D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1960.06.001 -27- 無鎳和低鎳不锈鋼 北京锏铁學院（金相故研組） 本.溪鋼铁公司鲷廠 一、箱音 随着国家工业的飞速发展，对不绣鋼的要求越加迫切。奥氏体不绣鋼不仅在各种强烈介霞 中有高的谢蚀性，丽且有良好的范性焊接性能。目前，在工业上特别在化学工业上类得广泛 应用的是18一8型不绣鄉，其中舍有州当数最的鎳，而鎳不論在我国或是其他国家都比較稀 触。为了不用或少月鎳，作产更多的价廉迁用的奥氏体不绣鋼代替装至在性能上超过18~8 型不绣朔泛供应我闲化学、肥轧、石浦、国防等工业以加速闲家的会主义建設，我們 根据鎳在不绣锅的作用有关交献〔1一7]合国家资源进行了以鋸、氨代林築的與氏体不 锈到研究工作。 前一阶段北京铜铁学院初光而泛地探索了m入各种合金元素的Cr一Mn-N型、Cr一 Ni-N型和Cr-Mn-Ni-N型的20种鋼（其30墟）〔8〕，其中性能比較好的行： 在沸腕的65%硝酸中离触速度在0.5克/米2小时以下， 低鎳的： 1 Cr18Mn7Ni 5 NCu (C1爐) 1 Cr20Ni 5N (02爐) 腐蚀速度在0.b1~1.0克/米2小时之間. 无鎳的： I Cr17Mn15N (25爐) 1 Cr18Mn15NCu (27爐) 1 Cr17Mn15NCuMo (28爐) 1 Cr21Mn18NB (C4城) 低鎳的： 1 Cr19Mn7Ni 5 Ti (C7爐) 0 Cr16Ni 5NB (18城) 0 Cr16Ni 5 NCuMo (14爐) 根据前一阶段工作，为了祸足氯肥工业的需要，首先对C4和C7作进一步的研究。目标 是：在硝酸介质中、至少是在氮肥生：产中使用的硝酸中（濃度在50%以下温度在50℃以下） 代替含鎳較高的1CrI8Ni9Ti鋼（下称牙IT)。 二、實驗材料 研究用钢的化学成分如表1所示
典 娘 和 低 掉 不 铸 铜 北 京翎 轶 祭院 金相教研组 本 涣 翎 致 公 司 姻 夜 一 、 褚 营 随 着国家工 业 的 飞速发展 ， 对不诱铜 的要求 越 加迫切 。 奥氏 体不锈铜不仅在各种 强利介熨 中有 高的 耐蚀性 ， 而且有 良好的 范性和焊按健巨能 。 目前 ， 在工 业上特别 在化 学工 业上获得广泛 应 用的是 一 型 不锈规 ， 其 中含有相 当 数二鼠的镍 ， 而镍不谕在我 国或是其 他 国家都此校稀 缺 。 为 了不 用或少 用娘 ， 改产 更 多的价廉 活 用的奥氏 体不锈绷代替甚至 在性能 上 超过 工 一 甲 不绣细厂 ’ 泛供 应我 国化 学 、 肥半卜 、 石 油 、 国 防等工 业以 加速国 家 的 社会 主 义 建没 ， 我们 根据撼在 不锈锅 中的作 川和有关 文献 〔 一 〕桔合 国家 负源进 行 了以 锰 、 氮代林 埠 的 奥氏体 不 锈铜研究工 作 。 前 一 阶 段 北 京朗铁学院 初步而 广 泛 地探 索 了 加入 各种 合金元素 的 一 一 型 、 一 一 塑 和 一 一 一 哲，的 种剔 专 煽 〔 〕护其 中性能此校好的有 在沸腾 的 稍醋 中腐触速度在 克 米 。 小 时以 下 ， 低镍的 慷 工 加 。 媲 脸触速度在 · 克 米 小 时之 周 无镍的 燎 工 坡 燎 燎 低镍的 燎 蝮 煊 根据 前一 阶段工 作 ， 为 了涌 足 氮肥工 业的需要 ， 首先对 和 作进一步的研究 。 目标 是 在砒酸 介宜 中 、 至少是在氮肥生产 中使 用的砒酸 中 攫度在 以 下 温度在 加叨 以 下 代替含镍蛟高的 嗣 犷 称 只 夕 。 二 、 贵骇材料 研先 用剔的化 学成分如表 所示 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1960．06．004
