馬氏體不銹鋼是一類可通過熱處理(淬火回火)對其性能進行調整的不銹鋼,通俗地講是一類可硬化的不銹鋼,此類鋼具有高的硬度、良好的力學性能和不銹性,這些特性決定了此類鋼必須具備兩個基本條件:其一,在平衡相圖中必須有奧氏體相區存在;其二,為使鋼形成耐腐蝕的鈍化膜,鉻含量必須在10.5%以上。馬氏體不銹鋼在淬火狀態下具有體心四方晶體結構(馬氏體),具有鐵磁性,在較弱腐蝕環境中具有耐蝕性。鋼中的鉻含量可達18%,碳可以超過1.2%。
7Cr17、68Cr17、440A不銹鋼、8Cr17、85Cr17、440B不銹鋼、11Cr17、108Cr17、440C不銹鋼三個牌號為高鉻馬氏體不銹鋼,可通過熱處理進行強化。三個牌號的差別在于鋼中的含碳量不同,依其含碳量從低到高的排列次序為7Cr17、8Cr17、11Cr17。由于含碳量不同,淬火回火后的硬度也略有不同,淬火回火后的硬度排列次序為11Cr17、8Cr17、7Cr17,11Cr17硬度最高。由于三個牌號均屬高碳、高鉻馬氏體不銹鋼,在生產時極易形成不均勻碳化物,從而影響鋼的質量和性能,應予以特別關注。此類鋼在淬火回火狀態下,具有高的強度和硬度,并兼有不銹、耐蝕性能,一般用于制作要求具有不銹性或耐稀氧化性酸、有機酸和鹽類腐蝕的軸承、閥件、優質刀具,醫用外科刀具,軸類、桿、抓等耐磨蝕的部件。
一、化學成分
7Cr17、68Cr17、440A不銹鋼、8Cr17、85Cr17、440B不銹鋼、11Cr17、108Cr17、440C不銹鋼牌號的化學成分見表3-57。
二、室溫力學性能
7Cr17、68Cr17、440A不銹鋼、8Cr17、85Cr17、440B不銹鋼、11Cr17、108Cr17、440C不銹鋼牌號的室溫力學性能標準規定值和實際測定值分別見表3-58、表3-59和圖3-20。
三、高溫力學性能
7Cr17、68Cr17、440A不銹鋼、8Cr17、85Cr17、440B不銹鋼、11Cr17、108Cr17、440C不銹鋼的高溫力學性能見圖3-21。在482℃回火,保溫時間和軟化效果見圖3-22。
11Cr17、108Cr17、440C不銹鋼的高溫力學性能的一些數據見表 3-60 。
四、耐蝕性
在淬火和消除應力條件下,7Cr17、68Cr17、440A不銹鋼、8Cr17、85Cr17、440B不銹鋼、11Cr17、108Cr17、440C不銹鋼具有良好的耐蝕性,在淡水、蒸汽、原油、汽油、汗液、酒精和食品中具有滿意的耐蝕性,具體數據可參閱9Cr18相關數據。
五、工藝性能
a. 熱加工
7Cr17、68Cr17、440A不銹鋼、8Cr17、85Cr17、440B不銹鋼、11Cr17、108Cr17、440C不銹鋼的熱加工溫度范圍為900~1200℃適宜的加熱溫度為1170~1190℃,熱加工加熱升溫應緩慢,加工后必須緩冷,推薦采用爐冷。
b. 冷加工
在最大軟化條件下,此鋼具有中等冷成形性能,但較低碳、低鉻馬氏體不銹鋼困難,必要時需進行中間軟化退火。
c. 熱處理
Cr17型馬氏體不銹鋼的熱處理可區分有退火,淬火和回火。
d.退火處理
816~871℃保溫后爐冷至538~649℃(11~27℃/h),然后空冷,油冷或水冷或者在732~788℃保溫后在爐子中緩慢冷卻。
e. 硬化處理
緩慢加熱到788℃保溫后升溫至1010~1066℃,在溫油或空氣中淬火,硬度可達55~58HRC,淬火后應立即消除應力。為了得到最大硬化效果,推薦在-73.3℃冷處理。
f. 消除應力處理
149~427℃保溫1~3h后空冷。
六、物理性能
7Cr17、68Cr17、440A不銹鋼、8Cr17、85Cr17、440B不銹鋼、11Cr17、108Cr17、440C不銹鋼的物理性能見表3-63。
七、應用
7Cr17、68Cr17、440A不銹鋼、8Cr17、85Cr17、440B不銹鋼、11Cr17、108Cr17、440C不銹鋼主要用于制造耐蝕刀具、閥門部件、軸承、桿件、鉤抓等。