钢的加热转变最终组织是奥氏体

第2章 钢的加热转变 (奥氏体的形成)2.1 奥氏体的形成2.2 奥氏体形成机理 2.3 奥氏体形成动力学 2.4 奥氏体晶粒的长大及其控制

4

第 2 章 钢的加热转变钢件在热处理、热加工等循环过 程中，其加热温度高于临界点以上时 将得到奥氏体组织，而奥氏体晶粒大 小、亚结构、成分、均匀性以及是否 存在其它相、夹杂物等直接影响钢的 最终性能。

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2.1 奥氏体的形成2.1.1 奥氏体的组织结构和性能奥氏体是C原子(多种化学元素)溶入 γ-Fe中构成的固溶体。

奥氏体组织奥氏体晶粒一般为等轴状多边形，在 晶粒内有孪晶。转变刚结束时，晶粒比较 细小，晶粒边界呈不规则的弧形，保温后 晶粒长大，晶粒边界趋向平直化。上一页 下一页 6

图2.1 1Cr18Ni9Ti钢室温的奥氏体组织7

奥氏体晶体结构奥氏体为面心立 方结构，碳原子位于 晶胞八面体的中心或 棱边的中点。

图2.2 奥氏体晶胞及碳原子的可能位臵

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8

奥氏体的性能奥氏体是最密排的点阵结构，致密度高 ↓ 质量体积最小 奥氏体的点阵滑移系多 ↓ 塑性好，屈服强度低，易于加工变形上一页 下一页

9

奥氏体具有顺磁性↓

奥氏体钢可作为无磁性钢 奥氏体线膨胀系数大 ↓ 奥氏体钢制造热膨胀灵敏的仪表元件

27CrMo27S钢奥氏体连续冷却转变曲线

李毅１，王宁１，高秀华１，邱春林１，齐克敏１，许文妍２，邱锋２

（１．东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳１１０００４；

２．天津钢管集团有限公司，天津３００３０１）

摘

要：利用膨胀法结合金相－硬度法，在Ｇｌｅｅｂｌｅ－３８００热模拟机上测定了２７ＣｒＭｏ２７Ｓ钢的临界点Ａｃ１、Ａｃ３

以及Ｍｓ；测定了该钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线，获得了连续冷却转变曲线（ＣＣＴ曲线）；研究了冷却速度对该钢组织及硬度的影响。结果表明在相当低的冷却速度范围内可获得贝氏体组织。当冷却速度小于珠光体和贝氏体（Ｆ＋Ｐ＋Ｂ），当冷却速度为１～６℃／ｓ时转变产物是铁素体和贝氏体（Ｆ＋Ｂ），１℃／ｓ，转变产物为铁素体、

当冷却速度为８～２４℃／ｓ时转变产物是贝氏体和马氏体（Ｂ＋Ｍ），当冷却速度大于２４℃／ｓ时，转变产物为完全马氏体（Ｍ）。该钢种动态ＣＣＴ曲线的测定可为生产实践和新工艺的制定提供一定的参考依据。

关键词：２７ＣｒＭｏ２７Ｓ钢；热模拟；膨胀法；金相－硬度法；连续冷却转变曲线中图分类号：ＴＧ１５１．３；ＴＧ１４２．４

文献标识码：Ａ

文章编号：１００１－３８１４（２００６）１６－００５１－０２

Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ

加热金属冷却时的转变

第一节 珠光体相变

一、珠光体及其形成机理

1．研究珠光体型相变的意义

钢经奥氏体化后，过冷至Ar1以下某一温度范围内等温，或以较慢的冷速连续冷却，均可得到珠光体组织，它是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，是一种稳定的组织，其中，铁素体为体心立方，硬度低而塑性高；渗碳体为复杂斜方，质硬而脆，两者合理的匹配，可得到良好的综合力学性能，是钢中的重要相变。

① 由于珠光体具有上述特征，故可作为机加工的中间热处理，消除因前一道工序造成的加工硬化，便于下道工序的切削加工；同时，也可用正火作为最终热处理，获得一定形态的珠光体，使结构件具有良好的综合力学性能；用得更为广泛的则是作为淬火的预先热处理，为淬火作好组织上的准备。

