奧氏體不銹鋼具有面心立方晶體結構,無磁性,不能通過熱處理強化,只能采用冷加工強化手段提高強度。由于其耐蝕,良好的常溫和低溫韌性、易成型性和良好的可焊性而廣泛應用于各工業(yè)領域和日常消費領域。奧氏體不銹鋼產(chǎn)量約占不銹鋼產(chǎn)量的70%,其產(chǎn)品涵蓋板、管、絲、帶、棒材、鍛件等幾乎所有的冶金產(chǎn)品類型。
(06Cr18Ni11Nb)347不銹鋼是用加鈮元素穩(wěn)定的奧氏體不銹鋼。此鋼耐晶間腐蝕和耐連多硫酸晶間應力腐蝕性能良好。在酸、堿、鹽等腐蝕介質(zhì)中的耐腐蝕性能基本同于含鈦的321不銹鋼,由于其良好的耐蝕性能、焊接性能。因此廣泛應用于石油化工、合成纖維、食品、造紙等工業(yè)部門。在熱電廠和核動力工業(yè)中,用于大型鍋爐過熱器、再熱器、蒸汽管道、軸類和哥類焊接結構件。由于鈮較鈦不易燒損,此鋼常常用作焊心和焊帶等焊接材料。
一、化學成分
牌號 | (06Cr18Ni11Nb)347不銹鋼化學成分 ,wt% | |||||||
碳 | 硅 | 錳 | 磷 | 硫 | 鉻 | 鎳 | 鈮 | |
06Cr18Ni11Nb | ≤0.08 | ≤1.0 | ≤2.0 | ≤0.035 | ≤0.03 | 17.0~19.0 | 9.0~12.0 | 10×C%~1.10 |
347 | ≤0.08 | ≤1.0 | ≤2.0 | ≤0.045 | ≤0.03 | 17.0~20.0 | 9.0~13.0 | 10×C%~1.10 |
1.4550 | ≤0.08 | ≤1.0 | ≤2.0 | ≤0.045 | ≤0.015 | 17.0~19.0 | 9.0~12.0 | 10×C%~1.00 |
二、力學性能
a. 低溫力學性能
(06Cr18Ni11Nb)347不銹鋼的低溫力學性能 | |||||
試驗溫度 (%) | σb/MPa | σ0.2/MPa | δs/ % | φ/% | Akv/J |
0 | 785 | 282 | 65 | 76 | 176 |
-20 | 894 | 301 | 56 | 74 | 193 |
-50 | 1024 | 315 | 50 | 70 | 178 |
-100 | 1202 | 304 | 42 | 70 | 152 |
-140 | 1323 | 306 | 40 | 65 | 135 |
-196 | 1564 | 273 | 38 | 58 | 124 |
(06Cr18Ni11Nb)347不銹鋼具有良好的低溫力學性能,在-196℃仍具有良好的塑韌性。
b. 室溫力學性能
不同標準所規(guī)定的347不銹鋼的室溫拉伸性能 | |||||
標準 | 材料類型和狀態(tài) | σb/ Mpa | σ0.2/ Mpa | δs/% | φ /% |
GB1220-92 | ≤250mm棒材 980~1150℃快冷 | ≥520 | ≥205 | ≥40 | ≥60 |
ASTM A276 ASTM A473 | 熱加工棒材、段材退火 | ≥515 | ≥205 | ≥40 | ≥50 |
≤13mm 冷加工棒、退火 | ≥620 | ≥310 | ≥30 | ≥40 | |
≥ 13mm 冷加工棒、退火 | ≥515 | ≥205 | ≥30 | ≥40 | |
管、板、帶、退火 | ≥515 | ≥205 | ≥40 | - | |
ASTM A276 | 鍛 件 | ≥480 | ≥210 | ≥40 | ≥30 |
冷加工對347不銹鋼室溫力學性能影響 | |||
冷加工變形量(%) | σb/MPa | σ0.2/MPa | δs/ % |
0 | 675 | 274 | 50 |
10 | 731 | 548 | 32 |
20 | 858 | 745 | 13 |
30 | 998 | 886 | 8 |
40 | 1111 | 970 | 5 |
50 | 1181 | 1005 | 4 |
60 | 1209 | 1041 | 3 |
C. 高溫力學性能
(06Cr18Ni11Nb)347不銹鋼的高溫瞬時力學性能 | ||||||
熱處理制度 | 溫度 | 高 溫 力 學 性 能 | ||||
℃ | σb/MPa | σ0.2/MPa | δs/% | φ /% | aK(105j/m2) | |
1050℃ 水冷 | 20 | 559~637 | 235~274 | 53~61 | 63~69 | 20.6~27.4 |
500 | 392~429 | 147~216 | 28~36 | 56~66 | 23.5~28.4 | |
600 | 362~382 | 137~186 | 28~34 | 54~65 | 24.5~30.4 | |
650 | 304~363 | 118~167 | 31~38 | 54~61 | 23.5~31.4 | |
700 | 245 | 一 | 31~42 | 44~60 | 24.5~29.4 |
三、物理性能
冷加工347不銹鋼的導磁變化 | ||
冷加工變形量 (%) | 導磁率 | |
H = 4000A/m | H = 16000A/m | |
0 | 1.0037 | 1.0044 |
13.5 | 1.0074 | 1.0088 |
