超级奥氏体不锈钢一直都是合金界的比较常用的钢材,今天上海墨钜资料和大家一起探讨一下奥氏体不锈钢中的两大产品254SMO、AL-6XN的比较及性能。
化学成分及金相组织
表1显示了一些主要的高合金奥氏体不锈钢的主要化学成分。其中,al-6xn和254SMO典型6-molybdenum超级奥氏体不锈钢和654 SMO是典型7-molybdenum超级奥氏体不锈钢。
超奥氏体不锈钢的基本组织是典型的,100%奥氏体。然而,由于铬和钼的高含量,可能存在一些金属中间相,例如气相和σ相。这些金属中间相通常出现在板的中心。但如果热处理是正确的,中间相的形成能够避免这些金属,导致近100%奥氏体。SMO没有其他金属相。热处理后获得的结构是1150 ~ 12000 c。
在使用中,如果少量的金属中间相,他们不会产生巨大影响表面的力学性能和耐腐蚀性能。然而,尽量避免600 ~ 10000摄氏度的温度范围内,特别是在焊接和热机械加工。
机械性能
奥氏体结构一般具有中等强度和高延性。加入一定量的氮,除了提高奥氏体不锈钢的耐蚀性,保持奥氏体不锈钢的延展性和韧性外,高氮超奥氏体不锈钢也具有较高的机械强度。其屈服强度比普通奥氏体不锈钢高50 ~ 100%。氮气对室温和高温下力学性能的影响分别见表2和表3。
表2 +20℃温度下高合金奥氏体不锈钢的机械性能
合金
钢种牌号
氮含量
屈服强度
抗拉强度
延伸率
ASTM
EN
GB
%
Rp0.2MPa
RmMPa
As%
316L
1.4404
0.06
220
520
45
904L
NO8904
1.4539
00Cr20Ni25Mo4.5Cu
35
317LMN
1.4439
0.15
270
580
40
254SMO
S31254
1.4547
00Cr20Ni18Mo6CuN
0.20
300
650
654SMO
S32654
1.4652
0.50
430
750
表3 高温下高合金奥氏体不锈钢的屈服强度(Rp0.2MPa)
EN*
氮含量%
100℃
200℃
400℃
166
137
108
N08904
225
175
125
185
150
230
190
160
350
315
295
如表2和表3所示,机械强度增加和含氮量的增加温度。虽然强度增加了很多,但超奥氏体不锈钢的延伸率仍然很高。甚至比许多低合金钢的延伸率还要高。这主要是由于其含氮量高,以及与之相关的特征——高的加工硬化率,如图2和图3所示。因此,冷成型零件可以达到高强度。利用这一特性的应用包括深井中的管道和螺栓。20使用普通奥氏体不锈钢,超级奥氏体不锈钢在低温下也表现良好。超级奥氏体不锈钢和断裂阻力的影响是非常高的,在-196℃仅略有降低。
物理性质
物理性质主要取决于奥氏体结构,也部分取决于材料的化学组成。也就是说超级奥氏体不锈钢比普通奥氏体不锈钢,如304年或316年,物理性质不是很不同。表4列出了不同合金的一些典型物理性能。
表4 一些不锈钢与一种镍基合金的物理性能
密度
弹性模量KN/mm2
热膨胀系数×10-6/℃
导热系数W/m℃
kg/dm3
20℃
2205
S31803
1.4462
7.8
200
172
13.0
14.5
15
20
304
1.4301
7.9
16.0
17.5
8.0
195
16.5
18.0
14
18
合金625
N10276
2.4856
8.4
180
12.0
13.5
10
16
6-mo超奥氏体不锈钢的热膨胀度高于双相不锈钢2205的热膨胀度,因此在焊接过程中焊接部位会发生变形。虽然镍基合金的热膨胀通常较低,但其差的导热性抵消了这一优点。这些物理性质具有重要意义在不锈钢零件的设计与其他合金或连接。
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