关键词 |
35的3Cr13圆钢,张家界3Cr13圆钢,22的3Cr13圆钢,38的3Cr13圆钢 |
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 |
3Cr13不锈钢和420不锈钢的区别是什么?
严格来说,与 3Cr13 对比的应该是 420J2,常说的 420 不锈钢一般指 420HC,相当于中国的 4Cr1325。3Cr13 和 420J2、420HC 的区别如下:
与 420J2 的区别
化学成分:3Cr13 和 420J2 都属于马氏体型不锈钢,化学成分非常相似6。不过,严格来说,3Cr13 碳含量在 0.26%-0.35%,420J2 碳含量低于 0.35%1。
力学性能:3Cr13 经淬火回火后,抗拉强度≥735MPa,硬度为 48-53HRC1。420J2 经热处理后硬度可达 HRC52-55。相比之下,3Cr13 硬度略高一点,强度也稍高。
应用领域:3Cr13 常用来制造承受高机械载荷及腐蚀介质作用且在磨损条件下工作的机器及仪器的零件1。420J2 适用于各类精密机械、轴承、电气等,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。
与 420HC(4Cr13)的区别
化学成分2:3Cr13 的碳含量在 0.26%-0.35%,4Cr13 的碳含量在 0.36%-0.45%,4Cr13 的碳含量更高。
力学性能:4Cr13 淬火后的硬度比 3Cr13 更高2。3Cr13 淬火回火后的硬度为 48-53HRC,4Cr13 热处理后硬度可达 58HRC12。
应用领域:3Cr13 用于制作一些要求一定强度和耐腐蚀性的普通刀具、机械零件等1。4Cr13 常用于制造对硬度和耐磨性要求更高的刀具,如的厨房刀具、工业用切割刀具等,也用于制造需要高耐磨、耐腐蚀的塑料模具
3Cr13不锈钢的焊接难点有哪些?
3Cr13 不锈钢的焊接存在以下难点:
易产生焊接裂纹
热裂纹:3Cr13 不锈钢中含有较多的合金元素,如铬等,在焊接过程中,这些合金元素会使焊缝金属的结晶温度区间增大,凝固时容易产生偏析,从而增加了热裂纹的敏感性。在焊接应力的作用下,焊缝及热影响区就可能出现热裂纹。
冷裂纹:焊接后,在冷却过程中,由于 3Cr13 不锈钢的淬硬倾向较大,会形成硬脆的马氏体组织,这种组织的硬度高、韧性差,在焊接应力和氢的共同作用下,容易产生冷裂纹。特别是当焊接接头存在较大的拘束度时,冷裂纹的产生几率会更高。
易出现脆化现象
热影响区脆化:在焊接热循环的作用下,3Cr13 不锈钢的热影响区会经历不同程度的加热和冷却过程。当加热温度过高或在高温下停留时间过长时,热影响区的晶粒会长大粗化,导致其韧性和塑性显著降低,出现脆化现象。这种脆化后的热影响区在承受外力时,容易发生断裂,影响焊接接头的可靠性。
σ 相脆化:3Cr13 不锈钢在焊接过程中,如果焊接参数选择不当,在一定的温度范围内(如 600 - 900℃)长时间停留,合金元素会发生扩散和重新分布,可能会形成 σ 相。σ 相是一种硬而脆的金属间化合物,它的出现会使焊接接头的韧性急剧下降,导致脆化。
耐腐蚀性下降
晶间腐蚀:3Cr13 不锈钢在焊接时,焊缝及热影响区在加热和冷却过程中,会经历敏化温度区间(450 - 850℃)。在这个温度范围内,不锈钢中的铬会与碳结合形成碳化铬,导致晶界处的铬含量降低,形成贫铬区。当处于腐蚀介质中时,贫铬区就容易发生晶间腐蚀,降低焊接接头的耐腐蚀性。