28→ 钢院學报 表1 研究鋼及比敏飒的化学成份 鋼的熔煉 化 学 成 份 00 制 种 代号号 Mn(r·NiN B Ti Si P S C4H61 1Cr21Mn1sNB0.0812.8720.75 0.47(0.005 0.27 0.02(≤0.0) H878 0.10i11.220.85 0.90.008一 0.64 0.014 0.022 C4a H375 1Cr21Mn18N.0.1013.2820.3 -0.2 0.5 0.0200.018 H489 0.0812.7320.88 0.38 0.46 0.0110.048 C4b H376 1Cr17Mn13NB0.1013.3617.06 一 0.50.006-0.48 0.025 C7H3791Cr1&Mn7Ni5Ti0.117.2918.214.93 0.770.58 0.025 0.014 H435 0.097.3417.905.15 0.420.8 0.020 0.006 BE2 0.037.4619.425.11 0.6<(0.3≤0.035)（≤0.0） Cr17H877 (r17 0.070.2617.10 一 0.110.0240.002 91TS1 1Cr18Ni9Ti0.141.517.9810.4 0.7c0.56 0.028 0.018 F2 0.121.1817.6110.65 0.90.67 0.017 0.003 T-40 204725551Cr18Mn7Ni5N0.098.9918.28.4.570.3 0.52 0.008 0.019 煉蜘：牙1T一S1系苏联进口鋼板，牙1T-F2系撫順綱厂生、 C7一BE2系北京鋼铁学 院用感应篮治煉。其余均由木溪鋼铁公司锅广用Π「门3一0域应电城治煉，用碱性坩惝。 錠重：BE2为5kg,H61为13kg其余为22kg。 鍛造：锻前先扒皮。 BE2,F2,T40-72555用电城加热，札成5mm厚板材及中20-5闻棒。其余均用燒煤的反 射煽n热，凭工人覌然火色控制温度：开锻1200°C,停锻950°C,用0.25吨小汽錘锻造。板材6-8 nmm7,捧材15一20mm方和中20-：25mm侧 热处：对一般裾触武样及拉力、冲击试样纲料进行固溶处理一加热至1050°C保湿 0一40分锦水泸。对品写医触武样铜料进行敏化处理一固溶处理后加热至650°C保温2小 时容治。 将按：G-8mg翰板鲍成V形坡口，坡II角G0一T0°，采用3HTy一3和3HTy-3An焊条， 焊絲为0Cr18N9Ti翔。为避免变形过大，宋j(极速接。焊雨层。H75,H376,H77, H378,H79,91T,204用3HTy-3焊条，焊直径4m,电流140-150A,电压30V, 炳层均同。H45,H49,H78(另一部分）用3HTy-3An焊条，焊第一层用焊絲旗徑8 mm,电流90A,第二层用烬絲道徑中4m电流10A,雨某焊接电压均为80V。 试样尺寸： ·一般腐触武样50×20×4mm 品聞憾蚀武样80×20×mm 粒力武样按部澦标谁“重67一55”号数为“5k”的比例武样
一 一 钢 院 拳 较 表 研究剔及 此 敛朗 的化学成份 铜的 熔燎 ， 化 学 成 协 代号 扑」 即 ， 号 。 川 价 ‘ … 一 …甘… ’ 」 ‘ 伏 ’ 石 。 。 ， 心 一 舫… · 吧 」 一 吕 」 鸽 ， 找 … · 丛 · 一 叙 呢 ‘ … ， 辣朗 、 只 一 系苏联进 口 铜板 ， 只 一 系热顺铜厂生 产 。 一 系北 京铜数学 院用威 应旅 冶辣 。 其 余均 由木 澳剔救公司剔 厂甩刀 一 功成 应 电媲冶辣 ， 梁用碱性川 筒 。 