馬氏體1Cr6Si2Mo鋼板用途及特性

1Cr6Si2Mo屬馬氏體型耐熱鋼，在800℃有較好的抗氧化性。與1Cr5Mo鋼相比，含Si量多1.5%，使鋼的回火脆性傾向增大，零件在高溫下長時間工作時會產(chǎn)生脆性破斷。該鋼在含硫的氧化性氣氛中和熱石油介質(zhì)中的抗腐蝕性能很好。經(jīng)正火、回火熱處理后有較高的持久強度和蠕變強度。該鋼有空淬現(xiàn)象，熱加工后，如冷卻過快，會發(fā)生裂紋，應(yīng)緩冷。可焊性差，可采用電焊，不宜氣焊，焊前須預(yù)熱到300℃～400℃，焊后進行750℃回火處理。工作溫度≤700℃的鍋爐吊架及省煤器管夾

C≤0.08Si:1.5-2.0Mn≤0.37P≤0.014S≤0.001Cr:4.0-6.0Mo:0.45-0.6Ni≤0.04

屈服：401抗拉：547伸長率：31.5%

耐熱鋼的耐高溫腐蝕性能

耐熱鋼經(jīng)常處于高溫復(fù)雜的腐蝕性環(huán)境中工作。耐高溫腐蝕是耐熱鋼的一項很重要的性能要求。高溫腐蝕是材料在高溫下與各類氣體環(huán)境發(fā)生的反應(yīng)。主要的高溫氣體腐蝕形式有：高溫氧化、硫化、氮化、碳化等形態(tài)。另外還有高溫熔鹽服飾、高溫液態(tài)金屬腐蝕等。

馬氏體1Cr6Si2Mo鋼板抗高溫氧化

金屬和氧的親和力大時，且氧在晶鉻內(nèi)溶解度達到飽和時，就在金屬表面上形成氮化物。一旦形成了氧化膜，氧化過程的繼續(xù)進行將取決于兩個因素：（a）界面反應(yīng)速度，包括金屬/氧化物界面及氧化物/氣體兩個界面上的反應(yīng)速度；（b）參加反應(yīng)的物質(zhì)通過氧化膜的擴散速度。在一般情況下，當金屬的表面與氧起始反應(yīng)生產(chǎn)極薄的氧化膜時，界面反應(yīng)起主導(dǎo)作用，即界面反應(yīng)是氧化膜生成的控制因素。但隨著氧化膜的生長增后，擴散過程將逐漸起著越來越重要的作用，成為繼續(xù)氧化的控制因素。金屬表面形成的氧化膜一般是固態(tài)，但是根據(jù)氧化膜的性質(zhì)不同，在較高溫度下，有些金屬的氧化物是液態(tài)，有的還是氣態(tài)的。

在耐熱鋼中加入鉻、鋁、硅和稀土元素等，與氧形成一層完整致密具有保護性的氧化膜。在金屬表面施加涂層也是提高抗高溫氧化能力的重要方法。如在耐熱鋼表面滲鋁、滲硅或鉻鋁、鉻硅共滲都有顯著的抗氧化效果。

馬氏體1Cr6Si2Mo鋼板抗高溫硫化

高溫硫化是一種比純氧化更嚴重的高溫腐蝕形態(tài)，因為硫化物膜比氧化膜的缺陷濃度大，更容易開裂和剝落，特別是硫化物的熔點低，蒸汽壓高，多數(shù)硫化物共晶點低。硫化時，硫的存在形式對高溫硫化速度有影響。氣相的硫可能是以硫蒸汽、二氧化硫、三氧化硫、硫化氫和有機硫化物等形態(tài)存在。當硫和氧同時存在時，在金屬表面上常形成氧化物和硫化物的混合銹層產(chǎn)物，這種銹層比在H2S或有機硫以及硫蒸汽中產(chǎn)生的硫化物的保護性好。

