今天給各位分享馬氏體不銹鋼的制作方法的知識，其中也會對原創(chuàng)UNS S17400馬氏體不銹鋼進行分享，希望能對你有所幫助！

本文導(dǎo)讀目錄：

1、馬氏體不銹鋼的制作方法

2、原創(chuàng)UNS S17400馬氏體不銹鋼

3、【技術(shù)】淺談對馬氏體不銹鋼的認識

馬氏體不銹鋼的制作方法

　　通過實際經(jīng)驗認識到，最高硬度的限制可有效地降低對于13％Cr鋼硫化物應(yīng)力裂紋的敏感性。

　　例如，在NACEMR0175中，當將13％Cr鋼，例如SUS420鋼用于含有硫化氫的腐蝕環(huán)境中時，規(guī)定以HRC計的的最高硬度以至于限制到22(洛氏硬度C級)。

　　至于上述改進型13％Cr鋼，建議了數(shù)種具有高機械強度和優(yōu)異耐腐蝕性能的鋼。

　　例如，日本專利申請公開2-公開了一種即使在熱加工或淬火的狀態(tài)下也具有高機械強度和優(yōu)異耐腐蝕性的馬氏體不銹鋼，在該情況下，不僅向其中加入Ni而且還加入Mo。

　　此外，日本專利申請公開2-建議了一種具有高機械強度以及在二氧化碳環(huán)境中具有優(yōu)異耐腐蝕性和優(yōu)異耐應(yīng)力腐蝕裂紋的馬氏體不銹鋼，其中13％Cr鋼中含有一定量的Cu。

　　換言之，為了確保在非常嚴酷的油井環(huán)境中的耐腐蝕磨損性，鋼必須同時滿足在二氧化碳中的耐腐蝕性能和耐硫化物應(yīng)力裂紋性，并且鋼還必須提高硬度以增強耐腐蝕磨損性能。

　　但是，具有限制最高硬度級別的13％Cr鋼在日益嚴酷的油井環(huán)境中難以滿足耐腐蝕磨損性。

　　因此，在常規(guī)制備13％Cr鋼的方法中，難以同時滿足耐硫化物應(yīng)力裂紋性，耐腐蝕磨損性和耐局部腐蝕性，這些性能在嚴酷的油井環(huán)境中都是需要的。

　　接著，對于以HRC計的硬度為35的鋼管在淬火狀態(tài)下進行耐腐蝕磨損測試，并且證實得到了優(yōu)異的耐磨損性能。

　　為了比較，對于在回火后以HRC計的硬度為約22的的鋼管進行類似的腐蝕磨損測試，并且發(fā)現(xiàn)由該在淬火狀態(tài)下以HRC計的硬度高達35的鋼管，與在回火狀態(tài)具有相對低硬度的鋼管相比較，得到遠為優(yōu)異的耐腐蝕磨損性。

　　從這些結(jié)果清楚地表明，不管是熱加工過的還是淬火過的13％Cr鋼都提供了對于耐硫化物應(yīng)力裂紋性，耐腐蝕磨損性和耐局部腐蝕性的優(yōu)異性能。

　　在迄今為止對于使用各種相互具有不同化學(xué)組成的馬氏體不銹鋼所進行的系統(tǒng)研究中，可以澄清下面的事實[1]至[3][1]在鋼表面上生長的氧化鉻薄膜上的硫化物層的形成提高了在含非常少量H2S的腐蝕環(huán)境中的耐硫化物應(yīng)力裂紋性能。

　　具體而言，硫化銅和硫化鉬的混合物提供非常細密的層，因而提供對氧化鉻薄膜的保護。

　　Cu和Mo在鋼中的理想含量取決于腐蝕環(huán)境的狀態(tài)。

　　從在各式各樣的腐蝕環(huán)境(pH條件)下評估耐應(yīng)力腐蝕性能的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，Cu和Mo的含量應(yīng)當滿足下式(a)或(b)0.2％≤Mo+Cu/4≤5％...(a)0.55％≤Mo+Cu/4≤5％...(b)式(a)或(b)應(yīng)用的不同是因為腐蝕環(huán)境的不同。

