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2Cr13鋼的調(diào)質(zhì)處理怎么做?性能怎么樣?

2Cr13鋼的調(diào)質(zhì)處理

2Cr13鋼是較常用的不銹鋼,具有較高的熱強(qiáng)性、抗氧化性,良好的減震性。在弱腐蝕介質(zhì)中具有較好的耐腐蝕性,對(duì)淡水、海水、蒸氣、空氣也有足夠的耐腐蝕性。熱處理后可獲得較高的性能。常用來(lái)制做450℃以下工作的機(jī)械零件和常溫下使用的化工及食品工業(yè)容器。例如,傳動(dòng)件、固定銷、拉桿、汽輪機(jī)葉片、閥座、閥板、閥桿、泵件、模具等。其中傳動(dòng)件、固定銷、拉桿等零件一般在調(diào)質(zhì)后使用。傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)工藝是高溫加熱,油淬,然后回火。

2Cr13鋼臨界溫度:AC1 820℃, AC3 950℃, Ar1 780℃。新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的調(diào)質(zhì)工藝為:淬火920~980℃油冷,600~750℃回火快冷。而老標(biāo)準(zhǔn)推薦的調(diào)質(zhì)工藝為:1000~1050℃油或水冷,660~770℃回火,油或水或空氣冷。而一般工廠的調(diào)質(zhì)工藝為:950~1000℃油淬,640~700℃回火空冷。新、老標(biāo)準(zhǔn)所推薦的調(diào)質(zhì)工藝中,淬火溫度有些差別。生產(chǎn)實(shí)踐表明,1050℃淬火有時(shí)有過熱現(xiàn)象而使馬氏體粗大,回火后沖擊韌度顯著降低。一般認(rèn)為,2Cr13鋼淬火后在400~600℃回火,會(huì)使耐蝕性及沖擊值降低。而采用較高的溫度回火,可保證在使用溫度下其組織和性能穩(wěn)定,并且也具有較高的耐蝕性。回火后的冷卻,有人認(rèn)為可采用任意速度冷卻。有人認(rèn)為該鋼有回火脆性傾向,回火后宜快冷,以抑制回火脆性的發(fā)展,獲得較高的沖擊韌度。

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新工藝試驗(yàn)檢測(cè)的力學(xué)性能結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的力學(xué)性能相比,抗拉強(qiáng)度平均提高29%左右,斷后伸長(zhǎng)率平均降低51%左右,斷面收縮率提高22%,沖擊吸收功提高33%。需要說(shuō)明的是,在拉伸試驗(yàn)中,斷口在正中的試樣其斷后伸長(zhǎng)率大于斷口不在正中的試樣。而3個(gè)調(diào)質(zhì)后的拉伸試樣其斷口均接近頭部,這可能也是斷后伸長(zhǎng)率較低的原因之一。不管怎樣,不能表明材料的塑性指標(biāo)就降低了許多。實(shí)踐與理論證明,斷面收縮率比斷后伸長(zhǎng)率更接近真實(shí)應(yīng)變,因而在塑性指標(biāo)中采用斷面收縮率比斷后伸長(zhǎng)率更為合理。而斷面收縮率提高了22%左右。由此看來(lái),新調(diào)質(zhì)工藝方法在生產(chǎn)中應(yīng)用是可行的。對(duì)于沖擊試驗(yàn),使用的是“U”型缺口試樣,如果國(guó)標(biāo)中的Ak值指的是“V”型缺口試樣,則二者的值是不能相比的。但試驗(yàn)沖擊值和從資料上查得的40Cr鋼調(diào)質(zhì)后的“U”型缺口試樣的沖擊值相接近。從對(duì)比意義上講,Ak值并未降低。因?yàn)樾抡{(diào)質(zhì)工藝淬火加熱溫度比傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)處理的淬火加熱溫度低,故鋼的晶粒較細(xì)。而鋼的沖擊值與晶粒大小有關(guān),晶粒越細(xì),沖擊值越大。在傳統(tǒng)工藝中,淬火溫度超過1000℃使組織粗大、回火后沖擊韌度顯著降低的例證很多。而且鋼的亞溫淬火未溶鐵素體呈細(xì)小均勻分布,對(duì)提高韌性有更好的作用,并使磷等有害雜質(zhì)集中于少量游離分散的鐵素體晶粒中,可提高鋼的缺口韌性,降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度,減少回火脆性等。

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在回火溫度與沖擊韌度的關(guān)系方面,傳統(tǒng)工藝因淬火加熱溫度高,碳化物溶入奧氏體較充分,在400~600℃回火,會(huì)析出彌散度很高的碳化物,不僅耐蝕性降低,沖擊韌度也低。而新的調(diào)質(zhì)工藝淬火溫度低,碳化物溶入相對(duì)較少,在該溫度段回火不會(huì)形成彌散度很高的碳化物,不會(huì)使沖擊值降低。從顯微組織方面分析,傳統(tǒng)工藝由于淬火溫度高,碳化物溶入充分,基體組織合金化程度比較高,即使高溫回火,基體組織也不會(huì)完全再結(jié)晶,所以會(huì)得到保留馬氏體位向的索氏體。

