鐵素體不銹鋼?，普通鐵素體 高純鐵素體 力學(xué)性能，耐蝕性
鐵素體不銹鋼(400系)含鉻量在15%~30%，具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)。這類鋼一般不含鎳，有時(shí)還含有少量的Mo、Ti、Nb等元素，這類鋼具有導(dǎo)熱系數(shù)大，膨脹系數(shù)小、抗氧化性好、抗應(yīng)力腐蝕優(yōu)良等特點(diǎn)，多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。鐵素體不銹鋼價(jià)格不僅相對(duì)低且穩(wěn)定，并且具有許多特的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，業(yè)已證明，在許多原先認(rèn)為只能采用奧氏體不銹鋼(300系)的應(yīng)用領(lǐng)域，鐵素體不銹鋼是一種極為的替代材料，鐵素體不銹鋼不含鎳，主要元素為鉻(>10%)和鐵，鉻是不銹鋼特別耐腐蝕的元素，其價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定。
鉻含量12%~30%，在高溫和常溫下均以體心立方晶格的鐵素體為基體組織的不銹鋼。這類鋼一般不含鎳，有的含有少量鉬、鈦或鈮等元素，具有良好的抗氧化性，耐蝕性和耐氯化物腐蝕破裂性。鐵素體不銹鋼根據(jù)鉻含量可分為低鉻、中鉻和高鉻三類，根據(jù)鋼的純凈度，特別是碳、氮雜質(zhì)含量又可分為普通鐵素體不銹鋼和超純鐵素體不銹鋼。普通鐵素體不銹鋼有低溫和室溫脆性，缺口敏感性及較高的晶間腐蝕傾向，焊接性較差等缺點(diǎn)，雖然這類鋼發(fā)展的較早，在工業(yè)應(yīng)用一直受到很大限制。普通鐵素體不銹鋼的這些不足，與鋼的純凈度，特別是與鋼中碳、氮等間隙元素的含量較高有關(guān)。只要鋼中碳、氮足夠低，例如不大于150×10~250×10，基本上可克服上述缺點(diǎn)。20世紀(jì)70年代后由于冶煉技術(shù)特別是真空冶金和二次精煉工藝的發(fā)展，已能生產(chǎn)出碳+氮≤150~250×10的高純鐵素體不銹鋼，使這類鋼在工業(yè)上獲得了廣泛應(yīng)用。
一般可分為普通鐵素體不銹鋼和高純鐵素體不銹鋼兩大類。
折疊普通鐵素體
此類鋼包括低、中、高三種鉻含量。低鉻鐵素體不銹鋼，含鉻大約為11%~14%，如中國(guó)的00Cr12，0Cr13Al。美國(guó)的AISI400、405、406MF-2(見(jiàn)表)。此類鋼具有良好的韌性，塑性，冷變形性及可焊性。由于鋼中含有一定量鉻、鋁，因此有較好的抗氧化性和不銹性。405可用作石油精煉塔、槽襯里、蒸汽渦輪機(jī)葉片、耐高溫硫腐蝕裝置等。400用作家庭及辦公室用具等。409用于汽車(chē)排氣消音系統(tǒng)裝置及冷、溫水管等。中鉻鐵素體不銹鋼，鉻含量為14%~19%，如中國(guó)的1Cr17、1Cr17Mo。美國(guó)的AISI429、430、433、434、435、436、439。此類鋼有著較好的耐銹性和耐蝕性。其加工硬化系數(shù)較小(n≈2)，有著良好的深拉深性能，但延性較差。430用作建筑裝飾、汽車(chē)裝飾、廚房裝備、氣體燃燒器及硝酸工業(yè)裝置的部件等。434用于汽車(chē)，建筑的外部裝飾。439用作燃?xì)鉄崴?、煤、氣管線的軟管等。高鉻鐵素體不銹鋼含鉻量19%~30%，如 中 國(guó) 的 Cr18Si2、Cr25，美國(guó) 的AISI442、443、446。此類鋼有良好的抗氧化性。442在大氣中斷續(xù)使用，上限溫度為1035℃，連續(xù)使用高溫度為980℃。446有更好的抗氧化性。
折疊高純鐵素體
此類鋼含有極低碳、氮;高鉻、鉬、鈦、鈮等元素。如中國(guó)的00Cr17Mo、00Cr18Mo2、00Cr26Mol、00Cr30Mo2國(guó)外18-2、Cr26Mol、25Cr-5Ni-4Mo-Nb、MoNiT、Al29-4、Al29-4-2。這類鋼有良好的力學(xué)性能(特別是韌性)，焊接性能，耐晶間腐蝕性，耐點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕性，的耐應(yīng)力腐蝕破裂性。如18-2在硝酸，醋酸，NaOH中有良好耐蝕性，在3%NaCl和FeCl3中耐點(diǎn)蝕性相當(dāng)或超過(guò)18-8奧氏體鋼，耐SCC性遠(yuǎn)超過(guò)18-8鋼。26CrMo鋼在許多介質(zhì)中耐腐蝕，特別是有機(jī)酸，氧化性酸，強(qiáng)堿中。在強(qiáng)氯化物介質(zhì)中有良好的耐點(diǎn)蝕性。在氯化物、硫化氫、過(guò)多硫酸及強(qiáng)堿中不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。30Cr-2Mo在保持耐應(yīng)力腐蝕同時(shí)具有更高耐點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕性。加少量鎳的鋼，提高在還原性酸中的性能。
耐蝕性
(1)均勻腐蝕。鉻是容易鈍化的元素。在大氣環(huán)境中，鉻含量在12%以上的鐵-鉻合金就可自鈍化。在氧化性介質(zhì)中鉻含量在17%以上就可鈍化，在某些侵蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)中，高鉻并加鉬、鎳、銅等元素可獲得良好的耐蝕性。
