253MA概述:
253MA是21Cr-l1Ni不锈钢的基础上,通过稀土元素铈(ce)和氰(N)元素傲合金化而发展起来的耐热不锈钢种。通常条件下,253MA为全奥氏体组织。由于稀土元素与硅的共同作用,保证了该材料在 l150℃下仍具有良好的抗氧化性能 。而氰 、 碳以及均匀分布的稀土元素和碱金属氧化物的存在使得253MA具有与镍基 合金相当的持久强度。因此,253MA可以代替价格昂贵的镍基合金,可广泛用于工作温度在900℃以上的非承压高温部件,以及使用到900℃以下的承压场合。
253MA对应牌号:
DIN/EN 1.4835,ASTM S30815,UNS S30815,253MA
253MA化学成分:
C 0.05-0.10
Si 1.40-2.00
Mn≤0.80
P≤0.040
S≤0.030
Cr 20.00-22.00
Ni 10.00-12.00
Ce 0.03-0.08
N 0.14-0.20
铈Ce:0.03-0.08
253MA力学性能
抗拉强度TS ≥600MPa
曲服强度 YS≥310MPa
延伸率EL≥35%
253MA特性:
253MA 是一种节镍耐热奥氏体不锈钢,为需要高蠕变强度和良好抗腐蚀力的应用而设计。其使用温度范围为 850~1100 ℃。
1、与310S、1Cr20Ni14Si2相比,性能更X越,节Ni,价格便宜。
2、900℃时有很高的强度。在空气中,非承受压力的条件下可以使用到1150℃,有X越的抗高温氧化性能。
3、各温度下的短时拉伸强度比通常的不锈钢(如304、310S)的强度高出20%以上。
4、具有高温长期性能(蠕变性能、持久性能)。
除了合金元素铬和镍之外,这种牌号的不锈钢还含有少量的稀土金属(Rare Earth Metals,REM),从而明显地改善了其抗氧化能力。添加了氮以改善蠕变性能并使这种钢成为完全的奥氏体。尽管铬和镍含量相对来说较低,但这种不锈钢有许多情况下具有与高合金化的合金钢和镍基合金相同的高温特性。
253MA工艺资料:
热处理
253MA固溶处理规范为:温度1050~1150℃保温5~20分钟,风冷或水淬。厚板常用固溶温度为 1070~l100℃。
成形
钢板成形应尽可能在室温下进行。如需热弯,则工件整个截面应均匀加热到 l100℃,成形终了温度应在900℃以上。
焊接
253MA适合于所有常用的焊接方法。无需焊前预热和焊后热处理。层问温度应保持较低水平,以防止出现热裂纹。
253MA使用范围:
253MA广泛应用于烧结设备、高炉设备、钢熔化、熔炉和连续浇铸设备、轧钢机(加热炉)、热处理炉和附件、矿物设备及水泥生产设备等。 253MA钢可以使用到900 ℃的承压场合及工作温度高达1150 ℃的非承压高温零部件。
各元素的在钢中的作用:
1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲
击性降低,当碳含量X过0.23%时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量YI般不X过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量X过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,YI般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算"锰钢",较YI般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在YI般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,YOU质钢要求更低些。
5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,YOU质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。
6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。
7、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
8、 钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于淬火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
9、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。
10、钒(V):钒是钢的YOU良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
11、钨(W):钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用。
12、铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。
13、钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。
14、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量X过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
15、铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼(B):钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。
17、氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。
18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属,但他们的氧化物很像"土",所以习惯上称稀土。钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性。