由于硫化與氧化相似，因此，氧化的基本理論和紡織氧化的基本措施都適用于硫化。在鋼中加入鉻、鋁、硅等合金元素都可以在一定程度上防止或減緩高溫硫化。

馬氏體1Cr6Si2Mo鋼板抗高溫氮化

氮化與氧化和硫化不同，其產(chǎn)生的失效形式也有所不同。氮化時其最終產(chǎn)物可以全是氮化物層，但該層耐水溶液腐蝕性能很差，或者由于氮擴散到金屬中去而降低金屬的塑性，當在金屬表面不能形成一層連續(xù)的氮化物層時，該層很翠。因此，對基本幾乎無任何的保護作用。所以，在金屬表面一旦形成氮化，將顯著地降低金屬材料的綜合性能。

鐵、鉻、鋁、鈦等元素很容易形成氮化物；鎳、銅等元素即使在高溫下也不形成穩(wěn)定的氮化物。因此，鎳、銅等元素對抑制氮化是有作用的。在混合氣氛中（如含有硫的氣氛），由于鎳易被硫化，因此，鎳也是不能抑制氮化的。但在實際工程中，高鎳鉻的材料仍是抗高溫氮化的最佳材料。材料的預(yù)氧化對提高其抗氧化性能有一定作用，對不銹耐熱鋼，效果尤為明顯。

馬氏體1Cr6Si2Mo鋼板抗高溫碳化

高溫碳化是材料暴露于高溫下含碳的氣體或液態(tài)環(huán)境中由于氣體與材料表面發(fā)生高溫反應(yīng)，吸附在其表面上那一部分碳原子產(chǎn)生的表面增碳現(xiàn)象。金屬表面吸收大量的談，碳連續(xù)不斷地滲入金屬內(nèi)部，當超過了碳在金屬中的溶解度，高溫下降形成許多不穩(wěn)定的碳化物、析出石墨等，這就大大地降低了材料的耐腐蝕性能和綜合力學(xué)性能。特別是不銹鋼和耐熱鋼，由于碳化，在鋼中出現(xiàn)大量的碳化鉻，從而造成鋼的貧鉻，使耐腐蝕性能及抗高溫氧化性能顯著降低。碳化是一種危害很大的高溫腐蝕形態(tài)，但它不像高溫氧化和硫化那樣普遍。

使用高合金的耐熱鋼是解決高溫碳化的重要途徑。在工程中常用25Cr-20Ni鋼和25Cr-35Ni鋼來制造高溫裂解爐的爐管，效果很好。硅是提高鋼抗高溫碳化的有利元素之一，但它在鋼中的含量不宜超過2%。碳化物穩(wěn)定元素鈮、鈦、鎢等對提高抗高溫碳化性能是有利的。改變氣氛的成分能改變碳化條件，改善高溫碳化的環(huán)境。

馬氏體1Cr6Si2Mo鋼板抗氫腐蝕

氫腐蝕是高溫腐蝕形態(tài)之一。一般發(fā)生在露點以上的高溫高壓氫環(huán)境中，如合成氨的生產(chǎn)和石化工業(yè)中的加氫裝置等都是在高溫高壓氫環(huán)境中進行的。

氫腐蝕是指高溫下鋼中首先發(fā)生脫碳現(xiàn)象，即鋼中的碳化物分解，在鋼的表面上形成脫碳層，從而嚴重地降低鋼的力學(xué)性能。鋼中碳化物分解形成的碳原子在高溫高壓的氫環(huán)境中與氫反應(yīng)生成甲烷氣體。氫腐蝕是一種不可逆的氫損傷形態(tài)。

鋼中碳含量與氫腐蝕有直接關(guān)系。鋼中碳含量增加，是鋼的抗氫腐蝕性能變壞。在氫腐蝕條件下，選擇含碳兩地的鋼是有益的。在鋼中加入能形成穩(wěn)定性高的碳化物的合金元素，如鉻、鉬、鎢、鈦、鈮等是提高鋼的抗氫腐蝕的主要措施。

