奧氏體不銹鋼的性質

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        在真空工程中常用的不銹鋼主要有奧氏體型不銹鋼和馬氏體型不銹鋼兩種類型。奧氏體型不銹鋼中應用最多的牌號主要有0Crl8Ni9(304)、lCrl8Ni9Ti等,它們屬于耐熱、耐蝕無磁不銹鋼,大量應用于真空室殼體、管路、閥體等;常用的馬氏體型不銹鋼主要有0Crl3、lCrl3、2Crl3、3Crl3等,主要用于具有較高韌性及受沖擊負荷的零件,如耐蝕真空泵葉片、軸類、噴嘴、閥座、閥片等需要一定硬度及耐腐蝕的場合。

        真空度在1.3×10-4Pa以上的高真空和超高真空系統中,最好選用奧氏體無磁不銹鋼[例如lCrl8Ni9Ti,0Crl8Ni9(304)等]制造真空容器的殼體、管道或其它零部件。這種不銹鋼具有優良的抗腐蝕性、放氣率低、無磁性、焊接性好,其導電率及導率較低,能夠在-270oC~900oC范圍內工作。并具有高的強度、塑性及韌性。是目前金屬超高真空系統中所應用的主要結構材料。

        奧氏體不銹鋼可以采用電弧焊、釬焊和氬弧焊的方法進行焊接加工。表3給出最常用的奧氏體型不銹鋼(304型)的性質,304不銹鋼與lCrl8Ni9Ti不銹鋼的性質相近,其抗腐蝕性能非常好,蒸氣壓很低、導熱率低,并且是非磁性的。這些性質使得奧氏體不銹鋼成為超高真空室、工件架、支架、法蘭、螺栓螺母及超高真空泵(離子泵、低溫泵、吸附泵等)等最常用的材料。

        不銹鋼就其磁性而言,分為有磁性的和無磁性的。通常含有鎳元素成份的都是無磁性的。應注意的是,不銹鋼并非絕對非磁性的,而是導磁率很小。而且,冷加工能夠增加不銹鋼的導磁性。

        當需要耐高溫、抗腐蝕或需要熱處理(淬火或調質等)時,如軸、閥蓋、封口等,則采用2Crl3、3Crl3、4Crl3等馬氏體不銹鋼為宜。但此類不銹鋼的防銹性能不如奧氏體不銹鋼好。

        常用的無磁性不銹鋼的主要缺點是抗晶界間腐蝕不穩定,尤其是在焊接時,受熱在450~750oC的地方,易在晶界上形成鉻的碳化物而降低材料應有的氣密性。試驗證明:含鉻18%~20%,含鎳10%以下,含碳低于0.2%的不銹鋼,經過1050~1150oC高溫處理,可消除上述晶界間不穩定的缺點。

表3  奧氏體不銹鋼的性質
性  質
溫度(oC)或成形
數  值
單    位
密度
熔點
比熱
熱導率

線熱膨脹系數


抗拉強度

楊氏摸量
彈性極限
電阻率

 



100
500
0~93
0~316
0~538
退火
冷軋

退火
25
700
7.9
1427
0.12
0.039
0.051
1.59×10-4
1.720×10-4
1.800×10-4
65
240
19.000
26.5
72.0
110
g·cm-3
oC
cal·g-1·oC-1
cal·cm-1·s-1·oC-1

oC-1

kg·mm-2

kg·mm-2
kg·mm-2
µΩ·cm