超級馬氏體不銹鋼

顯組織

超級馬氏體不銹鋼典型的基體金屬顯組織為回火馬氏體。這種低碳回火馬氏體組織具有很高的強(qiáng)度和韌性。根據(jù)含鎳量的不同、熱處理?xiàng)l件的差異，一些牌號的超級馬氏體不銹鋼基體顯組織中可能會出現(xiàn)10％～40％的細(xì)小彌散狀殘留奧氏體。對于含鉻16％等級的超級馬氏體不銹鋼，顯組織中可能出現(xiàn)少量的δ鐵素體。為了獲得理想的細(xì)晶粒回火馬氏體，在鋼板交貨之前一般都經(jīng)過淬火加回火處理。

機(jī)械性能

超級馬氏體不銹鋼不僅具有較好的耐腐蝕性、可焊接性，而且具有強(qiáng)度高和低溫韌性好的特點(diǎn)。典型的機(jī)械性如下：

延伸率大于12％

焊接性能

馬氏體不銹鋼含鉻13％，由于鐵素體晶粒在焊接過程中粗化和硬化，而使其可焊性很差。以往，這類不銹鋼的用途嚴(yán)格限制于非焊接零件的安裝。經(jīng)過冶煉工藝的不斷改進(jìn)，降低了馬氏體不銹鋼中的碳、氮、硫含量，又增加了一定量的鎳（ 含量達(dá)6.5％）和鉬（ 含量2.5％），從而開發(fā)出了超級馬氏體不銹鋼。這種材料在加工制造過程中又采取了特殊的工藝措施，使得新的超級馬氏體不銹鋼的焊接性能大大超過了傳統(tǒng)的馬氏體不銹鋼。

超級馬氏體不銹鋼的焊接可以采用人們熟悉的焊接工藝，諸如氣體保護(hù)金屬極電弧焊（GMAW或SMAW），氣體保護(hù)鎢電弧焊（GTAW）。埋弧焊（SAW）和勵磁線圈電弧焊（FAW）。對于環(huán)縫焊接可以使用GTSW、GMAW和SAW，直縫焊大多數(shù)使用SAW。但是，激光焊和電子束焊也非常有吸引力。激光焊對生產(chǎn)直縫焊管是一種經(jīng)濟(jì)的焊接方法。由于冷卻速度快，在焊縫中可以獲得全馬氏體顯組織，從而得到很好的韌性和滿意的耐蝕性。

耐蝕性能

超級馬氏體不銹鋼由于含碳量低，相當(dāng)于提高了基體金屬中含鉻量的比例，所以耐腐蝕性好。

對于弱酸性腐蝕環(huán)境，超馬氏體不銹鋼有取代其它耐蝕合金的趨勢。但是，在高溫和有二氧化碳存在的腐蝕條件下，會產(chǎn)生一般腐蝕和局部腐蝕，在二氧化碳和硫化氫同時(shí)存在的腐蝕條件下，必須考慮在室溫下產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕裂紋和在高溫下產(chǎn)生的局部腐蝕和一般腐蝕。根據(jù)腐蝕條件的不同（如CO2或CO2＋H2S），開發(fā)了不同牌號的超馬氏體不銹鋼（含鉬或不含鉬）。這種超13Cr不銹鋼已成功地應(yīng)用于北海地區(qū)的Gullfaks油田和Asgard油田。

八、制造和熱處理
C-59合金可以很容易地用普通制作工藝來加工。
1、加熱 C-59合金在熱處理前和熱處理過程中不可以和任何污染物接觸。 在含有S、P、Pb和其它低熔點(diǎn)金屬的環(huán)境中加熱，會使C-59合金的性能下降。污染物的來源主要有標(biāo)記筆痕跡、溫度指示漆、粉筆、潤滑油脂、燃料等。 加熱爐燃料的含硫量必須低，天然氣的含硫量必須低于0.1%(質(zhì)量)，燃料油的含硫量不可超過0.5%。 爐氣環(huán)境應(yīng)該是輕的氧化性，不可以在氧化性和還原性之間波動。不可以讓火焰直接沖擊合金材料。
2、熱加工 C-59合金可以在950-1180℃之間進(jìn)行熱加工。冷卻要用水急冷。 熱加工后退火可以確保材料有良好的耐蝕性能。
3、冷加工 退火的C-59合金才可以用來冷加工，C-59合金的加工硬化率是很高的，對成形設(shè)備的要求要高一些。 當(dāng)冷變形加工執(zhí)行時(shí)，工序間退火是必要的。
4、熱處理 固溶熱處理溫度應(yīng)該在1100-1180℃，在1120℃處理。 水冷是確保材料有耐蝕性能的基本要點(diǎn)。在任何熱操作過程中，材料表面必須清潔。
5、除垢 C-59合金焊縫附近的氧化物比其它不銹鋼要緊密的多，可以用細(xì)砂輪打磨干凈。 酸洗前，材料表面的氧化物、污點(diǎn)等可以用細(xì)砂輪或不銹鋼絲刷打磨干凈。
6、機(jī)加工 機(jī)加工C-59合金應(yīng)該是固溶處理狀態(tài)。由于其加工硬化率較大，所以相對于低合金奧氏體不銹鋼來說，要采用較低的表面切削速度，且進(jìn)刀量要大，以忽略硬度較高的表面。同時(shí)要讓刀具處于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
九、焊接焊接鎳基合金時(shí)，要遵守下列操作規(guī)程：
1、工作場地 C-59合金的焊接場該是獨(dú)立的，和碳鋼加工場地分開，同時(shí)不可以有氣流擾動。
2、著裝 焊接著裝應(yīng)該采用皮革手套和工作服。
3、加工工具和機(jī)械 工具要采用鎳基合金專用工具，制造和加工機(jī)械如：剪板機(jī)、卷板機(jī)、壓制機(jī)械等，其工作臺面要用毛氈、紙板、塑料等覆蓋，防止C-59合金表面在加工過程中被壓入污染物，導(dǎo)致終的腐蝕。
4、清理 基材金屬的焊縫區(qū)域清理和填料金屬的清理應(yīng)該使用丙酮。
5、坡口準(zhǔn)備 C-59合金的焊接坡口成形可以采用機(jī)械方法，如車削成形、磨削成形或刨制成形；等離子切割也是可以的，不過切割后的坡口要打磨干凈，并且不可以使坡口附近過熱。
6、坡口角度一般焊接后應(yīng)該立即用不銹鋼絲刷刷去氧化部分。 鎳基合金和特種不銹鋼相對于普通碳鋼的一般區(qū)別在于其有較低的熱傳導(dǎo)系數(shù)和有較高的熱膨脹率。其焊接焊腳要大(1-3 mm)，坡口角度要在60-70°左右，主要因?yàn)镃-59合金的熔化金屬有較高的粘性，而且其焊后收縮傾向比較大。
7、引弧 引弧時(shí)只可以在即將焊接的焊縫區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，不可以在已完成的焊接件上，以免造成耐蝕性能的下降。
8、焊接工藝 C-59合金可以用多種常規(guī)焊接工藝焊接，如：TIG/GTAW，MIG/MAG，手工金屬焊接、等離子弧焊等。不過焊接前的清理是必要的。
9、焊接參數(shù)和有關(guān)影響因素 焊接時(shí)要謹(jǐn)慎選擇熱輸入量，一般要采用較低的熱輸入量，層間溫度不要超過150℃。同時(shí)采用較薄的焊道焊接工藝。
一般焊接后應(yīng)該立即用不銹鋼絲刷刷去氧化部分。