而新工藝淬火溫度低,回火索氏體位向不明顯,這也許是韌性不會(huì)降低的原因之一。從強(qiáng)烈淬火技術(shù)角度看,新工藝淬火由傳統(tǒng)的油冷改為水冷,在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)(Ms→Mf)的強(qiáng)烈冷卻可改善材料塑性,提高材料強(qiáng)度。強(qiáng)烈淬火后的零件,在交變載荷下的使用壽命幾乎能提高一個(gè)數(shù)量級(jí),而且可避免鋼件開裂,減小畸變。

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2Cr13屬馬氏體不銹鋼有磁性,硬度好,焊接要預(yù)熱的。和Q235焊接用奧氏體不銹鋼焊條不用預(yù)熱,焊接,采用較小的電流。2Cr13焊接焊材可以選用:

抗大氣腐蝕選G202,G207,需預(yù)熱150-300度,焊后回火700-730度;
2.耐有機(jī)酸并耐熱選:G211,需預(yù)熱150-300度;

3.良好塑性:A102,A107,A202,A207,A302,A307,補(bǔ)焊預(yù)熱,厚大件預(yù)熱。


標(biāo)準(zhǔn):GB/T 1220-2007
對(duì)應(yīng)日本牌號(hào):SUS420JI
對(duì)應(yīng)德國(guó)牌號(hào):X20Cr13/1.4021
對(duì)應(yīng)美國(guó)牌號(hào):420

特性
2Cr13屬馬氏體不銹鋼,有磁性,硬度好,焊接要預(yù)熱的。和Q235焊接用奧氏體不銹鋼焊條不用預(yù)熱,比如A302.A307都行。
焊接時(shí)控制焊縫稀釋率,不擺動(dòng)焊接,采用較小的電流。
2Cr13焊接焊材可以選用:
1.抗大氣腐蝕選G202,G207,需預(yù)熱150-300度,焊后回火700-730度;
2.耐有機(jī)酸并耐熱選:G211,需預(yù)熱150-300度;
3.良好塑性:A102,A107,A202,A207,A302,A307,補(bǔ)焊預(yù)熱,厚大件預(yù)熱。
表示方法
根據(jù)GB/T《鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法》的規(guī)定,采用漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)元素符號(hào)及阿拉伯?dāng)?shù)字組合的方式表示。 含量:一般在牌號(hào)的頭部用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示平均碳含量(以千分之幾計(jì));平均碳含量小于千分之一的用“0”表示;碳含量不大于0.03%的用“00”表示。 合金元素含量:平均合金元素含量小于1.50%時(shí),牌號(hào)中僅標(biāo)明元素,一般不標(biāo)明含量;平均合金元素含量為1.5%-2.49%、2.50%-3.49%.....12.50%-13.49%,....時(shí),相應(yīng)地標(biāo)明2、3.....13...。專門用途的不銹鋼,在牌號(hào)頭部加上代表該鋼用途的代號(hào)。舉例:0Cr18Ni9、Y1Cr17(易切鋼)。
2Cr13不銹鋼淬火狀態(tài)下硬度高,耐蝕性良好。很多用于做刀具,是“刃具級(jí)”馬氏體鋼,也用于外科手術(shù)刀具,類似布氏高鉻鋼這種最早的不銹鋼,另外也有用作汽輪機(jī)葉片等,適用范圍很廣。
2Cr13密度為7.75g/cm3
2Cr13淬火硬度:一般2Cr13的淬火溫度在980~1050℃,取980℃加熱油淬時(shí)硬度要明顯低于1050℃加熱油淬,980℃油淬后硬度為45~50HRC,1050℃油淬后硬度要高2HRC。但1050℃淬火后得到的組織晶粒較粗,脆性大。建議使用1000℃加熱淬火可以得到較好的組織和硬度。

化學(xué)成份


碳 C :0.16~0.25

硅 Si:≤1.00
錳 Mn:≤1.00
硫 S :≤0.030
磷 P :≤0.040
鉻 Cr:12.00~14.00
鎳 Ni:允許含有≤0.60

力學(xué)性能


抗拉強(qiáng)度 σb (MPa):淬火回火,≥635

條件屈服強(qiáng)度 σ0.2 (MPa):淬火回火,≥440
伸長(zhǎng)率 δ5 (%):淬火回火,≥20
斷面收縮率 ψ (%):淬火回火,≥50
沖擊功 Aku2(J):淬火回火,≥63
硬度 :退火,≤223HB;淬火回火,>192HB
●熱處理規(guī)范及金相組織:
熱處理規(guī)范:
1)退火,800~900℃緩冷或約750℃快冷;
2)淬火,920~980℃油冷;
3)回火,600~750℃快冷。
金相組織:組織特征為馬氏體型。
●交貨狀態(tài):一般以熱處理狀態(tài)交貨,其熱處理種類在合同中注明;未注明者,按不熱處理狀態(tài)交貨。
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