馬氏體鉻不銹鋼冶煉第一頁(yè)，共23頁(yè)。3.1馬氏體鉻不銹鋼概況3.1.1馬氏體鉻不銹鋼的含義含C=0.08%~1.20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、Cr=11.0%~19.0%，以鐵、鉻、碳三元素為主要成分；高溫下為奧氏體，淬火后在室溫下為馬氏體；通過(guò)熱處理可以調(diào)節(jié)其性能的鉻系不銹鋼，稱為馬氏體鉻不銹鋼。3.1.2馬氏體鉻不銹鋼的分類馬氏體鉻不銹鋼按含碳量，可分為以下三類：(1)低碳馬氏體不銹鋼含C=0.08%~0.15%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、Cr=11.5%~13.5%。包括lCrl2、lCrl3及0Crl3等鋼號(hào)。(2)中碳馬氏體不鎊鋼含C=0.16%~0.45%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、Cr=12.0%~14.0%。包括2Crl3、3Crl3、4Crl6、4Crl3等鋼號(hào)。(.3)高碳馬氏體不銹鋼含C=0.60%-1.20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、Cr=16.0%~19.0%、Mo=0.40%~1.30%,個(gè)別鋼號(hào)含少量釩。包括7Crl7、8Crl7、llCrl7、9Crl8、9Crl8Mo、9Crl8MoV等鋼號(hào)。第二頁(yè)，共23頁(yè)。3.1馬氏體鉻不銹鋼概況3.1.3馬氏體鉻不銹鋼的化學(xué)成分類別鋼號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)(CSiMnpSCrMoNiV

1Crl2(UNSS40300)0.150.501.000.0350.03011.5?13.0—0.60—低碳0Crl3(UNSS41008)0.081.001.000.0350.03011.5~13.5—0.60—

lCrl3(UNSS41000)0.151.001.000.0350.03011.5~13.5—0.60—第三頁(yè)，共23頁(yè)。3.1馬氏體鉻不銹鋼概況類別鋼號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)^CSiMnPSCrMoNiV中碳2Crl3(UNSS42000)0.16?0.251.001.000.0350.03012.0~14.0—0.60—3Crl3(UNSS42020)0.26?0.351.001.000.0350.03012.0-14.0—0.60—4Crl30.36~0.450.600.800.0350.03012.0~14.0—0.60—3Crl60.25?0.401.001.000.0350.03015.0-17.0—0.60—高碳7Crl7(UNSS44002)0.60~0.751.001.000.0350.03016.0~18.00.750.60一8Crl7(UNSS44003)0.75~0.951.001.000.0350.03016.0~18.00.750.60—llCrl7(UNSS44004)0.95~1.201.001.000.0350.03016.0~18.00.750.60—9Crl8—0.90?1.000.800.800.0350.03017.0-19.00.750.60—9Crl8Mo(UNSS44025)0.95?1.100.800.800.0350.03016.0~18.00.40~0.700.60—9Crl8MoV—0.85~0.950.800.800.0350.03017.0?19.01.00-1.300.600.07~0.12第四頁(yè)，共23頁(yè)。3.1馬氏體鉻不銹鋼概況3.1.4馬氏體鉻不銹鋼的特點(diǎn)1.高的室溫強(qiáng)度和硬度隨鋼中含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、鋒利度均增加，而塑性、靭性下降。2.