1Cr17Ni7(AISI301)

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(1)钢号简介

1Cr17Ni7是一种亚稳定奥氏体不锈钢，在充分固溶状态下，它具有完全奥氏体组织，因其奥氏体不稳定，当经过冷加工变形时，会有形变马氏体形成，其数量取决于变形量大小和形变温度。在奥氏体不锈钢中，1Cr17Ni7是最易冷变形强化的钢种，通过冷加工变形可使钢的强度和硬度提高，并且仍保留足够的塑韧性，加之此钢在大气条件下具有较好的耐锈性，因此，1Cr17Ni7主要以冷加工状态应用于承受较高负荷，又希望减轻装备重量和不生锈的设备和部件。此外，此钢在受到外力撞击时易产生加工硬化可吸收更多的碰撞能量，对设备和人员将提供更可靠的安全保障。

(2)化学成分

1Cr17Ni7钢的化学成分见表1－1。

表1－1 1Cr17Ni7钢的化学成分，wt%(GB1220－92)

(3)室温力学性能

1Cr17Ni7钢的室温力学性能见表1－2。抗弯强度见图1－4。此钢的压缩强度见表1－3。高温时效对退火态1Cr17Ni7室温力学性能的影响见表1－4。

表1－2 1Cr17Ni7钢的室温力学性能

图1－4 退火的1Cr17Ni7的抗弯特性

表1－3 退火态1Cr17Ni7钢薄板的压缩强度

表1－4 高温时效后的1Cr17Ni7的室温力学性能

(4)冷作硬化特性

经冷加工变形可使1Cr17Ni7钢的强度明显提高、塑性相应降低，美国ASTM标准所规定的经冷加工变形的室温力学性能指标是见表1－5，实测结果见图1－5。冷变形温度对钢的强化效果产生明显影响，随冷变形温度的降低，强化效果愈加显着，随之塑性也明显下降，见图1－6。

表1－5 经冷变形的1Cr17Ni7钢的室温力学性能

图1－5 1Cr17Ni7钢冷作硬化特性

图1－6 变形温度对1Cr17Ni7不锈钢室温力学性能及α′马氏体生成数量的影响

(5)低温力学性能

在低温条件下，退火态和硬化态的1Cr17Ni7钢的力学性能的影响结果见图1－7和图1－8。

图1－7 退火态1Cr17Ni7钢的低温力学性能

图1－8 冷加工强化的1Cr17Ni7钢的低温力学性能

(6)高温力学性能

a．瞬时高温力学性能 不同状态的1Cr17Ni7高温瞬力学性能见表1－6～表1－10和图1－9～图1－15。

表1－6 半硬化态1Cr17Ni7钢的高温瞬时力学性能

注：①保持时间为在试验温度保持时间；σ_02c：压缩屈服强度；σ_02b：承压屈服强度；σ_bb：承压断裂强度。

表1－7 不同状态的1Cr17Ni钢的高温瞬时拉伸性能

表1－8 超硬化态1Cr17Ni7的压缩性能

表1－9 半硬化态1Cr17Ni7的高温压缩性能与取样方向的关系

表1－10 半硬态1Cr17Ni7的剪切强度

注：L为纵向；T为横向。USS为剪切强度；UTS为拉伸强度。

图1－9 半硬态1Cr17Ni7冷轧薄板(1．3mm)的高温拉伸性能

〇：纵向 ●：横向

图1－10 超硬态1Cr17Ni7冷轧薄板(0．5～0．7mm)的高温抗拉强度和屈服强度

1－65%冷变形，400℃×8h时效，横向；2－65%冷变形，横向；

3－65%冷变形，400℃×8h时效，纵向；4－65%冷变形，纵向

图1－11 超硬态1Cr17Ni7冷轧薄板(0．5～0．7mm)的高温拉伸延伸率

(试样为65%冷变形和65%冷变形+400℃×8h)

图1－12 40%冷加工的1Cr17Ni7薄板(0．5～1．5mm)的高温拉伸性能

1－40%冷变形，400℃×8h时效，横向；2－40%冷变形；400℃×8h时效，纵向；3－40%冷变形，纵向；4－40%冷变形，横向

图1－13 1Cr17Ni7薄板的压缩屈服强度

图1－14 1Cr17Ni7半硬态薄板的高温剪切强度

图1－15 1Cr17Ni7半硬态薄板的耐压强度

b．高温长时力学性能 不同状态下的1Cr17Ni7的持久和蠕变行为见图1－16至图1－19。

图1－16 退火态1Cr17Ni7薄板的持久强度

图1－17 半硬态1Cr17Ni7薄板(1．3mm)持久和蠕变强度

1－1．0%蠕变；2－2．0%蠕变；3－持久强度

图1－18 全硬和超硬状态的1Cr17Ni7钢的持久强度

图1－19 1Cr17Ni7薄板的蠕变行为

(7)断裂韧性

1Cr17Ni7低温压力容器的断裂韧性见表1－11。

表1－11 1Cr17Ni7的断裂韧性

(8)耐蚀性能

1Cr17Ni7不锈钢在工业大气、城市大气条件下抗锈性能良好，在中性和氧化性环境中亦具有较好的耐蚀性，在海洋大气中具有可用的耐蚀性。但在还原性介质中耐蚀性欠佳，在酸、碱、盐等化工介质中耐蚀较差，因此不推荐用于腐蚀性苛刻的介质环境中。在大气中的耐蚀性见表1－12。

表1－12 1Cr17Ni7在大气中的耐蚀性

(9)工艺性能

1Cr17Ni7钢的热加工工艺性能良好，可生产棒、板、管、丝、带、锻件等冶金产品。热加工温度范围为1150～850℃。钢的适宜固溶处理温度和冷加工过程的软化退火温度为1050～1100℃。

钢的焊接性能良好，冷轧薄板焊后，在近缝区会产生低强度区。在宇航工业中应用的焊接接头的力学性能见表1－13和表1－14。

表1－13 全硬态1Cr17Ni7复杂焊接接头性能

注：全部数据为2或3次试验的平均值。

表1－14 1Cr17Ni7冷轧板电阻点焊的力学性能

注：全部数据为20～100次试验的平均值。

(10)物理性能

退火态1Cr17Ni7钢的物理性能见表1－15。

表1－15 1Cr17Ni7的物理性能

(11)应用

铁路客车车箱、装饰板、传送带、紧固件等领域广泛应用1Cr17Ni7钢。此外，在大型液体火箭的低温压力容器中，该钢冷轧薄板已得到成功应用。