(2)晶間腐蝕。鐵素體不銹鋼與奧氏體不銹鋼一樣都會(huì)發(fā)生晶間腐蝕，但敏化處理及避免這種腐蝕的熱處理恰好相反。鐵素體不銹鋼從925℃以上急冷容易遭受晶間腐蝕，而容易遭受晶間腐蝕的狀態(tài)(敏化態(tài))經(jīng)過(guò)650~815℃短時(shí)間回火，便可消除。鐵素體鋼產(chǎn)生晶間腐蝕也是由于碳化物析出引起貧鉻的結(jié)果。所以降低鋼中碳、氮含量并加入鈦、鈮等元素，可降低晶間腐蝕敏感性。
(3)點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕。鉻、鉬是提高不銹鋼耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕有效元素。鉻含量增加則氧化膜中的鉻含量也增加，膜的化學(xué)穩(wěn)定性增加。鉬以MoO4的形式吸附在活性金屬面上，抑制金屬的溶解，促使再鈍化，防止膜的破壞，因此高鉻、鉬鐵素體不銹鋼具有的耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕性能。
(4)抗應(yīng)力腐蝕破裂性。由于組織結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，鐵素體不銹鋼在奧氏體不銹鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的介質(zhì)中卻是耐蝕的。
力學(xué)性能
鐵素體不銹鋼因無(wú)相變，不能靠熱處理強(qiáng)化。一般在700~800℃退火后使用。由于鐵鉻原子尺寸相差不多固溶強(qiáng)化效果較小，鐵素體不銹鋼屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度略低碳鋼，延性則低于低碳鋼。
普通鐵素體不銹鋼易產(chǎn)生脆性:(1)室溫脆性。普通鐵素體不銹鋼對(duì)缺口敏感，脆性轉(zhuǎn)變溫度除了低鉻(如405)外均在室溫以上，鉻量愈高冷脆性愈大。這種冷脆性與鋼中碳、氮等間隙元素有關(guān)，而超純鐵素體鋼由于碳、氮等間隙元素含碳非常低，可得到良好的韌性，脆性轉(zhuǎn)變溫度可降至室溫以下。
(2)高溫脆化。普通鐵素體不銹鋼加熱到927℃以上后急冷至室溫，塑性和韌性顯著降低。這種高溫脆化與碳(氮)化物在427~927℃溫度迅速地在晶界或位錯(cuò)上析出有關(guān)。降低鋼中碳氮含量(采用超純技術(shù))可以的改善此脆性。此外，鐵素體鋼加熱到927℃以上晶粒容量粗化，粗大晶粒將使鋼的塑性，韌性惡化。
(3)σ-相的形成。根據(jù)鐵-鉻相圖(見(jiàn)圖1)，在500~800℃保溫，含鉻40%~50%合金將形成單一相σ，含鉻小于20%或大于70%的合金，將形成α+σ雙相組織。σ-相形成會(huì)顯著地降低鋼的塑性和韌性。所以此類鋼不宜在500~800℃長(zhǎng)時(shí)間使用。
(4)475℃脆性。高鉻(>15%)鐵素體鋼，在400~500℃保溫將強(qiáng)烈脆化。這種脆化所需時(shí)間較σ相析出短，例如0.080C-0.4Si-16.9Cr鋼在450℃保溫4h，室溫沖擊韌性幾乎下降到零。脆化程度隨鉻含量增加而增加，但在600℃以上處理可恢復(fù)韌性。475℃脆化是由于富鉻α′相沉淀的結(jié)果。此類鋼應(yīng)避免在475℃附近加熱。

1Cr17Mo標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 1220-1992
●特性及適用范圍：1Cr17Mo不銹鋼為1Cr17的改良鋼種，比1Cr17抗鹽溶液性強(qiáng)，作為汽車(chē)外裝材料使用。
●化學(xué)成份：碳 C ：≤0.12硅 Si：≤1.00錳 Mn：≤1.00硫 S ：≤0.030磷 P ：≤0.035鉻 Cr：16.00～18.00鎳 Ni：允許加入≤0.60鉬 Mo：0.75～1.25
●力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)：≥450條件屈服強(qiáng)度 σ0.2 (MPa)：≥205伸長(zhǎng)率 δ5 (%)：≥22斷面收縮率 ψ (%)：≥60硬度 ：≤183HB
●熱處理規(guī)范及金相組織：熱處理規(guī)范：退火780～850℃空冷或緩冷。金相組織：組織特征為鐵素體型。
●交貨狀態(tài)：一般以熱處理狀態(tài)交貨，其熱處理種類在合同中注明；未注明者，按不熱處理狀態(tài)交貨。

40CrMoV?
40CrMoV合金結(jié)構(gòu)鋼
特性及應(yīng)用:
40CrMoV合金鋼為汽輪機(jī)螺栓用合金結(jié)構(gòu)鋼。40CrMoV鋼棒以退火或回火狀態(tài)交貨化學(xué)成分:
錳 Mn:0.45~0.77
硫 S:≤0.025
磷 P:≤0.025
鉻 Cr:0.80~1.15
鎳 Ni:≤0.30
銅 Cu:≤0.30
釩 V:0.25~0.35
鉬 Mo:0.50~0.65
熱處理工藝:淬火890±15℃，油冷;回火650℃，空冷。
力學(xué)性能:
規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力 ór0.2/MPa:≥720
抗拉強(qiáng)度 ób/MPa:≥860
伸長(zhǎng)率 δ5(%):≥18
斷面收縮率 ψ(%):≥50
沖擊吸收功 /J:≥34(為V型缺口試樣沖擊)
交貨狀態(tài) HBS10/3000:≤269