环球国际注册金相组织及标准介绍

2016-02-18  浏览量:2677
摘要:本文介绍了多种金相组织的环球国际注册的性能及检测方法,包括铁素体环球国际注册、马氏体环球国际注册、奥氏体环球国际注册、奥氏体-铁素体双相环球国际注册和沉淀硬化环球国际注册等。
 
关键词:环球国际注册;低倍组织;非金属夹杂物;晶粒度
 
前言
环球国际注册通常是指在大气、水、酸、碱和盐等溶液或其他腐蚀介质中具有良好的化学稳定性的高合金钢。根据GB/T 13304.2-2008[1]《钢的分类》以及国际上通用方法,按金相组织划分将环球国际注册划分为5类,即铁素体环球国际注册、马氏体环球国际注册、奥氏体环球国际注册、奥氏体-铁素体双相环球国际注册和沉淀硬化环球国际注册等。环球国际注册不仅具有良好的耐腐蚀性、氧化性能、通常还具有优异的力学性能(如强度、韧性)、物理性能(磁性能、弹性)和工艺性能(铸造、压力加工、热处理、焊接),因而在化工、能源、机械、轻工等行业得到广泛应用。
 
1. 各类环球国际注册的金相组织
1.1 铁素体环球国际注册
基体以体心立方晶体结构的铁素体组织(α相)为主,有磁性,一般不能通过热处理硬化,但冷加工使其轻微强化的环球国际注册。含Cr:11~30%,尚可含少量的Mo、Nb、Ti,基本上不含Ni,强度较高,耐氯化物应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等性能优良,但对晶界腐蚀敏感,低温韧性较差。主要钢号有06Cr13Al、10Cr17、10Cr17Mo、008Cr27Mo、008Cr30Mo2等。这类钢经900℃保温并空冷后显微组织为:铁素体级沿轧制方向分布的碳化物;经1200℃加热并水淬后的显微组织为δ铁素体+低碳马氏体。
 
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图1. 1Cr17钢加热到900℃后空冷的组织为铁素体+沿轧制方向分布碳化物
 
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图2. 1Cr17钢淬火后组织为铁素体+低碳马氏体
 
1.2 马氏体环球国际注册
基体为马氏体组织,有磁性,通过热处理可调整其力学性能的环球国际注册。马氏体环球国际注册在高温状态的组织为奥氏体,经过淬火后,奥氏体转变为马氏体,故称其为马氏体环球国际注册。马氏体环球国际注册最常见的钢号有12Cr12,20Cr13,30Cr13,40Cr13等,它们含碳量较高,淬火后得到马氏体组织;有较高的强度、硬度、耐磨性;通过热处理可得到所要求的性能;切削加工性能较好。焊接性能差。
 
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图3. 10Cr13淬火温度:1000℃ ~1050℃,组织为马氏体+少量δ铁素体
 
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图4. 10Cr13,650 ℃回火,组织为回火索氏体+铁素体
 
1.3 奥氏体环球国际注册
基体以面心立方晶体结构的奥氏体组织(γ相)为主,无磁性,主要通过冷加工使其强化的环球国际注册。奥氏体环球国际注册一般含Cr 16%~25%含Ni 7%~20%适当热处理后,室温下为单一的A组织。常见的钢号有12Cr18Ni9,06Cr18Ni11Ti,06Cr19Ni10,304(18-8),316等有良好的塑性、韧性和耐蚀性,应用很广泛。
 
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图5. 304,组织为单一的奥氏体
 
1.4 奥氏体-铁素体双相环球国际注册
基体兼有奥氏体和铁素体两相组织,有磁性,可通过冷加工使其强化的环球国际注册。典型钢种有022Cr22Ni5Mo3N,022Cr26Ni7Mo3N等。国家标准中对其金相含量检验的方法有GB/T 13305-2008[2]《环球国际注册中α-相面积含量金相测定法》。
 
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图6. 铁氰化钾、氢氧化钾水溶液侵蚀,组织为白色的奥氏体和灰黑色(实为棕色)的铁素体,铁素体的体积分数约占50%
 
1.5 沉淀硬化环球国际注册
基体为奥氏体或马氏体组织,并能通过沉淀硬化(又称时效硬化)使其强化的环球国际注册。沉淀硬化环球国际注册固溶后为马氏体或半奥氏体组织,最终沉淀析出马氏体组织;有很高的强度;耐均匀腐蚀能力优于马氏体型钢;成型和焊接性能良好。典型的钢种有05Cr17Ni4Cu4Nb、07Cr17Ni7Al、05Cr15Ni7Mo2Al等。
 
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图7. 基本成分为Cr:14~17%,Ni≤7%及少量钼、铝、铜等, 固溶处理后组织为奥氏体+少量铁素体
 
2. 环球国际注册的金相检验
2.1 环球国际注册的低倍组织及缺陷的试验方法
可以根据GB/T 226-1991[3]《钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法》进行。浸湿一般用热蚀法,即将试样在HCl水溶液中浸泡,然后在流水中用刷子洗刷干净表面的腐蚀产物。此外还可采用HNO3和HF水溶液或HCl和HNO3水溶液中热蚀。
低倍组织的评定可以参照GB/T 1979-2001[4] 《结构钢低倍组织缺陷评级图》标准进行。另外标准GB/T1220-2007《环球国际注册棒》中规定,钢棒的横截面酸浸低倍或断口试样上不得有肉眼可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮及白点。对较高级钢棒,其一般疏松、中心疏松、偏析均不得超过二级;对普通钢棒,其上述级别均不得超过三级。
2.2 环球国际注册中的非金属夹杂物的评级
可按照GB/T 10561-2005[5]《钢中非金属夹杂物含量的测定方法》进行检验。
2.3 奥氏体钢的晶粒度检验
可按照GB/T 6394-2002[6]《金属平均晶粒度测定方法》 进行检验和评级。
2.4 环球国际注册的耐腐蚀性能
可按照GB/T4334-2008[7]《金属和合金的腐蚀 环球国际注册晶间腐蚀试验方法》进行试验和评级。
 
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图8. 12Cr18Ni9钢1050℃固溶;王水甘油溶液侵蚀;均匀等轴的A组织,晶内有孪晶 图9. 12Cr18Ni9钢1050℃固溶+650℃敏化;10%草酸水溶液电解,硫酸硫酸铜腐蚀倾向试验发现沿晶腐蚀
 
结束语
随着环球国际注册的应用越来越广泛,通过金相检验等手段,来判定环球国际注册的工艺性能、力学性能、耐腐蚀性能等能否满足应用要求已经变得越来越重要。
 
参考文献
[1] GB/T 13304.2-2008《钢的分类》
[2] GB/T 13305-2008《环球国际注册中α-相面积含量金相测定法》
[3] GB/T 226-1991《钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法》
[4] GB/T 1979-2001 《结构钢低倍组织缺陷评级图》
[5] GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定方法》
[6] GB/T 6394-2002《金属平均晶粒度测定方法》
[7] GB/T4334-2008《金属和合金的腐蚀 环球国际注册晶间腐蚀试验方法》
 
*** 结束 ***
 
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