馬氏體1Cr6Si2Mo鋼板抗熱腐蝕

熱腐蝕是金屬材料在高溫含硫的燃氣工作條件下與沉積在其表面上的鹽發(fā)生的反應(yīng)引起的高溫腐蝕形態(tài)。最典型的實例是在含氯化納的大氣與含硫的油料燃燒時沉積在其表面上的硫酸鈉引起高溫腐蝕。

環(huán)境中的硫與氯化鈉是導(dǎo)致產(chǎn)生熱腐蝕的主要環(huán)境因素。硫主要來自燃料，而氯化納主要來自大氣，當一旦形成硫酸鹽類時，會加速材料的熱腐蝕過程。燃料中的硫含量及燃燒用的空氣中的氯化納含量是影響熱腐蝕的主要環(huán)境因素。因此，提高燃料的質(zhì)量，減少燃料中雜志含量是減緩熱腐蝕的重要措施。提高合金元素氧化物的穩(wěn)定性是抗熱腐蝕的主要因素。材料中含有鎢、鉬、釩等合金元素易于形成酸性熔融熱腐蝕，特別是番，它對熱腐蝕的影響較大。但材料中含有鉻、鋁等合金元素對材料的抗熱腐蝕極為有利。一方面他們能與氧形成保護性良好的氧化膜，也可能形成尖晶石型復(fù)合氧化膜，這對提高材料的抗熱腐蝕性能有很大好處。在材料中加入稀土元素等微量元素也能提高材料的抗熱腐蝕能力。在材料表面涂覆高溫涂層是提高材料抗熱腐蝕的重要措施。在航空發(fā)動機葉片表面上涂高溫涂層，能顯著地提高葉片抗熱腐蝕能力。2100433B

2020年6月2日，《核電用耐高溫抗腐蝕低活化馬氏體結(jié)構(gòu)鋼板》發(fā)布。

2020年12月1日，《核電用耐高溫抗腐蝕低活化馬氏體結(jié)構(gòu)鋼板》實施。

它的顯微組織為馬氏體。這類鋼中鉻的質(zhì)量分數(shù)為11.5%~18.0%，但碳的質(zhì)量分數(shù)最高可達0.6%。碳含量的增高，提高了鋼的強度和硬度。在這類鋼中加入的少量鎳可以促使生成馬氏體，同時又能提高其耐蝕性。這類鋼的焊接性較差。列入國家標準牌號的鋼板有1Cr13、2 Cr13、3 Cr13、1 Cr17Ni2等。

奧氏體型不銹鋼

其顯微組織為奧氏體。它是在高鉻不銹鋼中添加適當?shù)逆嚕ㄦ嚨馁|(zhì)量分數(shù)為8%~25%）而形成的，具在奧氏體組織的不銹鋼。奧氏體型不銹鋼以Cr18Ni19鐵基合金為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上隨著不同的用途，發(fā)展成圖1-2所示的鉻鎳奧氏體不銹鋼系列。

奧氏體型不銹鋼一般屬于耐蝕鋼，是應(yīng)用最廣泛的一類鋼，其中以18-8型不銹鋼最有代表性，它是有較好的力學(xué)性能，便于進行機械加工、沖壓和焊接。在氧化性環(huán)境中具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和良好的耐熱性能。但對溶液中含有氯離子（CL-）的介質(zhì)特別敏感，易于發(fā)生應(yīng)力腐蝕。18-8型不銹鋼按其化學(xué)成分中碳含量的不同又分為三個等級：一般含碳量（Wc≤0.15%）低碳級

（Wc≤0.08%）和超低碳級（Wc≤0.03%）。例如中國國家標準中的1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr17Ni14M02三種鋼板分屬上面三個等級。世界許多國家都感到鎳儲量的緊缺。為了節(jié)省鎳，早在四、五十年代世界上就開始用錳和氮取代18-8型不銹鋼中的部分鎳。研制并列入國家標準的鋼板牌號有1Cr17Mn6Ni5N和0Cr19Ni9N等。

