
0Cr13钢以焊前先经250-350℃预热，焊后再经700-750℃处理并缓冷为宜。
选用奥107、奥207等奥氏体钢焊条焊接时，焊后可不进行热处理。
此时，焊缝呈双相（α+γ）组织结构。
（5）物理性能
0Cr13钢的物理性能为：
密度ρ：
7760kg/m3；
比热容c：
480J（kg＆#8226;K）
线膨胀系数α：
20—100℃时，10.5×10-6K-1;
20—300℃时，11.5×10-6K-1;
20—400℃时，12×10-6K-1;
热导率λ：
25W/（m＆#8226;K）；
弹性模量E：
20℃时，220000MPa。
2、1Cr17,1Cr17Ti,0Cr17Ti
（1）化学成分
1Cr17,1Cr17Ti,0Cr17Ti钢的化学成分见表3-21。
表3-21 1Cr17,1Cr17Ti,0Cr17Ti钢的化学成分，%
钢号
C
Si
Mn
Cr
S
P
Ti
1Cr17
≤0.12
≤0.80
≤0.80
16-18
≤0.030
≤0.035
-
1Cr17Ti
≤0.12
≤0.80
≤0.80
16-18
≤0.030
≤0.035
5×C%-0.80
0Cr17Ti
≤0.080
≤0.80
≤0.80
16-18
≤0.030
≤0.035
5×C%-0.80
（2）力学性能
表3-22系1Cr17,1Cr17Ti,0Cr17Ti钢的室温力学性能
表3-22 1Cr17,1Cr17Ti,0Cr17Ti钢的室温力学性能
钢号
热处理制度
бb
MPa
бs
MPs
δ5
%
ψ
%
HRC
1Cr17
780-800℃空冷
≥450
≥205
≥22
≥50
750-800℃空冷
412-632
245-485
20-57
50-80.5
140-179
1Cr17Ti
700-800℃空冷
≥441
≥294
≥20
750-800℃空冷
441-490
294-341
25-30
0Cr17Ti
700-800℃空冷
≥441
≥294
≥20
780℃空冷
524-544
304-323
33-34
①GB1220-92 标准；②GB1220-75标准。
（3）耐腐蚀性能
1Cr17,1Cr17Ti,0Cr17Ti钢的耐腐蚀性能见表3-23和图3-78，图3-79。
表3-23 1Cr17,1Cr17Ti,0Cr17Ti钢的耐腐蚀性能
钢号
介质条件
腐蚀速度mm/a
钢号
介质条件
腐蚀速度
mm/a
介质
浓度
%
温度
℃
介质
浓度
%
温度℃
0Cr17
硝酸
5
20
<0.1
0Cr17
磷酸
10
20
<0.1
5
沸
<0.1
10
沸
<0.1
20
20
<0.1
45
20-沸
0.1-3.0
20
沸
<1.9
80
20
<1.0
30
80
0.03
80
110-120
>10.0
50
80
0.02
醋酸
10
20
<0.1
65
85
<0.1
10
100
1.0-3.0
65
沸
2.20
硫酸
5
20
>10.0
90
70
1.0-3.0
50
20
>10.0
90
沸
1.0-3.0
80
20
1.0-3.0
硝酸中和器挂片，6920h，0.367mm/a；
硝铵一段后贮槽挂片，2448h,<0.01mm/a。
介质条件
试验时间
h
腐蚀速度
mm/a
介质
浓度，%
温度，℃
硝酸
5
沸腾
96
0.010
25
沸腾
96
0.072
30
40
96
0.007
30
80
96
0.024
45
沸腾
96
0.179
50
40
96
0.018
50
80
96
0.045
65
沸腾
96
0.414
HAC
99
40-50
2010
0.0023
聚醋酸乙烯槽挂片，45℃，<0.01mm/a
维尼纶厂醋酸蒸发器挂片，75℃ <0.01mm/a
介质条件
试验时间h
腐蚀速度mm/a
备 注
1Cr17Ti
介质
浓度，%
温度，℃
HAC+醋
酸乙烯
55
120
2015
0.093
50
硝酸
1Cr17
47-49
40
1944
0.0085
在硝酸吸收塔挂片
45-46
36-40
6920
0.0084
