多元合金化相铸造不锈钢Cr22Ni5Mo4Cu3.doc

多元合金化双相铸造不锈钢Cr22Ni5Mo4Cu3.5的组织与性能 　秦紫瑞　郭　宁　郭　珊　潘国强　 摘　要　试验结果表明，所研制的Cr22Ni5Mo4Cu3.5钢，经1 050 ℃×2 h水冷固溶处理后，具有良好的耐均匀腐蚀性能，较好的抗晶间腐蚀与抗点蚀能力。此外，新型钢还具有良好的综合力学性能和工艺性能。关键词　双相　铸造　不锈钢 Structure and Properties of Multicomponent Duplex-Phase Cast Stainless Steel Cr22Ni5Mo4Cu3.5 Qin Zirui and Guo Ning(Dalian University of Technology, Dalian 116023) Guo Shan and Pan Guoqiang(Dalian Acid Prof Pump Works) Abstract　The experimental results show that the developed steel Cr22Ni5Mo4Cu3.5 solid solution treated at 1050 °C for 2 h, water cooled, has excellent uniform corrosion resistance, and better intergranular and pitting corrosion resistance. The new steel has satisfied synthetic mechanical properties and shop processing characteristic.Material Index　Dual Phase, Cast, Stainless Steel 　　新型钢Cr22Ni5Mo4Cu3.5是由α和γ两相组成的双相铸造不锈钢，它兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢的优点，又可弥补两者各自的不足，而成本又较低，具有广阔的应用前景。　　新型铸造不锈钢的显微组织设计为在铁素体(α)基体上使其分布有适量的奥氏体(γ)，根据性能的要求，调整其α与γ的组成比。这种双相不锈钢兼有铁素体钢和奥氏体钢的双重特性，奥氏体的存在，提高了钢的塑韧性与可焊性；铁素体基体使钢具有较高的强度和良好的抗局部腐蚀(即晶间腐蚀、点蚀与缝隙腐蚀)能力。并且，双相铸造不锈钢的成本较低［1］。 1　钢的冶炼及热处理 1.1　钢的冶炼　　新型Cr22Ni5Mo4Cu3.5钢在150 kg的中频感应电炉中采用非氧化法冶炼。所用金属炉料为本厂自制的工业纯铁，金属铬、金属钼、电解镍、电解铜、金属锰、75%硅铁等，脱氧剂采用Al粉和SiCa粉的混合剂。由于试验钢中含有较高的Cr、Ni、Mo、Cu等合金元素，为保证钢水质量，在冶炼过程中采取了先后不同的加料次序，大功率冶炼，熔渣保护及脱氧等一系列措施，从而获得了高的冶炼质量，新型钢Cr22Ni5Mo4Cu3.5和对比钢号的化学成分见表1。 表1　试验钢的化学成分/%Table 1　Chemical compositions of steels tested /% 钢 号 C Si Mn P、S Cr Ni Mo Cu Fe Cr22Ni5Mo4Cu3.5 0.02 0.68 0.45 0.02 22.06 5.34 3.69 3.50 余量 C15 0.04 2.03 0.75 0.03 19.91 12.46 10.08 3.01 余量 316L 0.03 0.72 0.78 0.03 19.82 12.65 2.19 - 余量 304L 0.03 0.84 0.86 0.03 18.34 8.34 - - 余量 注： C15钢为上海材料研究所等单位研制的耐点蚀性能优良的钢种。 　　各种试验钢均浇注了Φ35 mm×150 mm和15 mm×15 mm×150 mm耐蚀性试棒和基尔试块并测试了其铸造性能。1.2　钢的热处理　　为了保证新型不锈钢具有良好的耐蚀性，其热处理均采用固溶处理，使其碳化物和金属间相能最大限度地固溶于基体中，为此，除C15钢采用1 100 ℃×2 h水冷处理外，其余3种钢均采用1 050 ℃×2 h水冷固溶处理。此外，晶间腐蚀用试块是在固溶处理后又进行了650 ℃×2 h空冷敏化处理，使其在此温度下钢中的碳化物和金属间相充分析出，以保证其试验结果用于实际生产中的可靠性。试验钢的热处理均是在箱式自动控温的电炉中进行。 2　新型钢的试验 2.1　均匀腐蚀试验　　采用分析纯试剂及去离子水配制的试验介质为“10%NaClO+4%NaCl”，腐蚀率采用全浸试验失重法测得，采用恒温水浴控制试验温度为45±1 ℃，浸泡时间为48 h