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粉末冶金不銹鋼工藝

信息來源：求和不銹鋼時(shí)間：2018-11-17 10:05:59 瀏覽次數(shù):-

不銹鋼板材在我國的產(chǎn)品上，粉末冶金不銹鋼是指用粉末冶金方法制造的不銹鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T699-1999) 鋼中除含有碳(C)元素和為脫氧而含有一定量硅(Si)(一般不超過0.40%)、錳(Mn)(一般不超過0.80%,較高可到1.20%)合金元素外,不含其他合金元素(殘余元素除外)。此類鋼必須同時(shí)保證化學(xué)成分和力學(xué)性能。其硫(S)、磷(P)雜質(zhì)元素含量一般控制在0.035%以下。若控制在 0.030%以下者叫高級優(yōu)質(zhì)鋼,其牌號后面應(yīng)加“A”,例如20A;若P控制在0.025%以下、S控制在0.020%以下時(shí),稱特級優(yōu)質(zhì)鋼,其牌號后面應(yīng)加“E”以示區(qū)別。對于由原料帶入鋼中的其他殘余合金元素,如鉻(Cr)、鎳(Ni)、銅(Cu)等的含量一般控制在Cr≤0.25%、Ni≤0.30%、Cu≤0.25%。有的牌號錳(Mn)含量達(dá)到1.40%,稱為錳鋼。

此類鋼是依靠調(diào)整含碳(C)量來改善鋼的力學(xué)性能,因此,根據(jù)含碳量的高低,此類鋼又可分為: 低碳鋼--含碳量一般小于0.25%,如10、20鋼等; 中碳鋼--含碳量一般在0.25~0.60%之間,如35、45鋼等; 高碳鋼--含碳量一般大于0.60%。此類鋼一般不用于制造鋼管。使用該方法制備的不銹鋼可以使顯微組織細(xì)化，合金元素的偏析減少，從而改善材料的性能。此外，還能夠節(jié)省原材料與節(jié)約能耗，實(shí)現(xiàn)低碳、綠色、環(huán)保。

中華不銹鋼網(wǎng)陸續(xù)報(bào)道:粉末冶金不銹鋼的工藝流程是制備粉末—>成形—>燒結(jié)。

制備粉末是用粉末冶金法生產(chǎn)不銹鋼的第一步，可以是水霧化，將熔融的不銹鋼由噴嘴漏孔流出，用高壓水吹散、凝固，得到不銹鋼粉末。水霧化不銹鋼粉末的松裝密度為2.5~3.2 g/cm3。也可以是氣霧化，高壓氮?dú)忪F化粉末的松裝密度為4.8 g/cm3，粉末氧含量小于10-4。還可以采用旋轉(zhuǎn)電極制粉法生產(chǎn)球狀不銹鋼粉末。

接下來是成形。成形的壓力為550~830 MPa。

下一步是燒結(jié)。由于不銹鋼中的合金元素容易氧化，所以必須在含氧量極低的保護(hù)氣氛中燒結(jié)，如果采用氫氣或分解氨作為保護(hù)氣氛，露點(diǎn)應(yīng)為-45~-50℃。也可采用真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1120~1150℃。還可以將這些不銹鋼粉末裝入包套內(nèi)，抽真空密封后，冷等靜壓制，接著熱等靜壓致密化成材，工藝參數(shù)為1050℃，壓力2 kPa。

與普通的鑄鍛不銹鋼材相比，粉末冶金不銹鋼的合金元素的偏析小，晶粒度細(xì)小，不純的夾雜物細(xì)小并均勻分布，力學(xué)性能和耐腐蝕性能較高。特別是用粉末冶金方法生產(chǎn)的高氮不銹鋼，比高壓熔煉法成本要降低很多，同時(shí)粉末冶金高氮不銹鋼具有一系列優(yōu)異的性能，應(yīng)用前景非常廣闊。普遍采用了不銹鋼材料。在不銹鋼產(chǎn)品當(dāng)中，不銹鋼材料化學(xué)因素影響強(qiáng)度特征,但最重要的和最基本的因素是其中添加的不同化學(xué)元素，主要是金屬元素。不同類型的不銹鋼由于其化學(xué)成分的差異，不銹鋼中厚板就有不同的強(qiáng)度特性。

(1)馬氏體型不銹鋼:馬氏體型不銹鋼與普通合金鋼一樣具有通過淬火實(shí)現(xiàn)硬化的特性，因此可通過選擇牌號及熱處理?xiàng)l件來得到較大范圍的不同的力學(xué)性能。馬氏體型不銹鋼從大的方面來區(qū)分，屬于鐵—鉻—碳系不銹鋼.進(jìn)而可分為馬氏體鉻系不銹鋼和馬氏體鉻鎳系不銹鋼。不銹鋼材料化學(xué)因素影響強(qiáng)度特征,在馬氏體鉻系不銹鋼中添加鉻、碳和鉬等元素時(shí)強(qiáng)度的變化趨勢和在馬氏體鉻鎳系不銹鋼中添加鎳的強(qiáng)度特性如下所述。

馬氏體鉻系不銹鋼在淬火—回火條件下，增加鉻的含量可使鐵素體含量增加，因而會降低硬度和抗拉強(qiáng)度。低碳馬氏體鉻不銹鋼在退火條件下，當(dāng)鉻含量增加時(shí)硬度有所提高，而延伸率略有下降。在鉻含量一定的條件下，碳含量的增加使鋼在淬火后的硬度也隨之增加，而塑性降低。添加鉬的主要目的是提高鋼的強(qiáng)度、硬度及二次硬化效果。不銹鋼材料化學(xué)因素影響強(qiáng)度特征,在進(jìn)行低溫淬火后，鉬的添加效果十分明顯。含量通常少于1%。

中華不銹鋼網(wǎng)陸續(xù)報(bào)道:在馬氏體鉻鎳系不銹鋼中，含一定量的鎳可降低鋼中的δ鐵素體含量，使鋼得到最大硬度值。馬氏體型不銹鋼的化學(xué)成分特征是，在0.1%----1.0%C，12%---27%Cr的不同成分組合基礎(chǔ)上添加鉬、鎢、釩和鈮等元素。由于組織結(jié)構(gòu)為體心立方結(jié)構(gòu)，因而在高溫下強(qiáng)度急劇下降。而在600℃以下，高溫強(qiáng)度在各類不銹鋼中最高，蠕變強(qiáng)度也最高。

(2)鐵素體型不銹鋼:據(jù)研究結(jié)果，當(dāng)鉻含量小于25%時(shí)鐵素體組織會抑制馬氏體組織的形成，因而隨鉻含量的增加其強(qiáng)度下降;高于25%時(shí)由于合金的固溶強(qiáng)化作用，強(qiáng)度略有提高。不銹鋼材料化學(xué)因素影響強(qiáng)度特征,鉬含量的增加可使其更易獲得鐵素體組織，可促進(jìn)α’相、σ相和χ相的析出，并經(jīng)固溶強(qiáng)化后其強(qiáng)度提高。但同時(shí)也提高了缺口敏感性，從而使韌性降低。鉬提高鐵素體型不銹鋼強(qiáng)度的作用大于鉻的作用。

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