≤26
28-30
6920
0.0009
≤18
≤28
6920
0.0008
NH3,NO
NO2,空气
750-850
744
0.0304
硝酸接触器挂片
NH4NO3
82
室温
2448
0.0002
硝铵一段贮槽挂片
NH4NO3
65
90
6920
0.0009
硝铵洗涤中和器挂片
晶间腐蚀
钢板状态
（4mm厚）
T法试验
X法试验
冷弯90°
有无晶间腐蚀
腐蚀速度，mm/a
第一周期
第二周期
第三周期
760℃30min水冷
无裂纹
无
0.535
0.505
0.555
760℃30min水冷，950℃
120min敏化处理
无裂纹
无
0.645
1.09
1.705
0Cr17Ti
介质条件
试验时间h
腐蚀速度mm/a
介质
浓度，%
温度，℃
HAC
91-97
124-141
0.870
醋酸乙烯
2-8
磷酸
85
90
100
0.0158
丙烯腈
76.5
95-100
240
0.0003
乙腈
8.79
氢氰酸
6.98
总醛
1.7
90-100
950
0.0011
巴豆醛
90
乙醛
0.5-1.0
HAC
0.5-1.0
0Cr17Ti
巴豆醛
34.5
110-136
1608
0.0839
丁醛
29.1
丁醇
184
余为水，H2
丁醛
75
70
1608
0.0009
巴豆醛
13
丁醇
1
余为水，H2
辛烯醛
28.7
78
16.8
0.0014
余为水，H2
图3-78
图3-79
（4）冷、热加工和热处理工艺及焊接性能
1Cr17钢有相当的深冲性能，同时易于抛光和冷成型，0Cr17Ti和1Cr17Ti冷成型性和深冲性能均较好。
1Cr17，1Cr17Ti和0Cr17Ti均易于热加工，适合的热变形温度为1050-1150℃。
为了获得微细晶粒和较好的塑性，热变形终止温度需<800℃并尽量低，同时在此温度下应有足够变形量。
这三种不锈钢的热处理工艺为：
700-800℃加热后空冷。
1Cr17，1Cr17Ti，0Cr17Ti均可焊接，且1Cr17Ti和0Cr17Ti可焊性较1Cr17钢为佳。
通常采用小电流、高焊速并使用焊接层次尽量少的焊接工艺。
截面厚度尺寸大于6mm的板、管材不宜用作焊接结构件。
1Cr17钢焊后不适于在导致其晶间腐蚀的氧化性酸中使用。
当采用18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢焊条（或焊丝）进行焊接时，焊前不需预热，焊后也不需热处理。
（5）物理性能
1Cr17，1Cr17Ti，0Cr17Ti钢的物理性能列入表3-24中。
表3-24 1Cr17，1Cr17Ti，0Cr17Ti钢的物理性能
钢号
密度ρ
103kg/m3
比热容
103J/
（kg＆#8226;K）
线膨胀系数α
10-6 K-1
热导率λ
102W（m＆#8226;K）
比电阻（20℃）μΩ＆#8226;m
20-
100℃
20-
200℃
20-
400℃
20-
500℃
1Cr17
7.72
0.46
10.0
10.0
10.5
11.0
0.25
0.60
1Cr17Ti
7.70
0.46
10.0
10.0
10.5
11.0
0.25
0.60
0Cr17Ti
7.70
0.46
10.0
10.0
10.5
11.0
0.25
0.60
3、00Cr17Ti
（1）化学成分
00Cr17Ti的化学成分见表3-25。
表3-25 00Cr17Ti的化学成分，%
C
N
C+N
Cr
Si
Mn
S
P
Ti
≤0.03
≤0.03
≤0.045
16-18
≤0.8
≤0.8
≤0.03
≤0.035
10×（C+N）≤0.5
当用于耐水介质的氯化物应力腐蚀时，钢中残余镍、铜量也需预以控制。
（2）力学性能
00Cr17Ti在800-860℃退火态（急冷）下，一般要求钢的бb≥44/MPa,δ5≥35%。
钢的冲击韧性一般虽不要求检验。
但当采用标准或5mm厚V型缺口试样进行冲击试验时，其冲击值一般低于1×105J/m2。
而当采用1-2mm薄板叠加成非标准试样（V型缺口）进行同样冲击试验时，则可获得满意的冲击韧性。
