γˊ相不是奧氏體不銹鋼中的常見相。但是當其在鋼中細小而彌散地在晶內沉淀時,會顯著提高鋼的強度及硬度。很多奧氏體、半奧氏體及馬氏體沉淀硬化不銹鋼,就是利用γˊ相的這種沉淀強化效應來進一步獲得高強度。鋼中生成的γˊ相取決于采用的沉淀強化元素(鋁、鈦和鈮等)的不同,常常為Ni3AlNi3TiNi3Nb及Ni3(AlTi)等。γˊ相具有面心立方結構,其點陣常數與奧氏體基體很相近,因而該相開始生成時總是與奧氏體基體保持固定位向的共格關系。奧氏體不銹鋼中的γˊ相沉淀主要發生在500-900℃的溫度區間內,超過1000℃的加熱導致γˊ相溶解到奧氏體基體中。
4.2.3、奧氏體不銹鋼的適用環境與基本用途
1Cr17Ni7是一種亞穩定奧氏體不銹鋼,在固溶狀態下具有完全的奧氏體組織。但是,經過冷變形加工,取決于變形量的大小,會有一部分乃至大部分奧氏體變成馬氏體,從而鋼的強度和硬度顯著提高,同時該鋼種在大氣條件下也有較好的耐銹性。因而此鋼主要以冷加工狀態應用于承受較高負荷、又希望減輕設備重量和不生銹的設備或構件,比如鐵道車輛的裝飾板、傳送帶和緊固件等。
僅含鉻的Cr17型鐵素體不銹鋼,如1Cr171Cr17Ti,0Cr17Ti00Cr17Ti當在含有Cl-的水介質中使用時,常常由于耐腐蝕和孔蝕性能不好而受到限制。含鉬的Cr18Mo2型不銹鋼不僅可彌補無鉬Cr17型鋼的此種不足,而且其耐醋酸等有機酸腐蝕的性能也會顯著提高。因此,Cr18Mo2 型鋼即可用于耐弱介質孔蝕的換熱設備,也可用于耐醋酸等用途中。由于碳、氮含量較前述1Cr17Mo2Ti為低,因此,00Cr18Mo2和高純Cr18Mo2具有遠較1Cr17Mo2Ti為佳的塑、韌性和可焊性。
含C+N≤150ppm的高純Cr26Mo1 鐵素體不銹鋼是高純鐵素體不銹鋼中發展早的一種。它的性能特點是脆性轉變溫度低;耐氯化物和含氧化劑(NaClO3)和NaOH的應力腐蝕性能好,主要用作耐酸、堿設備以及各種水冷換熱設備和隔膜法固堿降膜蒸發器等。
1Cr18Ni12和0Cr18Ni9Cu3鋼熱加工性很好,鍛造、軋制、鐓粗和頂鍛等無任何困難。加熱溫度1Cr18Ni12鋼為1150-1180℃為宜,而0Cr18Ni9Cu3鋼應低些,以1100-1130℃為好。停鍛溫度應不低于900℃。
冷成形性優良是這兩種不銹鋼的 特點。加工硬化指數和杯突深度值與0Cr18Ni9鋼相對比示于表4-54。由于加工硬化速率低,可完成變形條件更苛刻、形狀更復雜制作的各種冷成形操作:拉深、沖壓、擠壓和旋壓及彎曲等,0Cr18Ni9Cu3多比1Cr18Ni12鋼冷成形性更優良。
這兩種鋼的固溶處理制度為1010-1150℃加熱后水冷。如果是對冷成形后的材料進行應力處理,可在300-400℃加熱4-8h后空冷。
這兩種鋼很容易用焊接奧氏體不銹鋼常用的方法進行焊接,焊接材料的合金元素含量應比母材稍高些。為了保證焊后的耐蝕性特別是耐晶間腐蝕性能, 進行再度固溶處理。
2Cr13鋼冷塑性變形性能、深拉和深沖性以及切削加工性均尚好,它的熱加工溫度以850-1200℃為宜,隨后需砂冷或及時進行退火處理。它的熱處理工藝見表2-20。此鋼焊后硬化傾向大,易出現裂紋。若用Cr202Cr207等焊條焊接時,焊前需經250-350℃預熱,焊后需在700-730℃回火,若用奧107,奧207等焊條焊接,則可不進行焊后熱處理。
3Cr13鋼由于碳含量高,故冷變形性能較1Cr132Cr13鋼為差,但其熱加工并無困難,熱變形適宜溫度為850-1200℃,隨后需緩冷并及時退火。3Cr13鋼的軟化退火與淬火工藝與1Cr132Cr13相同,但回火溫度較低,一般為200-300℃。由于3Cr13鋼可焊性差,一般情況下它不用于焊接。
4Cr13鋼的熱加工溫度與1Cr13,2Cr13,3Cr13相同。但其冷加工性能較3Cr13更差。熱處理時退火溫度為750-800℃,隨后爐冷;淬火溫度為1050-1100℃,然后油冷;回火工藝與3Cr13鋼相同。此鋼的可焊性很差,一般不用于焊接。