关键词 |
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面向地区 |
截面形状 |
圆棒 |
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形状 |
锻制 |
表面处理 |
黑棒 |
材质 |
420.0 |
2Cr13 不锈钢和 3Cr13 不锈钢主要有以下区别:
化学成分
碳含量:2Cr13 的含碳量为 0.16%-0.25%,3Cr13 的含碳量为 0.26%-0.35%。3Cr13 的含碳量更高27。
其他元素:两者的硅、锰、硫、磷、铬、镍等元素含量范围基本相同,硅含量均≤1.00%,锰含量均≤1.00%,硫含量均≤0.030%,磷含量均≤0.035%,铬含量均在 12.00%-14.00% 之间,镍含量允许含有均≤0.60%12。
力学性能
硬度:2Cr13 淬火后的硬度一般为 HRC42-46,3Cr13 淬火后的硬度可达 HRC52-55。3Cr13 的硬度明显 2Cr13,更适合用于需要高硬度和耐磨性的场合3。
强度:由于碳含量较高,3Cr13 的强度也相对较高,其抗拉强度和屈服强度等指标通常优于 2Cr13。
韧性和塑性:一般来说,含碳量越高,钢的韧性和塑性相对越低。因此,2Cr13 的韧性和塑性要比 3Cr13 好一些,在承受冲击载荷或需要进行塑性变形的情况下,2Cr13 表现更优4。
加工工艺
热处理:两者的退火、淬火、回火温度范围相近,但由于 3Cr13 含碳量高,淬火后的硬度更高,回火时需要更注意控制温度和时间,以避免硬度下降过多或产生回火脆性。
焊接:2Cr13 的焊接性相对较好,但 3Cr13 焊接时更容易产生裂纹等缺陷,焊接前需要进行更高温度的预热,焊接后也需要更严格的回火处理8。
切削加工:3Cr13 硬度高,对刀具的磨损较大,切削加工难度比 2Cr13 大,需要采用更高的切削速度、合适的刀具材料和切削工艺参数等3。
2Cr13 不锈钢和 3Cr13 不锈钢应用领域的区别
2Cr13:常用于制造一些要求耐腐蚀性较好,但对硬度和强度要求不是特别高的零件,如厨房刀具、医疗器械、汽轮机叶片、耐蚀结构件等。
3Cr13:主要用于制造要求高硬度、高耐磨性和一定耐腐蚀性的零件,如轴承、阀门、喷嘴、模具、刀具等,在机械制造、汽车、航空航天等领域应用广泛1。
2Cr13的物理性能
密度:7.75g/cm³。
熔点:1470-1510℃。
比热容:460J/(kg·K)(0-100℃)。
热导率:22.2W/(m·K)(100℃);26.4W/(m·K)(500℃)。
线膨胀系数:10.3×10⁻⁶/K(0-100℃);12.2×10⁻⁶/K(0-500℃)。
电阻率:0.55μΩ·m(20℃)。
纵向弹性模量:200kN/mm²(20℃)。
力学性能1
抗拉强度:淬火回火后,≥640MPa。
条件屈服强度:淬火回火后,≥440MPa。
伸长率:淬火回火后,≥20%。
断面收缩率:淬火回火后,≥50%。
冲击功:淬火回火后,≥63J。
硬度:退火状态下,≤223HB;淬火回火后,≥192HB。
加工工艺
热处理1
退火:800-900℃缓冷或约 750℃快冷,消除应力,降低硬度,改善切削加工性能。
淬火:920-980℃油冷,提高钢的强度和硬度。
回火:600-750℃快冷,消除淬火应力,调整硬度和韧性。
焊接:焊接性不如奥氏体型不锈钢,焊接时需要预热 150-300℃,焊后回火 700-730℃,可选用 G202、G207 等焊条1。
2Cr13(新编号为 20Cr13)是一种马氏体不锈钢,以下将从其化学成分、物理性能、力学性能、加工工艺、应用领域等维度展开详细介绍:
化学成分1
碳(C):含量在 0.16%-0.25% 之间,碳含量较高,能提高钢的强度和硬度,但会降低韧性和耐蚀性。
硅(Si):含量≤1.00%,能提高钢的强度和硬度,还能增加钢的抗氧化性和耐酸性。
锰(Mn):含量≤1.00%,可提高钢的强度和硬度,改善钢的热加工性能。
磷(P):含量≤0.035%,属于有害元素,含量过高会导致钢的脆性增加。
硫(S):含量≤0.030%,也是有害元素,会降低钢的韧性、疲劳强度等性能。
铬(Cr):含量在 12.00%-14.00%,是决定不锈钢耐腐蚀性的关键元素,能形成一层致密的钝化膜,阻止进一步的腐蚀。
镍(Ni):允许含有≤0.60%,可以提供良好的耐腐蚀性和机械性能,但 2Cr13 的镍含量通常较低,以降低成本。
如何提高2Cr13不锈钢的耐腐蚀性?