具有一般的耐蝕性馬氏體鉻不銹鋼僅具有不銹性，以及在弱腐蝕介質(zhì)中的耐蝕性，通常僅適用于淡水和室內(nèi)大氣。隨鋼中含鉻量的增加和加人合金元素鉬，此類鋼的耐蝕性才得到提高。第五頁(yè)，共23頁(yè)。3.1馬氏體鉻不銹鋼概況3.冷加工成形性中、高碳馬氏體鉻不鎊鋼的冷加工成形性差，不適宜冷成形加工，必要時(shí)可采取溫加工成形。低碳馬氏體鉻不銹鋼具有良好的冷加工成形性，但是冷變形后應(yīng)即時(shí)退火，以防開(kāi)裂。4.鋼的焊接性差中、高碳鉻不銹鋼不能用于焊接，因?yàn)楹负笤诤缚p和熱影響區(qū)，會(huì)形成硬而脆的高碳馬氏體組織，極易產(chǎn)生裂紋。低碳馬氏體鉻不誘鋼可以焊接，但焊前要預(yù)熱到200~400℃,焊后要進(jìn)行650~720℃的回火，以消除焊接應(yīng)力，降低焊縫和熱影響區(qū)硬度，改善塑性和軔性。第六頁(yè)，共23頁(yè)。3.1馬氏體鉻不銹鋼概況3.1.5馬氏體鉻不銹鋼的用途1.低、中碳馬氏體鉻不銹鋼的用途低、中碳馬氏體不鎊鋼主要用于制造各種餐具和刃具、電站汽輪機(jī)葉片、淡水系統(tǒng)用閥門、室內(nèi)建筑裝飾材料等。2.高碳馬氏體鉻不銹鋼的用途高碳馬氏體鉻不銹鋼主要用于制造醫(yī)用手術(shù)刀具、工業(yè)用剪切刃具、醫(yī)療器械、滾珠軸承、弱腐蝕介質(zhì)用閥門等。第七頁(yè)，共23頁(yè)。3.2馬氏體鉻不銹鋼中合金元素的作用3.2.1鉻元素的作用1、鉻對(duì)鋼組織結(jié)構(gòu)的作用鉻是鐵素體形成元素。當(dāng)鋼中含碳量一定時(shí)，提高含鉻量會(huì)增加高溫下鐵素體數(shù)量，降低鋼的淬火能力。為了保持鋼在高溫下形成奧氏體，增加含鉻量的同時(shí)，需要相應(yīng)增加奧氏體形成元素碳、氮含量，以平衡鉻對(duì)組織結(jié)構(gòu)的影響，保持高溫時(shí)具有奧氏體組織。2、鉻對(duì)鋼的耐蝕性的作用鉻是保持馬氏體鉻不銹鋼的不銹性和耐蝕性的關(guān)鍵元素。隨著含鉻量的提高，鋼在氧化性介質(zhì)中的耐蝕性增強(qiáng)，在還原性介質(zhì)中的耐蝕性下降。第八頁(yè)，共23頁(yè)。3.2馬氏體鉻不銹鋼中合金元素的作用3、鉻對(duì)鋼力學(xué)性能的影響鉻對(duì)馬氏體鉻不鎊鋼力學(xué)性能的影響，隨鋼中含碳量的不同而異。含C=0.08%~0.15%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的低碳馬氏體鉻不鎊鋼中，隨著含鉻量的增加，鋼的室溫強(qiáng)度和硬度緩慢升高、塑性下降。含C=0.25%~0.45%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的中碳馬氏體鉻不銹鋼中，隨含鉻量的增加，鋼的室溫強(qiáng)度和硬度明顯下降，塑性改善。這與對(duì)低碳馬氏體鉻鋼的影響正好相反。含C≥0.60%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的高碳馬氏體鉻不銹鋼中，由于鋼中存在大量的液析碳化物，而且又不參與淬火硬化過(guò)程，鉻對(duì)鋼的強(qiáng)度影響不明顯。但是，能顯著提高鋼的耐磨性。第九頁(yè)，共23頁(yè)。3.2馬氏體鉻不銹鋼中合金元素的作用3.2.2碳元素的作用1.碳對(duì)鋼的組織結(jié)構(gòu)的作用碳是與鉻共同搭配組成馬氏體鉻不鎊鋼的重要元素。碳是奧氏體形成元素，是使鋼在高溫下保持奧氏體組織的主要元素。2.碳對(duì)鋼力學(xué)性能的影響鋼中含鉻量一定時(shí)，隨著鋼中碳含量的增加，淬火后強(qiáng)度和硬度升髙。3.碳對(duì)鋼的耐蝕性的影響隨著鋼中含碳量增加，鋼中碳化鉻數(shù)量增多，維持耐蝕性的游離鉻原子數(shù)量減少，鋼的耐蝕性下降。因此，鋼中含碳量越高，耐蝕性越差。4.碳對(duì)鋼焊接性的影響隨著鋼中含碳量的增加，鋼的焊接性下降。中、高碳馬氏體鉻鋼不能進(jìn)行焊接。第十頁(yè)，共23頁(yè)。3.2馬氏體鉻不銹鋼中合金元素的作用3.2.3鉬元素的作用1、鉬對(duì)鋼組織結(jié)構(gòu)的作用鉬是鐵素體形成元素，其形成鐵素體的能力與鉻相同。