40 | 1.062 | 1.088 |
60 | 1.245 | 1.445 |
90 | 1.97 | 4.12 |
四、冷作硬化特性
(06Cr18Ni11Nb)347冷加工可使鋼的強度明顯提高,并伴隨著塑韌性下降,可根據(jù)使用要求選用適宜的冷變形程度,以獲取滿意的強度和塑韌性配合。(注:冷加工會使鋼的磁性增加)
五、耐蝕性能
(06Cr18Ni11Nb)347不銹鋼的耐腐蝕性 | ||||
介 質(zhì) 條 件 | 試驗延續(xù)時間 h | 腐蝕速度 mm/a | ||
介 質(zhì) | 濃 度 ,% | 溫 度 ,℃ | ||
硝 酸 | 0.5~99 | 20 | <0.1 | |
7~37 | 沸 騰 | 0.1~0.9 | ||
65 | 沸 騰 | <0.1 | ||
93 | 37 | 720 | 0.01 | |
93 | 55 | 720 | 0.21 | |
97 | 37 | 720 | 0.22 | |
97 | 55 | 720 | 0.76 | |
99 | 37 | 720 | 0.58 | |
99 | 55 | 720 | 1.25 | |
99.67 | 沸騰 | 720 | <10.0 | |
硫 酸 | 1 | 20 | 1.0~3.0 | <0.1 |
1 | 85 | 3.0~10.0 | ||
5 | 20 | <1.0 | ||
5 | 50 | <3.0 | ||
5 | 80 | |||
10 | 20 | <3.0 | ||
10 | 80 | >10.0 | ||
20 | 20 | <3.0 | ||
20 | 60 | >10.0 | ||
磷 酸 | 1~90 | 20 | <0.1 | |
10 | 沸騰 | <0.1 | ||
25 | 85 | <0.1 | ||
40 | 100 | <0.1 | ||
65 | 110 | >10.0 | ||
80 | 60 | <0.1 | ||
80 | 110 | >10.0 | ||
90 | 80 | <0.1 | ||
90 | 110 | >10.0 | ||
鹽 酸 | 0.2~10 | 20 | <0.1 | |
1 | 50 | <3.0 | ||
3 | 60 | 3.0~10.0 | ||
10 | 60 | >10.0 | ||
20 | 20 | <3.0 | ||
20 | 60 | >10.0 | ||
30 | 20 | >10.0 | ||
醋 酸 | 10~100 | 20~90 | <0.1 | |
10 | 沸騰 | <1.0 | ||
25 | 沸騰 | 1.0~3.0 | ||
50 | 沸騰 | <3.0 | ||
80 | 沸騰 | 1.0~3.0 | ||
檸檬酸 | 1~50 | 20 | <1.0 | |
5 | 140(3MPa) | <1.0 | ||
59 | 沸騰 | >10.0 | ||
蟻 酸 | 50~100 | 20 | <0.1 | |
50 | 沸騰 | >10.0 | ||
80 | 沸騰 | >3.0 | ||
100 | 沸騰 | >1.0 | ||
氫氧化鈉 | 10~50 | 90 | <0.1 | |
20 | 沸騰 | <0.1 | ||
30 | 沸騰 | 0.1~10.0 | ||
40 | 沸騰 | <1.0 | ||
氫氧化鈉 | 60 | 12 | <1.0 | |
70 | 沸騰(181) | <3.0 | ||
90 | 300 | <3.0 | ||
熔體 | 318 | 3.0~10.0 | ||
氫氧化鈉 | 25 | 沸騰 | <0.1 | |
50 | 沸騰 | <1.0 | ||
68 | 120 | <0.1 | ||
熔體 | 300 | 3.0~10.0 |
六、工藝性能
(06Cr18Ni11Nb)347不銹鋼的加工性能類似于321不銹鋼,可進行通常的冷熱加工成型操作。
1. 熱加工
開始加工溫度 1150~1200℃,終加工溫度應大于900℃,適宜的熱加工溫度范圍為950℃~1150℃。
2. 冷加工
冷變形性能良好,可進行冷軋、冷拔、冷鐓、彎曲、卷邊、折疊等各種冷作成型操作,其極限拉伸系數(shù)為2.08,工作拉伸系數(shù)為1.8~1.9。由于鋼的冷作硬化能力較強,當其變形量大時應進行中間退火,以利于后步加工。
3. 熱處理
鋼的固溶處理溫度范圍 1000~1200℃,可根據(jù)不同技術要求進行選擇最佳的熱處理溫度,固溶處理后快速冷卻。鋼的穩(wěn)定化處理溫度為850~900℃.
4. 焊接
鋼的焊接性能良好,可采用通常使用的焊接方法進行焊接,焊條可采用奧102、奧107、奧137,焊后一般不需要熱處理,焊接接頭可通過晶間腐蝕檢驗。對于鍋爐鋼管焊后要求進行1177℃±28℃×30"固溶處理。
七、產(chǎn)品應用
(06Cr18Ni11Nb)347不銹鋼即可用作為耐蝕材料又可作為耐熱鋼使用,廣泛應用于火電廠、石油化工等化學加工工業(yè),用以制作容器、管道、熱交換器、軸類等設備和部件,同時作為焊接材料應用于不銹鋼焊接。在反應堆工程中可以制作主泵軸,冷卻劑管道,1、2、3類設備用鍛件,板材,管,棒材等。