　　鋼硬度的增加對于適宜的耐腐蝕磨損性能是有效的。

　　具體而言，以HRC計的硬度30對于在含有CO2和非常少量H2S的腐蝕環(huán)境中達到高耐腐蝕磨損性能是必須的。

　　(1)一種馬氏體不銹鋼，按質(zhì)量％計，其包含C0.01-0.10％，Si0.05-1.0％，Mn0.05-1.5％，P不高于0.03％，S不高于0.01％，Cr9-15％，Ni0.1-4.5％，Al不高于0.05％且N不高于0.1％，并且還包含Cu0.05-5％和Mo0.05-5％中的至少一種，余下的是Fe和雜質(zhì)，其中Cu和Mo的含量滿足下式(a)，0.2％≤Mo+Cu/4≤5％...(a)。

　　(2)一種馬氏體不銹鋼，按重量％計，其包含C0.01-0.10％，Si0.05-1.0％，Mn0.05-1.5％，P不高于0.03％，S不高于0.01％，Cr9-15％，Ni0.1-4.5％，Al0.05％和N不高于0.1％，并且進一步包含Cu0-5％和Mo0-5％中的至少一種，余下的是Fe和雜質(zhì)，其中Cu和Mo的含量滿足下式(b)，0.55％≤Mo+Cu/4≤5％...(b)且其中以HRC計的硬度為3045，并且原始奧氏體晶粒間界中的碳化物量不高于0.5體積％。

　　圖1所示為在pH3.75的腐蝕環(huán)境中Mo和Cu的含量對于耐硫化物應(yīng)力裂紋的影響的圖。

　　實施本發(fā)明的最佳方式在本發(fā)明中，如上規(guī)定鋼的化學(xué)組成，金屬結(jié)構(gòu)和硬度。

　　首先，將描述根據(jù)本發(fā)明的馬氏體不銹鋼的化學(xué)組成。

　　Si0.05-1.0％硅是一種起脫氧劑作用的元素。

　　低于0.05％的Si含量在脫氧階段引起鋁損失增加。

　　另一方面，高于1.0％的Si含量引起韌性降低。

　　因而，Si含量應(yīng)當設(shè)置為0.05-1.0％。

　　優(yōu)選的范圍應(yīng)當為0.10-0.8％，并且更優(yōu)選的范圍應(yīng)當為0.10-0.6％。

　　P不高于0.03％磷(phosphor)是作為雜質(zhì)包含于鋼中的。

　　而且，P對于鋼的韌性具有有害的影響，并且在含有CO2等的腐蝕環(huán)境中使耐腐蝕性能惡化。

　　但是，在不高于0.03％的含量時不會有特別的問題。

　　優(yōu)選的上限應(yīng)當為0.02％，并且更優(yōu)選的上限應(yīng)當為0.015％。

　　Cr9-15％鉻在根據(jù)本發(fā)明的馬氏體不銹鋼中是一種基本元素。

　　具體而言，Cr在含有CO2、Cl-和H2S的腐蝕環(huán)境中是一種提高耐腐蝕性能和耐硫化物應(yīng)力裂紋性能的重要元素。

　　而且，在Cr含量的適宜范圍下，在高溫下在金屬結(jié)構(gòu)中形成了奧氏體相并且在淬火處理中形成了馬氏體相以使金屬結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

　　為此目的，Cr在鋼中的含量必須不低于9％。

　　但是，過量的Cr含量傾向于在金屬結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生鐵氧體(ferrite)，并且使其難以在淬火處理中得到馬氏體相。

　　優(yōu)選的范圍應(yīng)當為9.5-13.5％，并且更優(yōu)選的范圍應(yīng)當為9.5-11.7％。

　　當使用這種脫氧劑時，含量應(yīng)當設(shè)置為不低于0.0005％。

　　但是，高于0.05％的Al含量增加非金屬夾雜物顆粒的量，由此導(dǎo)致韌性和耐腐蝕性能降低。

　　Mo0.05-5％鉬是這樣一種元素，其在Cr共同存在的條件下在含有碳氧化物的環(huán)境中防止局部腐蝕，并且其在含有非常少量H2S的腐蝕環(huán)境中生成硫化物以提高氧化鉻的穩(wěn)定性。

