0Cr13Al(AISI405)
出处:按学科分类—工业技术 中国科学技术出版社《不锈钢实用手册》第636页(2362字)
0Cr13Al是低铬铁素体不锈钢中的一种,它有着与马氏体钢一样的Cr含量,约11%~14%。但由于0Cr13Al低碳且加铝,从而抑制了高温时的转变,所以此钢为铁素体钢。0Cr13Al具有相当于低铬钢的不锈性和抗氧化性。耐锈性优于含碳高的1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13马氏体不锈钢。抗氧化使用温度,断续加热为≤760℃,连续加热≤677℃。0Cr13Al具有良好的塑性、韧性和冷成型性,优于铬含量更高的其他铁素体不锈钢。0Cr13Al钢主要用于石油精炼塔槽衬里和各种部件,蒸汽透平叶片等。
(1)化学成分
0Cr13Al(AISI405)钢的化学成分见表2-5。
表2-5 0Cr13Al钢的化学成分(%)
(2)物理性能
密度:9:8.027g/cm3
导热系数λ:100℃ 27W/m·K
线膨胀系数α:0~100℃时,10.8×10-6/K
0~316℃时,11.52×10-6/K
0~538℃时,12.06×10-6/K
0~649℃时,12.96×10-6/K
比热容C:502J/kg·K
熔点:1482~1532℃
电阻:0.6nΩ·m
(3)力学性能
0Cr13Al钢室温典型的力学性能见表2-6。高温强度见表2-7。
表2-6 0Cr13Al钢典型力学性能
表2-7 0Cr13Al钢高温蠕变强度(10000h)
0Cr13Al在475℃长时间加热,钢硬度没有变化(见图2-9),没呈现出高铬钢的475℃脆性,这就是0Cr13Al钢大量用于石油塔槽类的原因。
图2-9 0Cr13Al(405),0Cr13(410)和0Cr17(430)在470℃长时间加热钢硬度的变化
(4)耐蚀性
0Cr13Al(AISI405)钢的耐蚀性基本上与0Cr13(AISI410)相同,但是对热影响的敏感性,由于组织变化少,比0Cr13钢小,0Cr13Al在石油蒸馏装置中耐蚀性表现出与18%Cr和0Cr18Ni9钢同样的水平(见图2-10)。0Cr18Ni9钢引起应力腐蚀破裂的环境,0Cr13Al却不产生应力腐蚀破裂。
图2-10 常压蒸馏装置主精馏塔内各种金属的腐蚀率比较
(5)抗氧化性
高温抗氧化性随着实际出现气氛和包括化学原料而变化。0Cr13Al高温断续的使用温度≤760℃,连续使用温度≤677℃。
(6)冷热加工性,热处理
a.热加工 0Cr13Al钢开始锻压温度为1038~1149℃,终加工温度≥760℃,应当控制比较细晶粒组织,以便随后处理获得希望的塑性和韧性。
b.成形 0Cr13A1钢有良好塑性并适合于拉伸,轧制成形和冲压制造(类似中碳钢,高强度低合金钢)。
c.热处理 退火温度780~830℃空冷或缓冷。
(7)焊接性
0Cr13Al钢可用一般不锈钢采用方法进行熔焊,包括TiG焊和电阻点焊,焊接输入热量应该尽量小,避免晶粒过分长大,以免过分降低焊缝金属和热影响区塑性,如果要求充填金属可用0Cr13Nb或0Cr13丝。如果不要求充填金属的匹配成分,可使用0Cr23Ni13、2Cr25Ni20焊丝。
0Cr13Al从高温空冷,自硬性小(见图2-11),因此,焊接部分具有优异的韧性。0Cr13Al衬在锅炉钢板表面(见图2-12)作为复合板使用于炼油装置。
图2-11 0Cr13Al(405)和0Cr13钢从高温空冷硬度的变化
图2-12 0Cr13Al(405)和0Cr13钢板焊接炉衬的热影响区硬度分布
(8)应用
主要用于石油精制装置,压力容器衬里,复合钢板,蒸汽透平叶片等。