2Cr20Mn9Si2N耐熱鋼特性和用途同3Cr18Mn12SiN,為奧氏體型鋼,有較高的高溫強度和一定的抗氧化性,并且有較好的抗硫及抗?jié)B碳性,有時效脆性,但時效后高溫下仍有較高韌性,可進行剪切、冷熱沖壓和焊接,最高使用溫度約1000℃。
特性
2Cr20Mn9Si2N耐熱鋼用于鍋爐吊掛支架、滲碳爐構件、加熱爐傳送帶、料盤、爐爪等。2Cr20Mn9Si2N耐熱鋼還可用作鹽欲坩堝和加熱爐管道等。
化學成份
碳 C :0.17~0.26
硅 Si:1.80~2.70
錳 Mn:8.50~11.00
硫 S :≤0.030
磷 P :≤0.060
鉻 Cr:18.00~21.00
鎳 Ni:2.00~3.00
氮 N :0.20~0.30
力學性能
抗拉強度 σb (MPa):≥635
條件屈服強度 σ0.2 (MPa):≥390
伸長率 δ5 (%):≥35
斷面收縮率 ψ (%):≥45
硬度 :≤248HB
金相組織
熱處理規(guī)范:固溶1100~1150℃快冷。
金相組織:組織特征為奧氏體型。
交貨狀態(tài)
一般以熱處理規(guī)范狀態(tài)交貨
2Cr20Mn9Ni2Si2N耐熱鋼 國產不銹高耐溫鋼
基體為奧氏體組織的耐熱鋼。這類鋼含有較多的鎳、錳、氮等奧氏體形成元素,在600℃以上有較好的高溫強度和組織穩(wěn)定性,焊接性能良好,是在600~1200℃應用的一類耐熱鋼。按其合金元素組成可分為鉻-鎳、鉻-鎳-氮、鉻-錳-鎳-氮、鉻-錳-氮、鐵-錳-鋁等不同系列:
(1)鉻-鎳系。是這類鋼中應用,牌號最多的系列,以其不同的鉻、鎳含量配比,滿足不同溫度檔次的需要,隨著鉻鎳含量的增高,抗氧化性及高溫強度隨之提高。根據需要在鋼中加入固溶強化元素(鎢、鉬),碳化物形成元素(釩、鈮、鈦)及微量元素(硼、鋯、鎂、稀土等)以進一步提高鋼的熱強性。
最典型牌號是1crl8Ni9,在此基礎上演變的0Crl8NillTi、OCrl8NillNb、Crl7Nil2Mo2等可分別用于600~650℃鍋爐管,850℃左右并承受一定應力的石油化工用各種板管材料,如加熱爐管、熱交換器管、燃燒室筒體、爐罩等。適當提高鉻鎳含量形成了Cr23Nil3鋼,用于1000℃左右的爐用耐熱構件,1cr25Ni20(Si2)是用于1000~1200℃范圍內世界各國普遍采用的耐熱鋼牌號。為了提高耐熱鋼的抗?jié)B碳性及熱強性,國外發(fā)展了Cr21Ni32AlTi(Incoloy800),用于石化及核能工業(yè)。Cr14N|14W2Mo、OCrl5Ni一25Ti2MoAlVB、1Cr22Ni20Co20Mo3W3NbN等鋼中加入較多的強化元素鎢和鉬,提高了熱強性,前者用于承受負荷較高的排氣閥材料,后兩牌號用于700~750℃高溫汽輪機轉子、螺栓、葉片等。
(2)鉻-鎳-氮系。為了節(jié)約鎳,同時提高鋼的高溫強度,在鋼中加入氮,中國發(fā)展了3Crl9Ni4N、3Cr-24Ni7SiN(RE)等牌號,前者可代替1crl8Ni9,后者可代替lCr23Nil3、lCr25Ni20及HK40(4Cr25Ni20),3cr24Ni7SiN(RE)已列入中國國家標準而廣泛應用,2Cr22Nil2N為引進鋼種,用于汽油機及柴油機排氣閥。
(3)鉻-錳-鎳-氮和鉻-錳-氮系。同時在鋼中加入錳和氮,可節(jié)省大量的鎳,國內外均發(fā)展了不少牌號,如5Cr21Mn9Ni4N為典型閥門鋼,大量用于經受高溫強度為主的汽油及柴油機排氣閥。在此基礎上加入鎢、鉬、釩、鈮可進一步提高高溫強度,用于承受更大負荷的排氣閥,如中國的Cr21Mn9WNbN、Cr21Mn-10MoVNbN等。2Cr20Mn9Ni2Si2N、3Crl8Mnl2Si2N為中國自己發(fā)展的鋼種,有較好的高溫強度,并具有良好的抗氧化性及抗?jié)B碳性,可用作吊掛支架、滲碳爐內構件、加熱爐傳送帶、料盤等,前者抗氧化優(yōu)于后者,還9ao奧可用作鹽浴坩堝及其他爐用材料。與鉻鎳鋼相比,鉻-錳-氮和鉻-錳-鎳-氮鋼強度較高,但由于鋼中加入了較多的錳,對高溫抗氧化性帶來不利的影響,抗氧化性不如鉻-鎳系耐熱鋼。
(4)鐵-錳-鋁系。這類鋼不含鉻鎳,以錳碳形成奧氏體基體,靠鋁解決高溫抗氧化問題。早在1934年德國發(fā)表了鐵-錳-鋁系鐵角相圖,發(fā)現(xiàn)了含碳的鐵-錳-鋁系存在一個穩(wěn)定的奧氏體相之后,鐵-錳-鋁系奧氏體耐熱鋼的研究逐漸得到重視。20世紀60年代初,為了節(jié)約鎳鉻,中國開始了鐵-錳-鋁系耐熱鋼的研究,借鑒國外的經驗,發(fā)展了Mn30A19型耐熱鋼,用于700~950℃的爐用構件。為了節(jié)約合金元素,針對950℃以下爐用耐熱鋼的要求,開發(fā)了性能優(yōu)于Mn30A19型的6Mnl8A15型的耐熱鋼,合金元素節(jié)約了40%,改善了工藝性能。中國牌號6Mnl8A15Si2Ti為爐用鋼,6Mnl8A15SiMoTi、6Mnl8A15SiMoV為閥門鋼。2Mnl8A15SiMoTi(2Mnl8A15Si2Ti)為雙相鋼,可以生產鋼管,用來代替1Crl8Ni9。在生產鐵-錳-鋁系鋼變形材時,需經電渣重熔,以保證質量和成材率。這些牌號60~70年代在中國曾得到了應用和推廣,后來由于鎳鉻資源易于得到,同時也因使用性能的局限性而使用較少。