　　按照本發(fā)明，必須含有Cu和Mo中的至少一種。

　　在含有Mo的情況下，在低于0.05％的含量下，不能得到上述的效果。

　　而且，不低于5％的Mo含量使上述作用飽和。

　　由此使其不可能進一步提高耐局部腐蝕性能和耐硫化物應(yīng)力裂紋性能。

　　因而，Mo含量的優(yōu)選范圍應(yīng)當為0.1-1.0％，并且更優(yōu)選范圍應(yīng)當為0.10-0.7％。

　　而且，由下式(a)或(b)規(guī)定Mo含量的下限。

　　式(a)0.2％≤Mo+Cu/4≤5％，式(b)0.55％≤Mo+Cu/4≤5％。

　　而且，腐蝕環(huán)境的條件，具體而言，pH影響這種由Cu和Mo導(dǎo)致的硫化物薄膜的形成。

　　定性地，在降低pH值，即嚴酷的腐蝕環(huán)境的情況下，要求更大量的Cu和/或Mo。

　　如圖1所示，為了在不低于pH3.75的腐蝕環(huán)境中得到優(yōu)異的耐硫化物應(yīng)力裂紋性能，必須滿足上式(b)0.55％≤Mo+Cu/4≤5％。

　　如圖2所示，為了在不低于pH4.0的環(huán)境中得到優(yōu)異的耐硫化物應(yīng)力裂紋性能，必須滿足上式(a)0.2％≤Mo+Cu/4≤5％。

　　在此情況下，Mo+Cu/4≤5％的關(guān)系得自于其中硫化銅和硫化鉬使氧化鉻薄膜穩(wěn)定的作用的飽和。

　　此外，根據(jù)本發(fā)明的馬氏體不銹鋼可以含有下組A和B中的一種或多種元素。

　　組BB0.0002-0.005％，Ca0.0003-0.005％，Mg0.0003-0.005％且稀土元素0.0003-0.005％。

　　2.金屬結(jié)構(gòu)在根據(jù)本發(fā)明的馬氏體不銹鋼中，在高溫下的耐局部腐蝕性能要求鋼中的原始奧氏體晶粒間界中的碳化物量不高于0.5體積％。

　　因此，在本發(fā)明中，在原始奧氏體的晶粒間界中的碳化物量應(yīng)當設(shè)置為不高于0.5體積％。

　　該量的優(yōu)選上限應(yīng)當為0.3體積％并且該量的更優(yōu)選上限應(yīng)當為0.1體積％。

　　由于即使在沒有碳化物存在于原始奧氏體的晶粒間界中的情況下，耐腐蝕性能也是優(yōu)異的，因此沒有特別規(guī)定其下限。

　　3.硬度在根據(jù)本發(fā)明的馬氏體不銹鋼中，為了在含有CO2和非常少量H2S的腐蝕環(huán)境中得到所需要的耐腐蝕磨損性能，必須將在以HRC計的的硬度設(shè)置為不低于30。

　　另一方面，在以HRC計的高于45的硬度導(dǎo)致在鋼中改善耐腐蝕磨損性能的作用飽和，并且還使韌性惡化。

　　因而，鋼的以HRC計的硬度應(yīng)當設(shè)置為30-45。

　　而且，在以HRC計的的硬度的優(yōu)選范圍應(yīng)當為32-40。

　　但是，在高溫下的回火不僅提供鋼機械強度的降低，而且增加碳化物在原始奧氏體的晶粒間界中的量，由此導(dǎo)致局部腐蝕產(chǎn)生。

　　考慮到此事實，優(yōu)選應(yīng)當在不高于400℃的低溫下進行回火。

　　在上面處理中的熱加工是指鍛造，中厚鋼板軋制(platerolling)，鋼管軋制等，并且此處所述的鋼管不僅指無縫鋼管，而且指焊接鋼管。

　　REM稀土元素于1,250℃加熱由此制備的塊體1小時，然后熱軋制以形成15mm厚的鋼板。

　　然后，通過對鋼板進行各種熱處理中的一種，來制備測試材料。

　　所采用的方法是如表2和3所示的處理的組合AC，AC+LT，AC+HT，WQ，WQ+LT和WQ+HT，其中在各種符號中的處理內(nèi)容如下AC熱軋制之后的空氣冷卻。