提高 2Cr13 不锈钢耐腐蚀性的方法有多种,涵盖了从调整原材料到优化加工工艺以及后续处理等多个环节,以下是具体介绍:
优化化学成分
添加合金元素
钼(Mo):添加适量的钼元素能显著提高 2Cr13 不锈钢的耐腐蚀性。钼可增强不锈钢在还原性介质中的耐蚀性,能有效抵抗氯离子等的侵蚀,提高抗点蚀和缝隙腐蚀的能力。
镍(Ni):镍能改善不锈钢的耐腐蚀性和韧性。在 2Cr13 中加入适量镍,可使钢的晶体结构更稳定,提高其在多种腐蚀介质中的耐蚀性能,尤其是在一些复杂的酸碱环境中。
铌(Nb)和钛(Ti):铌和钛可以与碳形成稳定的碳化物,于铬与碳结合,从而防止在晶界处形成贫铬区,有效提高不锈钢的抗晶间腐蚀能力。
改进加工工艺
控制热处理工艺
固溶处理:通过将 2Cr13 不锈钢加热到合适的温度,使合金元素充分溶解在基体中,然后快速冷却,以获得均匀的单相组织,消除可能存在的碳化物等有害相,提高耐腐蚀性。
回火处理:在淬火后进行适当的回火处理,可消除内应力,稳定组织,改善韧性,同时也有助于提高耐腐蚀性。回火温度和时间的选择要恰当,以确保达到佳的耐蚀效果。
优化冷加工工艺
控制变形量:在冷加工过程中,合理控制变形量,避免过大的冷变形导致位错密度增加、晶粒破碎等,从而减少因冷加工产生的内应力和组织缺陷,降低腐蚀敏感性。
采用合适的加工方法:选择合适的冷加工方法,如冷轧、冷拔等,并优化加工参数,如加工速度、润滑条件等,以减少表面损伤,提高表面质量,进而增强耐腐蚀性。
表面处理
钝化处理:将 2Cr13 不锈钢零件浸泡在含有硝酸、铬酸等钝化液中,使表面形成一层更致密、稳定的钝化膜,这层钝化膜能有效隔离外界腐蚀介质,提高耐腐蚀性。
电镀处理:通过电镀工艺在 2Cr13 表面镀上一层具有良好耐腐蚀性的金属或合金,如镍、铬、锌等,可显著提高其在不同环境下的耐蚀性,同时还能起到装饰作用。
化学镀处理:化学镀是在无电流的情况下,通过化学反应在金属表面沉积一层金属或合金镀层。化学镀镍磷合金等在 2Cr13 不锈钢上应用较多,可获得均匀、致密的镀层,提高耐腐蚀性和耐磨性。
热喷涂处理:采用热喷涂技术,将陶瓷、金属陶瓷等耐蚀材料喷涂在 2Cr13 不锈钢表面,形成一层耐蚀涂层,可有效提高其在高温、腐蚀等恶劣环境下的耐腐蚀性。
改善使用环境
控制介质条件:尽量避免 2Cr13 不锈钢与强腐蚀性介质直接接触。如在储存和使用过程中,控制环境中的酸碱度、温度、湿度等参数,降低腐蚀风险。在一些工业应用中,可通过添加缓蚀剂等方法,抑制腐蚀的发生。
加强防护措施:在可能发生腐蚀的环境中,对 2Cr13 不锈钢采取适当的防护措施,如涂覆防腐漆、使用防护涂层等,以隔离腐蚀介质,延长使用寿命。
如何检测2Cr13不锈钢的疲劳性能?
检测 2Cr13 不锈钢疲劳性能的方法主要有以下几种:
疲劳试验
旋转弯曲疲劳试验:将 2Cr13 不锈钢制成标准圆柱形试样,安装在旋转弯曲疲劳试验机上。试样在旋转过程中承受弯曲应力,通过不断改变应力水平,记录不同应力下试样断裂时的循环次数,绘制出应力 - 寿命(S-N)曲线,从而得到材料在不同应力水平下的疲劳寿命数据,评估其疲劳性能。这种方法适用于研究材料在对称循环应力下的疲劳特性,常用于评估轴类等承受旋转弯曲载荷的零件材料的疲劳性能。
轴向拉压疲劳试验:使用轴向疲劳试验机,对 2Cr13 不锈钢的棱柱形或圆柱形试样施加轴向拉压循环载荷。通过控制载荷的大小和频率,测量试样在不同应力水平下的疲劳寿命。该试验能模拟材料在实际工程中承受轴向拉压交变应力的工况,对于研究螺栓、拉杆等承受轴向载荷的零件材料的疲劳性能具有重要意义。
三点弯曲疲劳试验:将矩形或圆形截面的 2Cr13 不锈钢试样放置在三点弯曲疲劳试验机的支座上,在试样中点施加集中载荷,使试样承受弯曲应力。通过改变载荷大小和循环次数,获取材料的疲劳性能数据。这种试验方法操作相对简单,能较好地模拟一些梁类零件的实际受力情况,常用于评估材料在弯曲疲劳载荷下的性能。
微观组织分析
金相分析:通过对 2Cr13 不锈钢疲劳试验前后的试样进行金相观察,分析材料的晶粒大小、形态、相组成及分布等微观结构变化。例如,观察到疲劳裂纹周围的晶粒是否出现细化、扭曲或破碎等现象,以及第二相粒子的分布和变化情况,从微观角度了解材料疲劳损伤的机制,辅助评估疲劳性能。
扫描电镜分析:利用扫描电子显微镜(SEM)对疲劳断口进行观察,分析断口的形貌特征,如疲劳辉纹、韧窝、解理面等。疲劳辉纹的间距和形态可以反映材料在不同阶段的疲劳扩展情况,韧窝的大小和分布能体现材料的韧性和断裂机制,从而推断材料的疲劳性能优劣。
主营行业:不锈钢材料 |
公司主营:钢板,钢带,圆钢--> |
主营地区:无锡 |
企业类型:有限责任公司 |
注册资金:人民币108万 |
公司成立时间:2019-02-25 |
经营模式:贸易型 |
经营范围:金属材料及其制品的销售。(依法须经批准的项目,经相关部门批准后方可开展经营活动) |
公司邮编:214000 |