铁素体低温钢 铁素体低温钢一般存在明显的韧性-脆性转变温度,当温度降低至某个临界值(或区间)会出现韧性的突然下降。附图表示含碳 0.2%碳钢冲击值与温度的关系,其转变温度在-20℃左右。因此,铁素体钢不宜在其转变温度以下使用,一般需加入Mn、Ni等合金元素,降低间隙杂质,细化晶粒,控制钢中*二相的大小、形态和分布等,使铁素体钢的韧性-脆性转变温度降低(见金属的强化)。 铁素体低温钢按成分分为三类 ①低碳锰钢 低碳锰钢(C0.05~0.28%,Mn0.6~2%)。使Mn/C≈10,降低氧、氮、硫、磷等有害杂质,有的还加入少量铝、铌、钛、钒等元素以细化晶粒。这类钢较低使用温度为-60℃左右。 ②低合金钢 低合金钢。主要有低镍钢(Ni2~4%)、锰镍钼钢(Mn0.6~1.5%,Ni0.2~1.0%,Mo0.4~0.6%,C≤0.25%)、镍铬钼钢 (Ni0.7~3.0%,Cr0.4~2.0%,Mo0.2~0.6%,C≤0.25%)。这些钢种的强度**低碳钢,较低使用温度可达-110℃左右。中国研制了几种节镍的低温用低合金钢如09Mn2V等。 ③中(高)合金钢 中(高)合金钢。主要有 6%Ni钢、9%Ni钢、36%Ni钢,其中9%Ni钢是应用较广的深冷用钢。这类高镍钢的使用温度可低至-196℃。 编辑本段奥氏体低温钢 奥氏体低温钢具有较高的低温韧性,一般没有韧性-脆性转变温度。按合金成分不同,可分为三个系列: ①Fe-Cr-Ni系 Fe-Cr-Ni系。主要为18-8型铬镍不锈耐酸钢。这种钢低温韧性、耐蚀性和工艺性均较好,已不同程度地应用于各种深冷(-150~269℃)技术中。 ②Fe-Cr-Ni-Mn和Fe-Cr-Ni-Mn-N 系 Fe-Cr-Ni-Mn和Fe-Cr-Ni-Mn-N 系。这类钢种以锰、氮代替部分镍来稳定奥氏体。氮还有强化作用,使钢具有较高的韧性、较低的磁导率和稳定的奥氏体组织,适用于作**低温无磁钢(即材料的磁导率很小)。如0Cr21Ni6Mn9N和0Cr16Ni22Mn9Mo2等在-269℃作无磁结构部件。 ③Fe-Mn-Al系奥氏体低温无磁钢 Fe-Mn-Al系奥氏体低温无磁钢。是中国研制的节约铬、镍的新钢种,如15Mn26Al4等可部分代替铬镍奥氏体钢,用于-196℃以下的较低温区。如能改善这种钢的抗化学腐蚀能力,还可扩大其应用范围。 编辑本段使用范围 低温钢在石油气深冷分离设备中,绝大部分的较低使用温度为-110℃,个别设备中达-150℃,可分别采用低合金钢、3~6%镍钢或 9%镍钢。在空气分离设备中,较低工作温度达-196℃,一般采用9%镍钢或奥氏体低温钢。工作温度为-253℃的液氢生产、贮运设备,工作温度为-269℃的液氦设备,均应采用组织结构稳定的奥氏体低温钢。而某些特殊设备如**导磁体或**导电机,宜采用在工作温度以下除有稳定的奥氏体组织外,还要能保持较低磁导率(μ)≤1.01或更低)的钢种。 一些具有较高低温韧性的铁镍基和镍基高温合金如A-286、Inconel718、InconelX-750 等也常用于需要高强度的低温设备上。
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