（3）耐腐蚀性能
00Cr17Ti的耐蚀性基本上与前述0Cr17Ti相同或稍优。
例如，在非常稀的盐酸中，00Cr17Ti的耐蚀临界浓度为0.1%，而0Cr17Ti为0.05%。
由于00Cr17Ti的耐蚀性不会低于0Cr17Ti，故在考虑00Cr17Ti的耐蚀性时可参阅0Cr17Ti的耐蚀性数据。
试验指出，在很稀的（2%）沸腾甲酸中，00Cr17Ti的耐蚀性甚至优于1Cr18Ni9Ti[前者腐蚀速度为0.030g/（m2＆#8226;h），而后者为0.533g/（m2＆#8226;h）]。
试验还表明，由于00Cr17Ti钢中碳、氮量较0Cr17Ti，1Cr17Ti为低，因而，其耐孔蚀和耐锈蚀的能力也较0Cr17Ti，1Cr17Ti有所提高。
（4）冷、热加工和热处理工艺及焊接性能
此00Cr17Ti钢的冷、热加工性能和要求与0Cr17Ti钢相同。
热处理工艺基本上也是退火后急冷（加热温度800-850℃）。
由于碳、氮较低，故00Cr17Ti可焊接较好。
00Cr17Ti的3mm板材采用与母材同成分的焊丝和18-8奥氏体不锈钢焊丝进行钨极氩弧焊，结果表明。
焊缝弯曲180°均无裂纹；杯突试验当深度达10mm后才会出现裂纹；焊缝冲击值，采用与母材同成分焊丝焊接时仅10×5×105J/m2，而用18-8奥氏体钢焊丝时，则可达10×105J/m2以上。
此时焊缝呈α+γ双相结构；只要00Cr17Ti钢中含有足够的Ti，焊后不会有晶间腐蚀倾向，同时，焊后晶界上也不会在盐雾试验中出现锈蚀。
（5）物理性能
00Cr17Ti钢的物理性能基本与0Cr17Ti相同。
4、1Cr17Mo2Ti
（1）化学成分
1Cr17Mo2Ti钢的化学成分见表3-26
表3-26 1Cr17Mo2Ti钢的化学成分，%
C
Si
Mn
Cr
Mo
Ti
S
P
≤0.10
≤0.80
≤0.80
16-18
1.6-1.9
≥7×C%
≤0.030
≤0.035
（2）力学性能
1Cr17Mo2Ti钢的力学性能见表3-27和图3-26
表3-27 1Cr17Mo2Ti钢的力学性能
бb
бs
δ，%
ψ，%
≥490
≥294
≥20
≥55
图3-80
（3）耐腐蚀性能
1Cr17Mo2Ti钢的耐腐蚀性能见表3-28
（4）冷、热加工和热处理工艺及焊接性能
热加工时，加热温度以1100-1140℃为宜。
为提高1Cr17Mo2Ti钢的室温塑性，热加工终止温度应<800℃，并有足够的终轧压下量。
此钢在冷加工时，厚度大于3mm的板材，弯曲、压边前需预热到250-350℃。
热处理以750-800℃空冷为宜。
表3-28 1Cr17Mo2Ti钢的耐蚀性能
介质条件
试验时间
h
腐蚀速度
mm/a
介质
浓度，%
温度，℃
硝酸
10
沸腾
0.36
50
沸腾
1.00
65
沸腾
48
1.79
醋酸
10-浓
20-沸
<0.1
65
沸腾
98
<0.001
98
沸腾
98
<0.001
乳酸
10
20-沸
<0.1
浓
20
<0.1
浓
沸腾
<1.0
蚁酸
10-50
20
<1.0
10
沸腾
<10.0
50
沸腾
>10.0
柠檬酸
1-50
20-沸
<0.1
50
140℃
1.32MPa
<0.1
葡萄酸
饱和
20-沸
<0.1
五倍子酸
100
<0.1
铬酸
10
20-沸
<0.1
50
20
<10.0
水扬酸
20
<0.10
（5）物理性能
1Cr17Mo2Ti钢的物理性能为：
密度ρ：
7600kg/m3；
比热容c：
20℃时，460J（kg.K）
弹性模量E：
20℃时，196000MPa。
线膨胀系数α：
20—100℃时，10.5×10-6K-1;
20—220℃时，11.0×10-6K-1;
20—400℃时，11.0×10-6K-1;
热导率λ：
25W/（m.K）；
比电阻：
20℃时，0.70μΩ.m
5、1Cr25Ti
（1）化学成分
1Cr25Ti钢的化学成分见表3-29
表3-29 1Cr25Ti钢的化学成分，%
C
Si
Mn
Cr
Ti
S
P
≤0.12
≤1.0