② 对于要求高硬度、高强度的构件，则希望获得马氏体，为避免因工艺不当使组织中出现珠光体相，则必须研究珠光体的形成动力学。 2．珠光体的类型

片状：片层方向大致相同的珠光体称为珠光体团（或领域），在一个奥氏体晶粒内可以形成3～5个珠光体团。

片状珠光体：片状珠光体(P) 150～450nm 光镜可分辨其F、Fe3C的层状分布

索氏体(S) 80～150nm 高倍

屈氏体(T) 30～80

奥氏体不锈钢板材的焊接工艺设计

奥氏体不锈钢304具有非常好的塑性和韧性，这决定了它具有良好的弯折、卷曲和冲压成型性，因而便于制成各种形状的构件、容器或管道。奥氏体不锈钢韧性、塑性好，焊接时不会发生淬火硬化，尽管其线膨胀系数比碳钢大得多，焊接过程中弹塑性应力应变量很大，却极少出现冷裂纹；尽管有很强的加工硬化能力，由于焊接接头不存在淬火硬化区，即使受焊接热影响而软化的区域，其抗拉强度仍然不低。

304钢的热胀冷缩特别大所带来的焊接性问题主要有两个：一是焊接热裂纹，这与奥氏体不锈钢的晶界特性和对某些微量杂质如硫、磷等敏感有关；二是焊接变形大。

1 焊前准备

基于以上的种种考虑，所采用的焊接设备、焊接评定用材料、试板坡口型式等如下。 1.1 焊接设备

设备选用日本产（OTC）P-300交直流氩弧焊机，焊接电源为直流陡降外特性，由2只流量计来控制正面和背面的保护气体。 1.2 焊接评定用材料

对厚度为4mm的304板进行焊接工艺试验。其化学成分和机械性能列于表1；填充金属用ER308L的焊丝，其化学成分和机械性能见表2；焊接用保护气体分析见表3。

表1 304化学成分（％）和机械性能

第一章 材料的焊接性分析

奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢种，生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%，该类钢是一种十分优良的材料，有极好的抗腐蚀性和生物相容性，因而在化学工业、沿海、食品、生物医学、石油化工等领域中得到广泛应用。

本次课设题目(单晶炉副炉室的焊接)中的各部件材料是：304L（00Cr19Ni10）（包括上法兰、下法兰、内炉筒）； 1Cr18Ni9Ti(包括外炉筒、水咀座)；且它们都是18-8型奥氏体不锈钢。是奥氏体不锈钢的基本钢种。 1 奥氏体不锈钢的焊接特点

奥氏体不锈钢是石油化工生产中应用最为广泛的金属材料之一，其焊接

性能良好，但在焊接过程中也容易产生不少问题，主要表现为以下几种：

① 晶间腐蚀

奥氏体不锈钢焊接件容易在焊接接头处发生晶间腐蚀，根据贫铬理论，

其原因是焊接时焊缝和热影响区在加热到450～850℃温度范围停留一定时间的接头部位，在晶界处析出高铬碳化物（Cr23C6），引起晶粒表层含铬量降低，形成贫铬区，在腐蚀介质的作用下，晶粒表层的贫铬区受到腐蚀而形成晶间腐蚀。这时被腐蚀的焊接接头表面无明显变化，受力时则会沿晶界断裂，几乎完全失去强度。

为防止和减少焊接接头处的晶间腐蚀，一般采取的防止措施有： （

焊接, 工艺,资料

学术与经验甲

奥氏体不锈钢蔡祥通

。

的焊接

一前言。

、

。

说明

规范认为该材料研制已经成功。

,

是,

公司研制的一种新型高含

并有可靠的使用经验。

金纯奥氏体不锈钢因其在酸性有腐蚀的介质和含

也由下述标准引用,,,,,

离子中具有优良的耐晶间腐蚀性能同时具有,

优良的抗点蚀缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的性能,

。

,

,

,

在生产可发性聚苯乙烯工厂中应用于脱盐水的生

规范,

成含、

离子及膨胀罐空压罐等压力容器中

、

。

二材料简介

,

标准及应用实例的卷中为其指定一,

为组别一

,

第,。

,

锅炉和压力容器规范中较多引用了这种材料如,

化学成分。

第

卷《压力容器》一册第

。

而且规范实例中也给,

的化学成分见表

出三个采用该材料的例子表元素翎标值准于小、

一

,

一

,

一

“

、

的、

卜

、

典值行

力学性能表占占

的力学性能见表

翁

申

标准值

成形和加工性能由表可知,,

有许多特殊的地方。

。

是一种高强度韧性的奥。

冷成行

氏体不锈钢比

强度高约

因此其成形,

剪切弯曲拉伸挤压等工艺方法都可以采用常规的用于奥氏体不锈钢的标准设备来实现因此,

、

、

、

和加工性能既有常规奥氏体不锈钢相似的一面又

汕头科技

焊接, 工艺,资料

甲学术与经验成行很容易但与其他奥氏体不锈钢一样冷加工,,

焊接境温度低于,

时一般不需要预热,

。

但如果环

后迅速加工硬化而且由于强

第3 0卷第 4期 20 09年 8月

特殊钢S E AL S E P CI T EL

Vo . 0 No 4 13 . .