　　LT于250℃加熱30分鐘之后的空氣冷卻。

　　加工由此制備的每一種測試材料以形成相應(yīng)的試件。

　　然后，在以下所述的各種條件下進行原始奧氏體的晶粒間界中碳化物量、耐硫化物應(yīng)力裂紋性、耐腐蝕磨損性和耐局部腐蝕性的測試首先，在原始奧氏體的晶粒間界中碳化物量的測量中，從每一種試件中制備萃取的復(fù)制樣品，然后從25m35m區(qū)域中隨機地選擇10塊地方，并且用電子顯微鏡在2,000的放大倍數(shù)下觀察。

　　通過數(shù)點方法，確定原始奧氏體的晶粒間界中以點排列的形式存在的碳化物的面積，并且將由此得到的面積平均來確定碳化物的量。

　　此外，在耐腐蝕磨損性測試中，將片狀樣品(20mm寬2mm厚30mm長)用作試件。

　　在pH3.75或pH4.0的腐蝕環(huán)境下，以50m/s的流速、于25℃下從噴嘴向試件的表面噴淋一種含有300Pa(0.003巴)H2S+100kPa(1巴)CO2，5％NaCl的測試溶液336小時。

　　分別將腐蝕磨損的不存在和存在標記為○和。

　　測試號10、18、24和26至29屬于比較例在測試號26至29中，其化學(xué)組成不在本發(fā)明規(guī)定的范圍之內(nèi)；在測試號26中，不滿足式(b)且在測試號27中，既不滿足式(a)也不滿足式(b)；測試號10、18、24和28中，其硬度不在本發(fā)明規(guī)定的范圍之內(nèi)，且在測試樣10、18和24中，原始奧氏體的晶粒間界中的碳化物量不在本發(fā)明規(guī)定的范圍之內(nèi)。

　　在比較例中，在硫化物應(yīng)力裂紋、腐蝕磨損和局部腐蝕的評估測試中，所有的樣品不是出現(xiàn)裂紋就是出現(xiàn)腐蝕。

　　工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明的馬氏體不銹鋼提供對于耐硫化物應(yīng)力裂紋性、耐腐蝕磨損性和耐局部腐蝕性的優(yōu)異性能。

　　結(jié)果是，可以比在常規(guī)油井中采用的石油或天然氣更高的流速下進行油井中的操作，由此可以提高在油井工作中的操作效率。

　　2.一種馬氏體不銹鋼，按質(zhì)量％計，其包含C0.01-0.10％，Si0.05-1.0％，Mn0.05-1.5％，P不高于0.03％，S不高于0.01％，Cr9-15％，Ni0.1-4.5％，Al不高于0.05％和N不高于0.1％，并且進一步包含Cu0.05-5％和Mo0.05-5％中的至少一種，余下的是Fe和雜質(zhì)，其中Cu和Mo的含量滿足下式(b)，0.55％≤Mo+Cu/4≤5％…(b)且其中以HRC計的硬度為30-45，并且原始奧氏體晶粒間界中的碳化物量不高于0.5體積％。

　　4.一種馬氏體不銹鋼，按質(zhì)量％計，其包含C0.01-0.10％，Si0.05-1.0％，Mn0.05-1.5％，P不高于0.03％，S不高于0.01％，Cr9-15％，Ni0.1-4.5％，Al不高于0.05％和N不高于0.1％，還包含Cu0.05-5％和Mo0.05-5％中的至少一種，并且還包含Ti0.005-0.5％、V0.005-0.5％和Nb0.005-0.5％中的一種或多種元素，余下的是Fe和雜質(zhì)，其中Cu和Mo的含量滿足下式(b)，0.55％≤Mo+Cu/4≤5％…(b)且其中以HRC計的硬度為30-45，并且原始奧氏體晶粒間界中的碳化物量不高于0.5體積％。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬氏體不銹鋼，其中按質(zhì)量％計，所述的鋼還包含B0.0002-0.005％，Ca0.0003-0.005％，Mg0.0003-0.005％和稀土元素0.0003-0.005％中的一種或多種元素。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的馬氏體不銹鋼，其中按質(zhì)量％計，所述的鋼還包含B0.0002-0.005％，Ca0.0003-0.005％，Mg0.0003-0.005％和稀土元素0.0003-0.005％中的一種或多種元素。

