Cr-Ni系马氏体不锈钢的化学成分及性能特点

Cr-Ni系马氏体不锈钢的化学成分及性能特点由于Fe-Cr-C系马氏体不锈钢的性能的局限性，不能满足使用要求，于是，人们就采用另外的奥氏体形成元素Ni或N来取代部分C以改善马氏体不锈钢的组织和性能，这就得到了Cr-Ni系马氏体不锈钢。以Ni代C，就可以得到低碳、以至于超低碳马氏体不锈钢，改善了钢的塑、韧性，给提高Cr含量以改善耐腐蚀性提供了可能，也给加入其他合金元素提高其他性能（如加Mo可提高强度及耐腐蚀性）提供了可能。因此，低碳、超低碳和高Cr的高性能（包括高的力学性能、焊接性及耐腐蚀性）马氏体不锈钢，一般就是Cr-Ni系马氏体不锈钢。镍是奥氏体形成元素，在铁素体不锈钢中以Cr/Ni=3/1的比例加入镍（如12Cr4Ni及15Cr5Ni）之后，在从液态冷却时，首先结晶为δ铁素体。在铬含量低于wcr＜20%的情况下，继续冷却，就会发生δ→γ转变，将完全转变为奥氏体。但实际上，将会残留少量过冷δ铁素体。δ→γ转变结束后，继续冷却，就会发生γ→α转变，将完全转变为马氏体。但实际上，将会残留少量奥氏体。根据合金成分不同，将会有1%~10%的残留奥氏体。与铬铁素体不锈钢不同的是，这种马氏体由于含碳量低，而且含有镍，从而有较高的韧性和一定的硬度（350~400HV）。这种钢的马氏体转变温度比铬铁素体不锈钢低（200~250℃）。因此，这类马氏体不锈钢的组织为低碳马氏体+少量过冷δ铁素体+残留奥氏体。退火后，韧性提高而硬度和抗拉强度下降。低碳Cr-Ni系马氏体不锈钢的平均化学成分。这种钢一般都经过淬火+回火处理。淬火温度一般为950~1050℃，随后的回火温度为600℃。在回火过程中会形成细小弥散分微信公众号：hcsteel布的稳定的残留奥氏体。可见，经回火后，含有最多的细小弥散分布的稳定的残留奥氏体，将使韧性提高，强度下降。根据钢种级别不同，回火温度可能有所不同，但回火效果是明显的。值得重视的是13Cr4Ni及13Cr6Ni这两种钢，（实为12Cr4Ni及12Cr6Ni）给出了改进的舍夫勒图中标出了它们的位置。很明显，与铬铁素体不锈钢相比，添加wNi达4%~6%之后，可使Nieq增加，而使δ铁素体含量明显减少，马氏体含量却增加。由于在大多数情况下，焊接接头不能像母材那样可以进行淬火+回火，而只能进行回火。这就要求进一步减少δ铁素体含量。13Cr4Ni和13Cr6Ni焊缝金属的δ铁素体含量范围中阴。