锭 重 为 ， 为 其 余 为 球 。 锻造 锻前先扒 皮 。 ， ， 一 用 电壤 加热 ， 札成 砚们 厚板 材反 中加一肠闻棒 。 其 余均 用烧煤的 反 射慷 加热 ， 凭 工人观察 火色 控制 温度 开缎 加了 ， 停锻 ， 用 吨 小汽锤锻造 。 板 材 一 书们 厚 ， 棒材场一 万和中加一 圆 热处洲 对一般衡触献样 及拉 力 、 冲击拭样剑料进行固溶处理 － 加热至 的 “ 保温 加一 分赦水淬 。 对 品 咒 腐触试样铜料进行 放化 处理－ 固溶处 理后 加热至 保温 小 时察 冷 。 焊 接 一 厚剔板跑成 形 坡 口 ， 坡 日 角 一 “ 。 采用 一 和 一 焊条 ， 焊 栋 为 铜 。 为避觅变 形过 大 ， 采 川反 极 速 按 。 焊 雨 层 。 盯 ， 沂 ， 盯 ， 开 ， 一 沂， 肚 ， 加 用 一 焊 条 ， 焊 粽 改攫 ， 电流 一 ， 电压 ， 雨 层均相 同 。 ， 公飞 ， 月沂 〔 二乌一 部 分 用 一 焊 条 ， 焊 第一 层 用焊 粽直视 仰 ， 电流 ， 第一 层 用焊 林 宜挥中，川 电流 ， 雨 昙焊 接电压均 为加 。 试样 尺 寸 一般 腐触藏样 品 周材蚀就样 “ 又 为们翔 拉 力试样 按亏午书顺标 准 “ 贡盯一 ’ ’ 号 数 为 “ ，’ 的 例就样
第小三期 ·一29·一 冲击献样55×10×10mm(梅式献样)。 焊接试样的尺小：拉力与冲武样如下图所示： 焊缝 50 80 z45 -z/70 焊缝 55 晶周腐触武样与未烨接同。焊髓位在是边中央。 武样准备： -一般腐蚀武样琍鉋床加工，所座碟.上H400号金脚砂研密（或用砂紙磨），然行让广站 解抛光。抛光后于燥六小时以上后称重最、投入武驗。 品周腐触试样用鲍床州工斤，将共一面用400号金刚砂（或附砂纸)磨光后可投人武 滋。焊接的品間腐蚀武样亦同。 R,1 C7 204 周1 在冲腾门°1N):中的榜蚀速度（就強100小时） 註：1；…條样代或火试，每次以三塊试样進行就轮 2)C4(HG1)是二火盐是平均位，第一次進行100小时第二火75小时 书)201之T0·7555是三六武容平均值每次6小叶
第十 三 期 冲 击藏样 、 、 。 梅式武样 。 焊接试样 的 尺 寸 拉 力与 六树片成样如 下 图所 示 ， 一 曰，试 二日 廿油执 卜 叫 山曰月巨， 闷广一 喇气 阅‘ 日困 匕 刊 禽 ‘， 夸 闷 ， ’ 称七盆去‘ ’ ，子 刀卜今夕 晶简腐触藏样 与未焊接同 焊徒位在长 边 中央 。 就样准备 一般 城触试样 用跑床 加 一 工后 ， 龙研磨假 上 用的。 号金刚砂研磨 或 用砂机磨 ， 然后进 行 三 解抛光 。 抛光后 干燥六小 时以 上后 称重 最 、 投入贰敬 。 晶 简腐触拭样 用鲍 床 一 加工 后 ， 愉 。 焊接的 品 周 晚 触藏样 亦 、。 。 将其 一 虾用 如 号金刚砂 或 用砂 机 腆 尤后 投 人 价七 教圣牛︵ 毕认 肺 魏 工 兰 如 在 斗 月务灼 舀 厂 。 仕 、卜的 礴鼓 述 度 。 式脸 小 吟 厂 一 修柱 代 表一 次 拭 戮 ， 每 次 以 三 瑰试裸追 行拭 脸 、 卜 是 二 次拭 公 平 均 位 ， 第一 次退 行 伽卜峙 第二 次 小 恃 二犯 之 ， ， 奶 一 只弱 是 二 次 认 转平 均 位 ‘ 每次器 小 吟