奧氏體-鐵素體型不銹鋼

其顯微組織為奧氏體加鐵素體。鐵素體的體積分數(shù)小于10%的不銹鋼，是在奧氏體鋼基礎(chǔ)上發(fā)展的鋼種。

沉淀硬化型不銹鋼

按其組織形態(tài)可分為三類：沉淀硬化半奧氏體型、沉淀硬化馬氏體型和沉淀硬化奧氏體型不銹鋼。列入中國國家標準鋼板牌號的有0Cr17Ni7A、0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr15Ni7M02Al三種，是屬于沉淀硬化半奧氏體型不銹鋼。該鋼的組織特點是在固溶或退火狀態(tài)時具有奧氏體加體積分數(shù)為5%~20%的鐵素體組織。這種鋼經(jīng)過系列的熱處理或機械變形處理后奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，再通過時效析出硬化達到所需要的高強度。這種鋼有很好的成形性能和良好的焊接性，可作為超高強度的材料在核工業(yè)、航空和航天工業(yè)中，得到應(yīng)用。

凡是碳含量小于0.25%的碳素鋼或低碳低合金結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)強烈淬火，獲得80%以上甚至100%低碳馬氏體組織，這類鋼統(tǒng)稱為低碳馬氏體鋼。一般情況下，含碳量在0.15%～0.25%范圍內(nèi)的鋼淬火強化效果好，綜合力學(xué)性能高。

1．低碳馬氏體鋼熱處理工藝特點

（1）獲取低碳馬氏體的熱處理淬火加熱溫度為A_c3 （80～120）℃。從淬火強化的效果考慮，適當提高淬火加熱溫度，有利于奧氏體的均勻化、提高鋼的淬透性以及縮短加熱時間。

（2）采用激冷、深冷的強烈淬火冷卻方法（5%～10%NaCl溶液淬火或10%NaOH溶液淬火）。低碳鋼或低碳低合金鋼在強烈淬火后可獲得低碳馬氏體。

（3）低碳馬氏體淬火后可不經(jīng)回火而直接使用。

2．低碳馬氏體的微觀組織

低碳馬氏體的顯微組織由不同位向的的馬氏體板條組成，板條束間為大角度晶界。由于原奧氏體晶粒被不同位向的板條束所分割，所以材料的有效晶粒得到細化。同時，板條馬氏體內(nèi)有高密度的位錯和細小分散呈魏氏組態(tài)分布的碳化物，板條馬氏體間分布有殘余奧氏體薄膜，因而低碳馬氏體具有優(yōu)良的強韌特性。

3．低碳馬氏體鋼的性能

經(jīng)過淬火有較低的缺口敏感性、過熱敏感性、優(yōu)良的冷加工性、良好的可焊性且熱處理變形小等一系列的優(yōu)點。低碳馬氏體鋼經(jīng)過淬火后，可獲得脆性較低而塑韌性足夠高的位錯板條馬氏體加板條相界殘余奧氏體薄膜，板條內(nèi)部自回火析出細小分散的碳化物，因而可實現(xiàn)強度、塑性、韌性的最佳配合，是固熔強化、位錯強化、晶界強化和沉淀強化等共同作用的結(jié)果。低碳馬氏體中溫回火后代替中碳（合金）結(jié)構(gòu)鋼的調(diào)質(zhì)件，其綜合力學(xué)性能完全可達到要求，而且不論形狀如何復(fù)雜，淬火后不易變形、開裂，這樣不僅可給后工序少留加工量，而且給機加工也帶來好處。低碳馬氏體鋼由于含碳量較低，鋼的M_s點較高，在淬火過程中就伴隨著自回火現(xiàn)象，因而可以省去回火工序，從而節(jié)約能源，降低成本，縮短加工周期。

低碳馬氏體鋼是典型的強塑韌配合材料，用處非常廣泛。