Au u t 2 0 g s 0 9 4 5

工艺材料进展

高氮奥氏体不锈钢的研究进展刘海定王东哲魏捍东李永友胥忠伟孙威(国家仪表功能材料工程技术研究中心，重庆仪表材料研究所，重庆 4 00 ) 0 7 0

摘

要

高氮奥氏体不锈钢由于具有强度高、韧性好、磁、无耐腐蚀性能佳及晶间腐蚀敏感性低等诸多独特优

点而得到越来越广泛的应用，基础理论和制造技术方面的研究仍相对落后。文中分析了高氮奥氏体不锈钢的研但发历程和冶金理论现状，述了高氮奥氏体不锈钢的钢种、分、综成制造工艺和力学性能，以及该钢的发展与展望。 关键词高氮钢奥氏体不锈钢冶炼工艺力学性能发展与展望

Re e r h Pr g e si ih Nir g n Au tn t t i ls t e s a c o r s n H g t o e se ie S an e sS e lL u Had n,Wa g D n z e i i i g n o g h,W e n o g,L o g o i Ha d n iY n y u,Xu Z o g e n u e

摘要：当今随着石油、化工、医药及其他工业的不断发展，对耐腐蚀性的设备需求越来越多，更多的不锈钢设备在化工企业得以广泛的应用，在工业的应用上成逐年上升的趋势。然而在工作中，我们常常遇到晶间腐蚀，应力腐蚀，过热裂纹等问题。我们通过分析不锈钢的分类和不锈钢在生活中的应用，再谈及奥氏体不锈钢的的焊接性分析，指出晶间腐蚀、热裂纹、应力腐蚀开裂、焊缝成形不良等是焊接时易出现的问题。可从制定合理的焊接工艺，包括焊条选择、焊接工艺参数、焊后处理等方面确保奥氏体不锈钢的焊接质量。

关键词：奥氏体不锈钢 焊工艺 质量缺陷 质量控制

1

西安理工高等技术学院毕业设计

目录

摘要 ............................................................. 1 一． 奥氏体不锈钢 ................................................ 4

（一）奥氏体不锈钢的定义 ..................................... 4 （二）奥氏体不锈钢的型号 ..................................... 4

元素含量对奥氏体不锈钢性能的影响

奥氏体不锈钢含有较多的Cr、Ni、Mn、N等元素。与铁素体不锈钢和马氏体不锈钢相比，奥氏体不锈钢除了具有较高的耐腐蚀性外，还有许多优点。它具有很高的塑性，容易加工变形成各种型材，如薄板、管材等；加热时没有同素异构转变，即没有γ和α之间的相变，焊接性好；低温韧性好，一般情况下没有冷脆倾向；奥氏体不锈钢不具有磁性。由于奥氏体不锈钢的再结晶度比铁素体不锈钢的高，所以奥氏体不锈钢还可以用于550℃以上工作的热强钢。

奥氏体不锈钢是应用最广的不锈钢，约占不锈钢总产量的2/3。由于奥氏体不锈钢具有优异的不锈钢酸性、抗氧化性、高温和低温力学性能、生物相容性等，所以在石油、化工、电力、交通、航天、航空、航海、能源以及轻工、纺织、医学、食品等工业上广泛应用。

1. 高钼（Mo＞4%）奥氏体不锈钢

高钼奥氏体不锈钢的典型代表是：00Cr18Ni16Mo5和00Cr18Ni16Mo5N。因为含钼量高，所以在耐还原性酸和耐局部腐蚀方面性能有很大提高，可用于更加苛刻的腐蚀环境中。含氮00Cr18Ni16Mo5N钢，由于氮的加入，奥氏体更加稳定，由于铁素体的生成，σ（χ）等脆性相的析出受到一定抑制。

00Cr20Ni25Mo4.5Cu由

334省道泰兴段改扩建工程分黄段项目S334FHD-SG1标 钢便桥施工方案

目 录

一、编制依据 .................................................. 1 二、编制目的 .................................................. 1 三、工程概况 .................................................. 1 四、施工部署 .................................................. 2 4.1人员组织 ................................................. 2 4.2机具设备 ................................................. 3 4.3施工计划 ................................................. 3 4.4材料计划 .................................................