纲院學报 三、实驗方法及實驗結果 A.一般蝕武验 朵用雨种武險条件：(1)65%HNOg,进；(2)50%HNOs,50°C;郴在製有抛流 冷凝器的雏形燒瓶中进行。武验时間都是100小时，共分四个周期，每涸期(25小时)后称 量弑样重量，测换新溶液。第四周期后分别称量未去掉长掉腐蝕产物的武样重量。以武骏 100小时去掉腐触产物后的重量损失衣示触速度（克/米2小时）。武險結果如图1图2所 示。称是精度为万分之一克，树触速度数值的精确度为土0.0004克/米”小时 0o6 0.0057 a00f8 a帅f a.0a56 0p4 C005 0.0D 0.o024 P.0b1 Q001件 06 O.ODIA 201 0 9 977 c7 cAa 国2 钢在50%HNO:中50°C时的店使速度试验100小鲈) B.晶間憾蝕武数 采用雨种弑搬条：(1)叁考了苏联关于行 箭晶間腐蝕倾向武骏方法的最新国家标谁（厂OCT 602-58),其中規定HNO8+NaF介質为品間憾创 武验标准方法之-一。我們具体杂用了女献〔1)所推指 的武驗条件：20%HNOg+1%NaF,室温。武验时 間我們規定为6小时。(2)110克CuS04·5H20+ 55mlH2S04(比重1.84)+1升水，煮沸48小时。武 验后用弯曲法檢验，弯曲90°（在万能材料献险机上 进行，弯曲心獭牛徑为10毫米)。以实体显微毓和时 眼观察弯曲处表面状态，按自行捌定的下敏标准部定 晶間腐触程度（表2）。同时和未进行品間腐蚀的同 軾样（空白曲）进行比较。武驗結果见图3。 C.拉力与冲击弑验 拉力：在50吨万能材料武®机上进行 C4 24 5 冲击：在30kg一m冲击武殷机上进行 所究钢典牙1T,，204朗晶間腐 其数据如表3所示。 触程度的比較（評级按表2）
一 加 姻 院 祭 袱 三 、 实 貌方法 及宵脸桔果 一般 衡触藏撇 采用雨 种贰输条件 。 ， 佛 肪 少 。 ， 都在装有翅流 冷凝器的维形烘瓶 中进 行 。 裁撇 时 简都是 小 时 ， 共 分 四 个 周 期 ， 每 迥 期 ， 、 时 后 称 量就样重量 ， 稠换新溶液 。 第 四 周 期后 分别 称显未 去掉 和 去掉腐蚀产物的藏样重量 。 以 我敬 小 时去掉腐蚀产物后 的 重量损 失表 示 璐蚀逛度 克 米 小 时 。 试服枯果 如 图 图 所 示 。 称量精度为万分之一 克 ， 腐触速度数植的精确度 为 士 卿术 ’ 小 时 认 口口岁 众口口于才 只夕哎乡‘ 晓 口火畴 次。 奸 叫叫耐 之 口 只 口许 丫吸且二 ，卜 。 反口 寸 嚼 喇 “ 蓄 卜 勺 气之娇卜 军心尔六 卜 协， 娇 ，七 老 侧圳︸洲 嗓喻卜 州 。 匕 ‘ 女 氢立 一一州 ‘ 世二 补 以严 卜 卜加入 ，绷 固 艺 钢 在 。 中 “ 。车的 右公 迷 度 订试脸 。 卜 叶 乡 翻雌“月件时 ， 晶周 腐触藏脆 朵用雨 种就漩条 件 参 二考了 苏联 关 · 于不锈 剔 晶 周 腐蚀倾 向试城方法 的最 新 国家标 堆 厂 一 ， 共 中妮 定 介鬓 为 晶 简 腐蚀 就喻标 准 方法之一 。 我们具体采用 了文献〔工 〕所推荐 的藏撇条件 即 十 ， 室 温 。 武股时 周我们规定 为 小 时 。 克 · ， 一 卜 枷 此 重 升水 ， 煮沸 小 时 。 暴心 城后 用弯 曲法 愉敬 ， 弯 曲 “ 在 方能 材料就坟机 七 进行 ， 弯 曲心 帕 平 视为 毫米 。 以 实 体显微鱿和 肉 眼观 察弯 曲处表面 状态 ， 按 自行制 定的砰极标 准砰 定 晶 简 留触程度 炎 。 同时和未进行 晶 尚 腐蚀的相 同 状样 空 自弯 曲 进行此较 。 就膝拮 果见 图 。 拉 力与 冲击藏瞰 拉 力 在 吨 万能 材料拭服机上进行 冲击 在 一 冲击拭尉机上进 行 其 数据如表 所示 。 哪 目 ” 曰 日 口 目 ， ， ‘ 一 洲 图朋 案 成 膺 「 二下 】旧〔 下 琴， 『 下冷万 二 歌 ‘ 梦 尹 …胡 苏 乡 了 国 心 颧嘴硬 脚 誉 布 卜 布目 尸一卜 口 ， ， 一 气 盲厅羹月 乙三匕 二 月「 『飞 】 夏藻 ， 副盯 图日卿…少 ’ 图回 县 舀 闷 囿口国口回博件 叫 研 究 钢 典只 ， 姻 晶阴 礴 处 程 皮 的 比 蛟 舒 级 按轰