　　發(fā)明者天谷尚,近藤邦夫,上田昌克,中村啟一,櫛田隆弘(死亡)申請人:住友金屬工業(yè)株式會社。

原創(chuàng)UNS S17400馬氏體不銹鋼

　　EN/DIN1.4542/X5CrNiCuNb16.4/AFNORZ6CNU17-O4/ASMESA693。

　　AMS5643/5604EN10088-3H900/H1025/H1075/H1150D。

　　合金718通過二次鎳（鋁、鈦、鈮）相的沉淀而硬化，使合金兼具高強度和良好的耐腐蝕性。

　　17-4PH兩種情況均可加工；意味著在固溶退火和老化條件下。

　　如果需要非常嚴格的公差，則應(yīng)考慮熱處理導(dǎo)致的尺寸變化。

　　合金17-4PH的耐腐蝕性能與AISI304不銹鋼相媲美，但在一般情況下優(yōu)于400系列不銹鋼。

　　合金17-4PH在條件A中，一般不應(yīng)該投入使用，合金容易出現(xiàn)馬鞍斷裂，并且比老化合金更容易受到氯化物應(yīng)力腐蝕開裂。

【技術(shù)】淺談對馬氏體不銹鋼的認識

　　由上圖可看出，馬氏體不銹鋼（3Cr13、420J2、3Cr14、5Cr14Mo、1.4110、5Cr15MoV、1.4116、7Cr17Mo、440A），碳含量與鉻含量基本成正比。

　　在Fe-Cr二元合金中，當Cr大于13%時，不存在相（奧氏體相），此類合金為單相鐵素體合金，在任何熱處理制度下也不能產(chǎn)生馬氏體，即無法通過熱處理調(diào)整其力學(xué)性能（無法通過熱處理增加硬度），為此必須在內(nèi)Fe-Cr二元合金中加入奧氏體形成元素，C、N是有效元素，就擴大相來看，C、N元素的添加使得合金允許更高的鉻含量。

　　追求更高的鉻含量是因為鉻是不銹鋼防銹的最主要元素，因會在不銹鋼表面形成鈍化膜（氧化鉻）以防止不銹鋼中的鐵氧化。

　　通常來說，鉻含量越高，不銹鋼耐腐蝕性越好。

　　所以當鉻含量相同時，碳含量越低，則耐腐蝕性越好，碳含量越高，則耐腐蝕性越差。

　　比如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13，耐腐蝕性高低排列為（暫去除熱處理、拋磨處理等其他加工因素影響）：1Cr13>2Cr13>3Cr13>4Cr13。

　　所以要想得到更高的硬度，就需相應(yīng)增加碳含量，而為了保證其耐腐蝕性，則相應(yīng)又要增加鉻含量。

　　反過來看，要想得到更好的耐腐蝕性能，就需相應(yīng)增加鉻含量，而為了熱處理時得到穩(wěn)定的奧氏體組織，則相應(yīng)又要增加碳含量，二者相輔相成。

　　3、高碳類：C0.6%-1%，Cr18%，如9Cr19。

　　3Cr13/420J2（日本牌號，對應(yīng)國產(chǎn)牌號為3Cr13）/1.4028（德國牌號，對應(yīng)國產(chǎn)牌號3Cr13）/3Cr14：532HRC；。

那么以上的內(nèi)容就是關(guān)于馬氏體不銹鋼的制作方法的介紹了，原創(chuàng)UNS S17400馬氏體不銹鋼是小編整理匯總而成，希望能給大家?guī)韼椭?/p>