鋼中含鉬量過(guò)髙，會(huì)促進(jìn)形成鐵素體，對(duì)鋼的性能帶來(lái)不利影響。鉬對(duì)馬氏體鉻不銹鋼的組織結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生不利作用。2、鉬對(duì)鋼力學(xué)性能的影響部分高碳馬氏體鉻不銹鋼中，加人質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.40%~1.7%的鉬，其作用是提髙淬火后的硬度。這對(duì)用于制造刀具，特別是醫(yī)用手術(shù)刀具等尤其重要。鉬對(duì)提高刀具的鋒利性起著重要作用。第十一頁(yè)，共23頁(yè)。3.3馬氏體鉻不銹鋼中頻感應(yīng)爐冶煉工藝要點(diǎn)馬氏體鉻不銹鋼通常采用中頻感應(yīng)爐冶煉。對(duì)冶金質(zhì)量要求高的鋼種，可以采用中頻感應(yīng)爐+電渣重熔雙聯(lián)法冶煉。3.3.1降低鋼中氫含量的操作要點(diǎn)1.氫對(duì)馬氏體鉻不銹鋼的危害氫在奧氏體中的溶解度比馬氏體中高。鋼自高溫奧氏體冷卻過(guò)程發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，氫將大量析出。由于氫在馬氏體中以極快速度析出，因此，馬氏體鉻不銹鋼容易產(chǎn)生氫脆。通常隨著馬氏體鉻鋼中含碳量增加，氫脆的敏感性增大。氫還能使馬氏體鉻不銹鋼的點(diǎn)蝕電位降低，從而降低鋼的耐點(diǎn)蝕性能。氫還能引起鋼在含硫化氫介質(zhì)中發(fā)生氫脆。總之，馬氏體鉻不銹鋼對(duì)氫的敏感性很高，必須嚴(yán)格控制鋼中含氫量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）低于4.0xl06。第十二頁(yè)，共23頁(yè)。3.3馬氏體鉻不銹鋼中頻感應(yīng)爐冶煉工藝要點(diǎn)2.降低鋼中含氫量的措施1）加強(qiáng)對(duì)爐料的烘烤。2）造好覆蓋渣減少大氣與鋼液接觸3）降低環(huán)境濕度的影響4）出鋼和澆注系統(tǒng)的烘烤。5）鋼包底吹氬脫氫處理?xiàng)l件第十三頁(yè)，共23頁(yè)。3.3馬氏體鉻不銹鋼中頻感應(yīng)爐冶煉工藝要點(diǎn)3.3.2鋼中氣含量的控制1.氮對(duì)鋼性能的影響1）提高鋼的強(qiáng)度和韌性氮是奧氏體形成元素，其能力與碳相同。氮能增加高溫奧氏體的穩(wěn)定性，減少δ鐵素體數(shù)量。淬火后提高馬氏體的硬度和強(qiáng)度，可顯著改善回火鋼的強(qiáng)度和軔性。2）改善鋼的耐蝕性氮至少對(duì)馬氏體鉻不銹鋼的耐蝕性不產(chǎn)生有害影響。在某些條件下，氮可以提高鋼的耐蝕性。第十四頁(yè)，共23頁(yè)。3.3馬氏體鉻不銹鋼中頻感應(yīng)爐冶煉工藝要點(diǎn)2.冶煉過(guò)程鋼中含氮量的控制1）鋼中氮的加入量。由于氮能改善馬氏體鉻不銹鋼的強(qiáng)度、軔性和耐蝕性，作為合金元素將逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。2）準(zhǔn)確控制鋼中含氮量的操作要點(diǎn)。首先，對(duì)鋼液增氮用高氮合金中的含氮量進(jìn)行取樣、分析并加以確認(rèn)。其次，爐料中鉻鐵是主要氮的載人者，應(yīng)當(dāng)預(yù)先分析含氮量。第十五頁(yè)，共23頁(yè)。3.3馬氏體鉻不銹鋼中頻感應(yīng)爐冶煉工藝要點(diǎn)3.3.3冶煉過(guò)程的造渣與脫氧操作1.冶煉過(guò)程的渣制度冶煉?cǎi)R氏體鉻不銹鋼采用中性渣單渣制度。造渣材料選用粘土質(zhì)耐火材料碎塊和螢石。2.熔化期鋼液預(yù)脫氧為防止?fàn)t料熔化過(guò)程鉻氧化，要求爐料中配人質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.30%~0.50%的硅和0.40%~0.50%的錳（規(guī)格含量的50%)，以降低鉻的氧化數(shù)量。