马氏体不锈钢的生产问题

马氏体不锈钢铸件生产中的几个问题

来源：[中国铸造协会 ] 发布时间：8/13/2012 点击次数：622

马氏体不锈钢是一种传统的铸造钢种。其主要特点是：淬透性相当好，经适当的热处理后，有优良的力学性能；在大气、河水、海水和氧化性酸的溶液中有很好的耐蚀性和抗空蚀能力；而且，还具有相当好的可焊性。因此，广泛用于制造水电站设备所用的大型铸件、其他电站设备铸件、泵阀类铸件、压力容器用铸件以及医疗器械用铸件。

一．马氏体不锈钢的改进和发展

早期的马氏体不锈钢，铬的平均含量为13%，基本上不含其他合金元素。

碳含量可在0.06%～0.40%之间变动，碳含量高的钢种，抗腐蚀能力较低(电化学腐蚀)，但强度和硬度高，应根据对铸件的要求选定。

这类不锈钢主要是作为高强度和高耐磨性材料，而不是作为抗腐蚀材料。

单一的Cr 13不锈钢也有一些不足之处，如：淬透性不够好，厚截面铸件需要油淬；易出现偏析、难以保证冶金质量的均匀性；可焊性欠佳，切割浇冒口、施焊前需要预热。

虽然这类钢目前主要用于中、小型铸件，而且用量越来越少，但是，国际标准化组织和各工业国家的铸造不锈钢标准中，还都列有Cr 13的牌号。

随着Cr 13不锈钢的推广应用和铸件的大型化，对这种钢的一项重要的改进，就是进一步降低碳含量到0.15%以下，并在其中加入1%～2%的镍和0.5%左右的钼。经这样的改进后，钢的可焊性和淬透性都有明显的改善，可用以制造大型水电站用铸件。这类钢此处统称为Cr13Ni1Mo钢，目前各工业国家的铸造不锈钢标准中也都列有这一类钢种。

上世纪50年代末，瑞士GF公司发现：如果在Cr13Ni1Mo钢的基础上，将碳含量控制得低一些，并将镍含量提高到4%左右，可以使钢的综合力学性能明显改善。通过试验，对化学成分进行优化后，于60年代初用以铸造了高强度的压缩机叶轮和大型水轮机的转轮。

普遍认为：这一钢种的问世，是马氏体不锈钢最重要的发展，并日益受到广泛的重视。北美从1965年开始推广应用，我国也自70年代起用以制造水电站的过流部件、水泵、压缩机叶轮和核电站用铸件。目前，这一钢种已经是大型水电站转轮铸件（上冠、下环、叶片）的首选材质，本文中，将这类钢统称为Cr13Ni4Mo钢。

二．Cr13Ni1Mo钢铸件生产中的一些问题

Cr13Ni1Mo钢的性能较Cr13钢有明显的改善，也是广泛应用的马氏体不锈钢，既有很高的强度，又是耐蚀材料。但是，如果生产铸件的过程中工艺控制不当，就经常会遇到一些问题。主要的问题是在铸造生产过程中易于产生裂纹，此外，也还有强度不够高，韧性不够好和易于产生偏析等。

1．化学成分的优化。

2．热处理工艺的选定。

三．Cr13Ni4Mo钢铸件生产中的一些问题

Cr13Ni4Mo钢是在Cr13Ni1Mo钢的基础上研发的，在化学成分方面，差别并不大，只是将碳含量稍稍降低，将镍含量提高到4%左右，但是，钢的性能却有很大的改善。

正是因为Cr13Ni4Mo钢具有许多优越的特性，难怪有人说：“Cr13Ni4Mo钢的问世，使铸钢业界同仁梦寐中的追求成为现实。”

生产Cr13Ni4Mo钢的若干问题：

1．有时铸件厚壁部位的硬度高、加工性能不好。

2．可能出现随铸件一同热处理的试样屈服强度低的问题。

3．如何生产要求硬度低的铸件。

4．关于对冲击韧度的要求。

5．因造型材料而致铸件表面增碳的问题。