日本SUS431不锈钢(1Cr17Ni2(431)铁素体不锈钢表面强化)

Posted 2023-05-28

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日本SUS431不锈钢(1Cr17Ni2(431)铁素体不锈钢表面强化)

国标新名称 17Cr16Ni2

国标旧名称 1Cr17Ni2

日本JIS SUS431

美标ASTM S43100

德标DIN 1.4057

欧洲EN X17CrNi6-2

1Cr17Ni2不锈钢概述

1Cr17Ni2是一种综合性能优异的马氏体-铁素体不锈钢合金，在Cr17型不锈钢的基础上添加了1.5wt%～2.5wt%Ni，使其具备较高力学性能的同时，还有优异的抗晶间耐蚀性能，可通过淬火得到马氏体组织而获得较高的强度、硬度和耐磨性在航空航天、医疗、交通运输等领域，尤其是航空航天上得到了广泛的应用。

1Cr17Ni2不锈钢属于高强不锈钢，可以承受飞机高速起飞时的高温，早在20世纪苏联就尝试采用高强不锈钢制造战斗机，并取得了卓越的成就。1Cr17Ni2不锈钢在使用过程中容易因为磨损造成表面损伤，通过对零件表面的损伤部位进行修复可延长其使用寿命，有利于降低成本，提高效益，节约贵重稀有金属材料明。

1Cr17Ni2马氏体不锈钢的化学成分

材料特性

1Cr17Ni2马氏体不锈钢的熔点温度为1430～1510℃，Ag=810℃，A=780℃，M=357℃，M=140℃，密度约7.75g/cm³。

影响因素分析

1Cr17Ni2马氏体不锈钢板按GJB2295A标准供货，原材料在冶炼和热处理过程中，随奥氏体化温度的升高，1Cr17Ni2钢组织中δ-铁素体含量增加、碳化物逐渐向基体中溶解，1050℃可使碳化物完全溶解，得到以位错马氏体为主的组织。在1100℃以上加热，组织中李晶马氏体数量增加③。热处理工艺方法对板材性能和表面质量有直接影响。

1Cr17Ni2零件在制造过程中需先成型、后热处理才能获得较好的使用性能，在调质状态下其显微组织中主要包含马氏体、δ-铁素体、碳化铬析出相及残余奥氏体，这些相的比例及形态决定了钢的力学性能，材料表层过量的碳化铬析出相及δ-铁素体相将降低材料的韧性、塑性和抗腐蚀性"。因此，优化热处理工艺及加工方式，可改善组织内马氏体相的比例、抑制δ-铁素体相的产生、控制碳化铬的析出数量，提高材料的表面抗腐蚀性。

热处理工艺的影响

对1Cr17Ni2马氏体不锈钢板进行热处理工艺试验，试样分别进行真空油淬和真空气淬，经油淬的试样表面氧化发黑严重，气淬的零件表面呈银亮色。试样截面的金相组织均为回火索氏体，油淬后的试样表面有残碳和油污，表面有一层光亮层，厚度约0.1mm，经分析为碳含量约0.9%的渗碳体。原因是钢在充分奥氏体化后进入油浴中冷却，油中的碳快速渗入表层组织，在回火过程中进一步加速碳原子扩展入基材，形成厚度约0.1mm的渗碳层，造成表面发黑、抗腐蚀性能降低。而气淬后的试样表面光亮，主要是真空加热气氛中的负压能使试样表面的碳挥发，冷却过程中可以杜绝碳原子与试样表面接触，防止碳原子扩散进入表层的奥氏体和马氏体组织中。

成型工艺方法的影响

1Cr17Ni2马氏体不锈钢钣金零件都需经过热成型或冷成型，以获得图纸规定的尺寸。成型流程为钳工下料→冲压成型→热处理→校形→酸洗钝化。在周转过程中，零件表面不可避免地会氧化污染；考虑在零件热处理后、表面处理前增加“表面打磨抛光”工序。磁力抛光前后的零件表面质量对比。磁力抛光在不损坏零件尺寸的前提下可有效去除表面的油污和杂质，在进行酸洗钝化时表面形成较厚的钝化膜，可显著提高零件的表面抗腐蚀性能。因此，对优化成型的工艺方法中，在制造工序中增加磁力抛光工序。