第十三期 表2 品問腐蚀程度䶄級标谁 級 别 鸡·曲处表面状态 0 无裂较-宋产生：品間腐蚀 I 波较显著，只是放大10-0倍观察制才見有短的发状裂叙 肉眼可見有小裂款 裂缝 很深很宽的裂缝 衣3 (a)研究鋼的室温力学性能（未焊接） 鋼的 代号 熔煉号 銅 种 强度极限 庙服极限 断面收縮 延仲率 冲击位 da kg/mm'" os kg/mm % 6% ak kg-m/cm2 C4 H378 1Cr21Mn18NB 74.0 55.5 42.0 20.0 91T 1Cr18Ni9Ti 55.0 20.0 55 40.0 16.0 C7 H379 ICr18Mn7NibTi 58.0 40.5 16.3 35.0 25.6 C7 H435 : 66.1 40.8 70.0 49.8 24.7 Cr17 H877 Cr17 55.5 34.0 27.5 10.3 204 T40- 7.5 72555 1Cr18Mn7Ni5N 49.0 61.0 75.0 7.8 C4a H49 1Cr21MnI8N 83.5 62.5 65.0 41.3 29.7 CAb H376 ICr17MnI8NB 79.0 49.5 20.7 b1.7 26.2 ①)表屮数据至少是三个试操的下约值。 (g204鋼的数据亲本妍钢：與鋼铁研究院合作的工作〔11)。91T铜的ak引自文献〔9)， 习1T屑的其他数据根据部颁標谁“重2152” 女》 (b)焊母材金的温力学性能（以91T焊条电煤） 母 材 金 刷 ak 0, 中，分 鋼的代号 熔煉号 銅 种 kg/mm2 kgm/cm2 C4 H78 1Cr21MnlgNB 82.6 28 44.5 6.4 C4a H75 1Cr21MnIaN 75.8 22.4 48.1 H79 C7 1Cr18Mn7Ni5Ti 64.6 6g.5 49.5 10.5 H45 Cr17 H77 Cr17 52.6 11.7 5.6 6.6 204 T40* 1Cr18Mn7Ni5N 71.5 40.0 50.0 10.0 牙1T 1CrI8Ni9Ti 50.0 9.0 204钢的a,6和中数据是本钢纲减同钢线研究院合作的〔11〕。與我們测a:值所用纳材 相同。 牙1T州数据系引白文献〔10」
第牙 一 三 期 表 晶 周腐触程度静般标 准 极 另。 … 弯 · ， 处 表 面 状 态 无裂校 ， 一 未 产生 拈简 璐触 波 救显著 ， 只是 放大 任 一 加倍观察时 才兑 有短的 发状裂杖 肉眼 可 见 有小裂杖 裂徒 很深很宽的裂徒 址万 表 司 研先铜的 室温 力学性能 未焊接 铜的 代号 熔辣号 剔 种 张度极 妓 。 。 留川 ” 屈服极限 ‘ ， 刃叮叮 ， 断面 收精 沪乡乡 延伸率 冲 击 位 舀 、 训 幼涎 盯妞肠 加肠现 只 刁 次 沂 月吕 一 沂 叮 叮 吕 沂 吕 书 能 加 钦 ① 表 中教 据 至 少 是 三 个认 搽的 平 均 值 。 住召 翎 的数 据 系本纳 姻 爪 典翎 铁 研 充 院 合作的 工作 〔 〕 。 只 翎 的 、 弓】白文献 〔田 ， 只 姻 的 其他数据 根据 部硕 棵 准 “ 重 一 淞 ，’ 女 吕 仁 焊按后 母材金 切的 宝温 力学性能 以只 焊 条 电焊 价 ， 夕 ， 刃 。 ， ，、 ， 沂 沂 沂 月吕 谷 盖 叮 朋 仪 只 毖 ， 之二丘 ‘ 姻 的 ， 。 ， 衣必数据 是本钢 姻 戚 同姻 效 研 究 院 合作 的 〔 〕 。 典 我们 测 值所 用 姻 材 相 同 。 只 少弓变气才居系引 自文献 〔 」