≤0.80
24-27
5×C%-0.8
≤0.03
≤0.035
（2）力学性能
1Cr25Ti钢的力学性能见表3-30
表3-30 1Cr25Ti钢的力学性能
项目
бb
MPa
бs
MPa
δ5
%
ψ
%
αk
105J/m2
HB
室温力学性能：
经700-800℃处理空冷时①
经700-800℃处理空冷时②
≥441
≥294
≥20
≥45
441-617
323-519
20-39
45-76
高温力学性能：
试验温度20℃
100℃
200℃
300℃
400℃
500℃
600℃
530
28.1
70.6
0.95
160.5
494
24.2
66.0
1.83
157.5
494
25.2
66.3
20.4
144.0
465
20.9
59.2
19.5
130.5
492
16.7
52.4
18.5
136.5
384
19.8
55.7
14.7
138.0
141
61.9
85.6
18.6
112.0
①GB1220；②实际生产检验值
（3）耐腐蚀性能
1Cr25Ti钢的耐腐蚀性能见表3-31。
由于1Cr25Ti钢中铬含量高，且含稳定化元素Ti，故其耐晶间腐蚀性能较好。
表3-31 1Cr25Ti钢的耐腐蚀性能
介质条件
试验时间
h
腐蚀速度
mm/a
介质
浓度，%
温度，℃
硝酸
6
70
480
<0.001
6
沸腾
480
<0.01
30-40
20-70
480
<0.01
30
沸腾
480
<0.01
59
70
480
<0.01
磷酸
10-85
20-40
744
<0.001
10-85
70
480
<0.01
醋酸
15
20-70
470
<0.001
15
20-沸
490
<0.001
25
70-沸
490
<0.01
45
40-沸
490
<0.01
（4）冷、热加工和热处理工艺及焊接性能
1Cr25Ti钢极易热加工。
热加工加热温度应≤1150℃，以防晶粒过度长大，开始热加工温度以1100-1150℃为宜，但必须保证热加工终止温度<800℃，且在此温度下具有足够变形量。
此钢冷加工性能较差，冷成型时可根据板材厚度和变形程度的不同预热到200-600℃，再行冷成型。
1Cr25Ti热处理工艺是700-800℃加热后稍冷。
1Cr25Ti钢具有高铬铁素体钢易过热、晶粒粗化、变脆等特点。
因此，一般用奥氏体焊条焊接，焊接还需预热至200℃左右。
焊后尚需在700℃进行处理并空冷。
（5）物理性能
1Cr25Ti钢的物理性能为：
密度ρ：
7650kg/m3；
比热容c：
20℃时，460J（kg.K）
线膨胀系数α：
10.6×10-6K-1;
热导率λ：
20℃时，17W/（m.K）；
6、00Cr18Mo2Ti和高钝Cr18Mo2（Ti）
（1）化学成分
00Cr18Mo2Ti和高钝Cr18Mo2钢的化学成分见表3-32。
表3-32 00Cr18Mo2Ti和高钝Cr18Mo2（Ti）钢的化学成分，%
钢号
C
N
C+N
Cr
Mo
Ni
00Cr18Mo2Ti
≤0.02
≤0.02
≤0.035
18-19
1.5-2.5
≤0.40
高钝Cr18Mo2（Ti）
≤0.010
≤0.010
≤0.015
18-19
1.5-2.5
≤0.40
钢号
Cu
Ti①
S
P
00Cr18Mo2Ti
≤0.20
≥10×（C+N）%≤0.4%
≤0.020
≤0.030
高钝Cr18Mo2（Ti）
≤0.20
≥10×（C+N）%≤0.25%
≤0.020
≤0.030
①非焊接部件也可不加Ti
表3-33 00Cr18Mo2钢的板材的室温力学性能
бb,MPa
бs,Mpa
δ,%
ψ,%
αk105J/m2
脆性转变温度，℃
≥25
≥45
≥25
-
<1.0
+80①
-80②
①5mm厚，V型缺口试样；②1mm厚，6片叠加，V型缺口试样。
（2）力学性能
00Cr18Mo2Ti钢的力学性能见表3-33。
热处理工艺对高纯Cr18Mo2钢室
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