耐蚀不锈钢机械配件类、泵阀类、管道联接类、支承类铸件，主要材质为铬镍不锈钢。根据化学成分的不同，大致分为Cr-Ni系，Cr-Ni-Mo、Cr-Ni-Cu、Cr-Ni-Mo-Cu系，Cr -Mn-N系，Cr-Ni -Mn -N系四个组别,其金相组织视其Cr 、Ni含量而定,可以是奥氏体-铁素体复相钢、双相钢或是单相奥氏体钢。
对奥氏体-铁素体不锈钢的定义为：
当金相组织中铁素体体积含量≤5%时,定义为单相奥氏体不锈钢。
当金相组织中铁素体体积含量为5%～35%时,定义为奥氏体-铁素体复相不锈钢（在奥氏体基体中存在铁素体）。
当金相组织中铁素体体积含量为35%～55%时，定义为奥氏体-铁素体双相不锈钢（奥氏体、铁素体约各占一半）。
在特定工况下，使用的铬镍不锈钢对铁素体含量有规定要求。由于测定铁素体含量的多种方法误差较大,很难准确测得铁素体体积含量。主要还是在熔炼时，怎样合理配制炉料，既要保证化学成分、力学性能，又要实现铁素体含量达到理想值，同时要兼顾制造成本，这为熔炼奥氏体-铁素体不锈钢铸造工艺提出了创新课题。
一、化学成分对奥氏体、铁素体的影响
（1）碳 是促进奥氏体形成的元素，1份碳相当于30份镍的作用，但在钢中极易形成碳化物，随着C、Cr含量的提高，其金相组织铁素体易转变成铁素体和碳化物、马氏体或莱氏体。对奥氏体耐腐蚀性能危害极大，一般是在保证强度的前提下，尽量降低含碳量。
（2）铬 是有利于形成铁素体的元素，是使不锈钢具有耐腐蚀性能的基本元素。在耐蚀铬镍不锈钢中一般wCr＞18%，在钢中主要作用是具有抗氧化性介质腐蚀的能力。
（3）镍 是促进奥氏体形成的元素，在钢中主要作用是对酸、碱非氧化性介质有抗腐蚀能力，一般与其他元素配合使用，使钢获得优良的综合性能。
（4）钼 是促进铁素体形成的元素，1份钼相当于1～1.2份铬的作用。在钢中主要作用是提高在高温工况下抗氧化性腐蚀的能力。
（5）铌 是促进铁素体形成的元素，1份铌相当于0.5份铬的作用。在钢中主要作用是固化碳，加入量一般是碳的8倍以上。
（6）钛 对奥氏体、铁素体的形成没有作用，在钢中主要作用是固化碳，加入量一般是碳的5倍。
（7）氮 是强烈形成奥氏体的元素, 1份氮相当于26份镍的作用，在Cr -Mn -N系不锈钢中,当wN＝0.015%时，钢的金相组织为铁素体，当wN＝0.13%～0.33%时，钢的金相组织为铁素体和奥氏体，当wN＝0.58%时，钢的金相组织可获得单一的奥氏体。通常氮的加入量是钢中含铬量的(1/75)～(1/100)，不能超过0.3%，含氮过高往往使铸件产生气孔、疏松等缺陷。
（8）硅 是促进铁素体形成的元素，1份硅相当于1.5份铬的作用，在钢中主要作用改善钢液流动性，增强脱氧功能。
（9）锰 是促进奥氏体形成的元素，1份锰相当于0.5份镍的作用，在钢中主要作用提高钢液流动性，增强脱硫功能。
（10）其他残余元素 由于含量很低,可以忽略其他元素影响。
铬镍不锈钢化学成分中铬含量常规高于镍含量，奥氏体-铁素体体积含量主要取决于Cr、Ni两个主要元素的质量分数。对于材料标准中有氮含量要求的铬镍不锈钢,氮含量有较大的影响，实际上其他元素含量少，影响不大。调整铬当量与镍当量，主要通过控制投入炉中的Cr、Ni元素合金的质量分数,稳定其他次要影响元素的质量分数，就可以实现铬镍不锈钢中铁素体含量在规定理想范围内这个目标。
二、试验条件
（1）熔炼设备 中频感应电炉＋AOD氩氧脱碳炉，形成精练系统。
（2) 热处理设备 罩式全纤维电阻炉,炉温均衡性达标。
（3)试验设备 WE—300型拉力试验机，JB—300B 冲击试验机。
（4) 检测仪器 SPECTRD型光谱仪，金相显微镜，DIVERSE MF300F﹢型铁素体含量检测仪。
三、 验证炉料配方
1. Cr-Ni系列不锈钢
针对Cr-Ni系列不锈钢可选用Hull等效因子计算得到材料铁素体含量的方法,适用于熔炼通用奥氏体-铁素体复相不锈钢。
（1）主要技术要求 ①选用材料为： ASME SA351M 2010 CF3。②标准规定化学成分：wC≤0.03%、wSi≤2.00%、wMn≤1.50%、wS≤0.04%、wP≤0.04%、wCr＝17-21%、wNi＝8%～12%、wMo≤0.5%，其他为残余元素。③标准规定力学性能：抗拉强度σb≥485MPa,屈服强度σs≥205MPa,伸长率δ ≥35%。④用户采购技术规范要求铁素体含量为5%～20%。
（2）熔炼方式 ①炉料化学成分内控标准为：wC≤0.028%、wSi≤1.20%、wMn≤1.40%、wS≤0.030%、wP≤0.030%、wCr＝18.5%～19%、wNi＝8.5%～9%、wMo≤0.1%。②中频感应电炉粗炼钢液转入AOD氩氧脱碳炉精练。用SPECTRD型光谱仪检测控制钢液化学成分,主要控制Cr、Ni的含量符合内控标准。
（3）热处理方式 采用固溶热处理,（1080±10）℃保温入水,水温≤40℃，快冷,冷却时间≥0.5h。
（4）产成品理化检测结果 化学成分为：wC＝0.028%、wSi＝1.10%、wMn＝1.31%、wS＝0.030%、wP＝0.030%、wCr＝18.65%、wNi＝8.55%、wMo＝0.07%选用Hull等效因子计算方法, 根据成品铸件化学成分，按照下列公式进行计算得到材料的铁素体含量。CrE＝Cr＋1.21Mo＋0.48Si－4.99
NiE＝Ni＋0.11Mn－0.0086 Mn2＋18.4N＋24.5C＋2.77
F＝100.3(CrE/ NiE)2 －170.72 (CrE/ NiE)＋74.22 www.wxyszj.cn
经计算，铁素体含量是12%，正好在铁素体含量要求5%～20%之间。用DIVERSE MF300F﹢型铁素体含量检测仪对该配方铸件试样进行检测，铁素体含量是13.5%,两者相差不大，均符合要求。力学性能为：抗拉强度σb＝ 591MPa,屈服强度σs＝328MPa,伸长率δ＝47%。
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