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“321不锈钢”一般是指“奥氏体不锈钢”。
奥氏体不锈钢,是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~25%、C约0.1%时,具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性,但强度较低,不可能通过相变使之强化,仅能通过冷加工进行强化,如加入S,Ca,Se,Te等元素,则具有良好的易切削性。
铬镍奥氏体不锈钢优良的热塑性使其易于施以锻造、轧制、热穿孔和挤压等热加工,钢锭加热温度为1150~1260℃,变形温度范围一般为900~1150℃,含铜、氮以及用钛、铌稳定化的钢种偏靠低温,而高铬、钼钢种偏靠高温。由于导热差,保温时间应较长。热加工后工件空冷即可。铬锰奥氏体不锈钢热裂纹敏感性较强,钢锭开坯时要小变形、多道次,锻件宜堆冷。可以进行冷轧、冷拔和旋压等冷加工工艺和冲压、弯曲、卷边与折叠等成形操作。铬镍奥氏体不锈钢加工硬化倾向较铬锰钢弱,一次退火后冷变形量可以达到70%~90%,但铬锰奥氏体不锈钢由于变形抗力大,加工硬化倾向强,应增加中间软化退火次数。一般中间软化退火处理为1050~1100℃水冷。
发展方向
(1)钢种极低碳化(碳≤0.02%)和高纯化(作为杂质元素硫、磷、硅、锰等含量极低)。
(2)特殊用途钢种开发。如热海水用高钼钢、高耐蚀高强度的高氮钢(氮含量达到0.4%~0.6%甚至0.8%~1.0%),不锈钢功能材料(记忆材料、储氢材料等)等。
(3)新工艺开发。不锈钢复合材料、非晶不锈钢等。
不锈钢管是加有质量分数从12%到50%合金元素的铁基合金。合金元素影响奥氏体、铁素体和马氏体相的稳定性,从而影响与稳定性有关的各相之间的平衡关系。加入不锈钢中的元素可以分为形成稳定铁素体元素以及形成稳定奥氏体元素。马氏体是一种相变产物,由奥氏体从高温冷却到低温时形成,如果在高温时没有形成奥氏体,那么在低温下也就不会获得马氏体相。
奥氏体不锈钢管含有高的镍含量及其他奥氏体形成元素,这些元素促使奥氏体相的形成,使其在室温甚至更低温度下仍然稳定。铁素体不锈钢无缝管则含有减弱奥氏体形成的元素例如高的铬含量,使铁素体成为主导的相组分。马氏体不锈钢管在高温时是奥氏体组织,然而这种奥氏体是不稳定的,在冷却时发生转变。借助于奥氏体形成元素和铁素体形成元素之间的平衡可以控制不锈钢管的微观组织。两种元素间平衡的调整对不锈钢管的力学性能,耐腐蚀性和焊接性有重要作用。
铝、钛、铜和钼加入不锈钢无缝管中可以促进析出反应而使钢强化。含有Cu、AI 和Mo的析出硬化(PH)马氏体不锈钢无缝管经热处理后可以得到超过1375MPa (200k8i)的室温屈服强度。奥氏体不锈钢无缝管经常含有钛和铝而形成镍钛和镍铝析出相,其作用和镍基超合金中的析出强化相相似。铝在固溶体中是铁素体形成元素.而铜则是弱奥氏体形成元素.成分接近纯铜的析出相可以用来强化马氏体钢如174PH钢。铁素体形成元素有:铬,钼、硅、铌、钛、铝、钒、钨。奥氏体形成元素有:镍、锰、碳、氮、铜、钴。
321不锈钢,是Ni-Cr-Mo型奥氏休不锈钢,也是304不锈钢的衍生钢种。321不锈钢和304不锈钢在耐腐蚀性能上差异并不大,但在500-600摄氏度的耐热工况下,则大多使用321不锈钢,是因为321不锈钢有钛(Ti)作为稳定化元素存在,使其具备了更好的耐耐晶间腐蚀及高温强度,有效的控制了碳化铬的形成。同时也是热强钢种,使321不锈钢具有了高温应力破断性能和高温抗潜变性能,应力机械性能优于304不锈钢,所以能用于制造耐磨酸容器和耐磨设备的衬里、输送管道(如石油废气燃烧管道、发动机排气管、柴油机消音部件、加热元件管、用于高温矿物加工的编织或焊接筛网、燃炉管道及烘干机用螺旋焊管)。
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