另外，熔化末期可向爐內(nèi)加人適量硅鐵粉進(jìn)行脫氧。3.鋼液的擴(kuò)散脫氧熔清后，升溫調(diào)整爐渣的流動(dòng)性，準(zhǔn)備擴(kuò)散脫氧。4.鋼液的終脫氧馬氏體鉻不銹鋼鋼液終脫氧使用鋁塊。第十六頁(yè)，共23頁(yè)。3.3馬氏體鉻不銹鋼中頻感應(yīng)爐冶煉工藝要點(diǎn)3.3.4馬氏體鉻不銹鋼的澆注工藝馬氏體鉻不銹鋼模鑄時(shí)，澆注過(guò)程的主要操作環(huán)節(jié)如下：注流保護(hù)、錠模內(nèi)液面保護(hù)、澆注溫度、澆注速度和冒口補(bǔ)縮等。1.鋼液的注流保護(hù)含鉻鋼液以鋼包進(jìn)行澆注時(shí)，注流的二次氧化會(huì)降低鋼液的純凈度。鋼液澆注時(shí)，常用的注流保護(hù)方法有以下兩種。1）圓筒隔離大氣保護(hù)注流2）氬氣或氮?dú)鈿饬鞅Ｗo(hù)注流第十七頁(yè)，共23頁(yè)。3.3馬氏體鉻不銹鋼中頻感應(yīng)爐冶煉工藝要點(diǎn)2.保護(hù)錠模內(nèi)液面減少二次氧化(1)減少錠模內(nèi)液面氧化的意義模鑄含鉻不銹鋼時(shí)，鋼錠的表面質(zhì)量成為最難解決的技術(shù)課題。對(duì)于馬氏體鉻不鎊鋼而言，鋼錠表面質(zhì)量尤其重要。(2)保護(hù)模內(nèi)鋼液減少二次氧化的方法保護(hù)模內(nèi)鋼液減少氧化的方法包括液渣保護(hù)法和固渣保護(hù)法兩種。液渣保護(hù)法由于操作繁雜、工作效率低，在生產(chǎn)中難以實(shí)現(xiàn)。近期不銹鋼模鑄（錠重200kg以上）時(shí)，均采用固渣保護(hù)法。(3)固渣保護(hù)法澆注含鉻不銹鋼澆注前，將預(yù)先配制的經(jīng)烘干的渣粉或壓片，放置于鋼錠模內(nèi)。開(kāi)澆后，鋼液進(jìn)入錠模與渣料接觸，并浮在鋼液面上。借助鋼液熱量，在液面上升過(guò)程中熔化成渣。在鋼液面上形成保護(hù)渣層，將空氣與鋼液隔離，減少了二次氧化。第十八頁(yè)，共23頁(yè)。3.3馬氏體鉻不銹鋼中頻感應(yīng)爐冶煉工藝要點(diǎn)3.鋼液的澆注操作馬氏體鉻不銹鋼鑄錠方式為下注法。上注法鋼錠表面質(zhì)量差，馬氏體鉻不銹鋼鋼錠修磨難度大，故不能采用上注法。(1)確定澆注溫度澆注溫度對(duì)鋼錠的表面和內(nèi)在質(zhì)量具有較大的影響。(2)澆注速度的調(diào)控下注法模鑄時(shí)，澆注速度是根據(jù)鋼種、錠重、澆注溫度等因素確定的。馬氏體鉻不銹鋼鋼液具有粘度大、流動(dòng)性差、鉻氧化物多等特點(diǎn)。對(duì)鋼錠表面質(zhì)量要求較高的條件下，采取高溫較快速澆注比較有利。(3)冒口的補(bǔ)縮與保溫冒口是鋼錠的重要組成部分。冒口的作用是補(bǔ)充錠身收縮所需要的鋼液，使鋼錠的縮孔形成在冒口區(qū)內(nèi)，達(dá)到提高成材率之目的。第十九頁(yè)，共23頁(yè)。3.3馬氏體鉻不銹鋼中頻感應(yīng)爐冶煉工藝要點(diǎn)3.3.5馬氏體鉻不銹鋼鋼錠的冷卻與退火1.鋼錠的脫模與冷卻制度(1)鋼錠冷卻過(guò)程中的馬氏體轉(zhuǎn)變馬氏體鉻不鎊鋼的冷卻過(guò)程中，會(huì)發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。這一點(diǎn)不同于其他類別的不銹鋼。(2)鋼錠的脫模溫度與冷卻方式由于馬氏體鉻不銹鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變溫區(qū)為400~100℃，因此鋼錠在此溫區(qū)應(yīng)緩冷為妥。這樣可以減輕雙重應(yīng)力的作用，降低產(chǎn)生裂紋的幾率。第二十頁(yè)，共23頁(yè)。3.3馬氏體鉻不銹鋼中頻感應(yīng)爐冶煉工藝要點(diǎn)2.鋼錠的退火處理鋼錠的退火處理工藝包括：去應(yīng)力軟化退火和高溫減輕碳化物不均勻性的高溫?cái)U(kuò)散退火。(1)鋼錠的去應(yīng)力退火鋼錠在冷卻過(guò)程中，因內(nèi)外溫差大、冷卻速度相差懸殊，鋼錠內(nèi)部會(huì)