馬氏體不銹鋼是一類可通過熱處理（淬火回火）對其性能進行調(diào)整的不銹鋼，通俗地講是一類可硬化的不銹鋼，此類鋼具有高的硬度、良好的力學性能和不銹性，這些特性決定了此類鋼必須具備兩個基本條件：其一，在平衡相圖中必須有奧氏體相區(qū)存在；其二，為使鋼形成耐腐蝕的鈍化膜，鉻含量必須在10.5％以上。馬氏體不銹鋼在淬火狀態(tài)下具有體心四方晶體結(jié)構(gòu)（馬氏體），具有鐵磁性，在較弱腐蝕環(huán)境中具有耐蝕性。鋼中的鉻含量可達18％，碳可以超過1.2％。
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼是馬氏體不銹鋼，它是國際上通用的牌號，美國稱AISI410，法國RCC-M為Z10C-13、Z12C-13、日本稱SUS410、德國DIN標準中稱作X15Cr13。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼屬于半馬氏體型不銹鋼，經(jīng)淬火的組織除馬氏體外，尚存在鐵素組織。經(jīng)淬火和回火處理的1Cr13、12Cr13、410不銹鋼具有較高的強度、韌性，較好的耐蝕性和冷變形能力，具有良好的減振性能。通常該鋼在淬火和回火狀態(tài)下使用，回火為高溫回火和低溫回火，應避免在370～560℃的溫度回火，以確保鋼的良好性能。低溫回火可消除淬火過程中形成的內(nèi)應力，高溫回火在保證其良好耐蝕性同時，可獲得優(yōu)良的綜合力學性能。1Cr13、12Cr13主要用于對韌性要求較高和具有不銹性的受沖擊載荷的部件，如葉片、水壓機閥、緊固件、熱裂解抗硫腐蝕設(shè)備等，亦可制作在常溫條件耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的設(shè)備和部件。在反應堆中主要用于2、3級輔助泵傳動軸、蒸發(fā)器支撐件、控制棒驅(qū)動機構(gòu)等。
一、化學成分
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的化學成分列于表3-1，反應堆用的1Cr13、12Cr13 不銹鋼的特殊規(guī)定也一并列入此表。
二、室溫力學性能
不同標準對1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的室溫力學性能的規(guī)定值見表3-2。實測數(shù)據(jù)見表3-3。奧氏體化溫度和回火溫度對1Cr13、12Cr13、410不銹鋼室溫力學性能的影響見圖3-2。熱處理工藝制度對不同溫度下（1Cr13）410不銹鋼沖擊值的影響見表3-4。
三、疲勞和斷裂
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的室溫疲勞極限見表3-5，在指定存活率下的N-S曲線見圖3-3。試驗用鋼化學成分為0.11C-0.29Mn-0.025P-0.009S-0.25Si-12.78Cr-0.14Ni。試樣的熱處理工藝為：1050℃油淬，720℃×2h空冷回水。
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼在NaCl中的疲勞行為見圖3-4。顯然環(huán)境的變化對其疲勞壽命產(chǎn)生較大影響。隨著 NaCl濃度增加，（1Cr13）410不銹鋼的疲勞壽命縮短，見圖3-5。
四、高溫瞬力學性能
不同熱處理條件下的高溫瞬時力學性能見表3-6。隨回火溫度的提高×強度下降而塑韌性明顯提高，詳見表3-7。
五、持久和蠕變性能
數(shù)據(jù)見表3-8和表3-9。最小蠕變速度和應力關(guān)系曲線見圖3-6。
表3-8 1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的持久強度（1030～1050℃油淬，750℃回火空冷）
六、高溫度疲勞和介質(zhì)條件的影響
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的高溫疲勞數(shù)據(jù)和介質(zhì)條件對其高溫疲勞性能的影響見表3-10和表3-11。
七、抗氧化和耐蝕性
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼出現(xiàn)強烈氧化開始溫度為750℃。抗氧化性能見表3-12。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼具有不銹性，在室溫稀硝酸及弱有機酸中也有一定耐蝕性，在某些介質(zhì)中的耐蝕性見表3-13。在反應堆環(huán)境中的腐蝕見表3-14至表3-17。
八、熱處理及組織結(jié)構(gòu)
臨界點（近似值）：℃
等溫轉(zhuǎn)變曲線：0.10C-12.4 Cr的1Cr13鋼，奧氏體化溫度為980℃的等溫轉(zhuǎn)變曲線見圖3-7。
熱處理工藝：（1Cr13）410不銹鋼的熱處理工藝如下。
冶金廠通常以退火狀態(tài)交貨，以便最終用戶加工制造。在制造廠的最終熱處理為淬火并高溫回火，其組織為回火索氏體和少量鐵素體。回火溫度的選擇視其使用要求而定，可參閱圖3-2。
九、工藝性能
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的冷塑性及深沖性、拋光性和切削加工性能良好，板材的深沖度與其厚度有關(guān)，板材愈厚深沖度愈高。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的熱加工溫度以850～1200℃為宜，隨后需灰冷或砂冷。1Cr13、12Cr13、410不銹鋼具有良好的焊接性能，其焊接性能與0Cr13相近，可采用0Cr13或奧107、奧207的焊條焊接，為防止焊接接頭的冷裂紋，焊前應該預熱，預熱溫度為200～300℃，焊后經(jīng)700～750℃熱處理可獲得良好的性能，選用奧氏體焊接材料焊接，焊后可不進行熱處理。應該強調(diào)的是，當焊后焊縫需進行機械加工時應進行退火處理。
十、物理性能
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼的物理性能見表3-18。
十一、應用
1Cr13、12Cr13、410不銹鋼主要用作抗弱腐蝕介質(zhì)，并要求具有較高韌性及受沖擊負荷的零部件，如汽輪機葉片、水壓機閥、結(jié)構(gòu)架、螺栓、螺帽等。在反應堆環(huán)境中，主要用于2、3級輔助泵傳動軸、蒸發(fā)器支承件、控制棒驅(qū)動機構(gòu)等。
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