应力腐蚀开裂:焊接过程中会产生焊接残余应力,在有特定腐蚀介质存在的情况下,3Cr13 不锈钢焊接接头可能会发生应力腐蚀开裂。特别是在含氯离子等腐蚀性介质中,焊接残余应力与腐蚀介质的共同作用,会使材料表面产生裂纹,并逐渐扩展,终导致构件失效。
焊接气孔问题
氢气孔:焊接过程中,氢主要来源于焊接材料中的水分、焊件表面的油污和铁锈等。3Cr13 不锈钢焊接时,由于其导热性差,熔池冷却速度快,氢在熔池中的溶解度随温度降低而急剧减小,来不及逸出的氢就会在焊缝中形成氢气孔。
氮气孔:如果在焊接过程中,保护气体保护效果不好,空气侵入焊接区,氮气就会溶入熔池。在熔池凝固过程中,氮气的溶解度下降,当超过其饱和溶解度时,氮气就会析出形成氮气孔。
焊接变形控制难
热输入影响:3Cr13 不锈钢的热膨胀系数较大,在焊接时,局部区域受到集中的热输入,会产生较大的热膨胀。由于焊接过程是一个不均匀的加热和冷却过程,热膨胀和随后的收缩不均匀,就容易导致焊件产生变形。如果焊接工艺参数选择不当,如焊接电流过大、焊接速度过慢等,会使热输入量增加,进一步加剧焊接变形。
结构因素:对于一些形状复杂、尺寸较大或刚性较大的 3Cr13 不锈钢焊件,由于其自身结构的约束作用,在焊接过程中,各部位的变形相互制约,更容易产生较大的焊接应力和变形。而且,这种结构的焊件在焊接后,矫正变形的难度也较大。
如何选择3Cr13不锈钢的焊接材料?
选择 3Cr13 不锈钢的焊接材料需要综合考虑材料成分、接头性能要求、焊接方法等多方面因素,以下是详细介绍:
根据化学成分匹配选择
成分相近原则:焊接材料的化学成分应与 3Cr13 不锈钢尽量相近,以焊缝金属的性能与母材相匹配。3Cr13 不锈钢的主要合金元素为铬(Cr),含量在 12.00% - 14.00%,碳(C)含量在 0.26% - 0.35%。因此,选择的焊接材料也应含有适当比例的铬元素,以确保焊缝具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性。
特殊元素调整:在某些情况下,可能需要对焊接材料中的其他元素进行调整。例如,如果需要提高焊缝的韧性,可以适当降低碳含量,同时增加镍(Ni)等元素的含量。
考虑接头性能要求
强度要求:如果焊接接头需要承受较高的载荷,应选择强度较高的焊接材料。一般来说,焊缝金属的强度应不低于母材的强度。对于 3Cr13 不锈钢,常用的焊接材料如 E410 焊条,其熔敷金属的抗拉强度与 3Cr13 不锈钢相当,能够满足一般强度要求的焊接接头。
耐腐蚀性要求:根据焊接接头的使用环境,选择具有相应耐腐蚀性的焊接材料。如果接头在一般的大气环境中使用,普通的 3Cr13 匹配焊接材料即可满足要求;但如果在腐蚀介质较强的环境中使用,如含有酸、碱等化学物质的环境,则需要选择具有更好耐腐蚀性的焊接材料,如含钼(Mo)的焊接材料,以提高焊缝的抗腐蚀能力。
韧性要求:对于一些承受冲击载荷或需要在低温环境下使用的焊接接头,要求焊缝具有较高的韧性。此时,可以选择含有镍等元素的焊接材料,以改善焊缝的韧性。
结合焊接方法选择
焊条电弧焊:焊条电弧焊是一种常用的焊接方法,对于 3Cr13 不锈钢的焊接,常用的焊条有 E410(相当于 GB/T 983 中的 E410 - 15)。这种焊条具有良好的工艺性能,能够焊缝质量,适用于各种位置的焊接。
气体保护焊:气体保护焊具有焊接、焊缝质量好等优点。在使用气体保护焊焊接 3Cr13 不锈钢时,常用的焊丝有 ER410 等。同时,需要根据具体情况选择合适的保护气体,如纯氩气或氩气与二氧化碳的混合气体。
埋弧焊:埋弧焊适用于焊接较厚的 3Cr13 不锈钢板材。在选择埋弧焊的焊接材料时,需要匹配相应的焊丝和焊剂。例如,可以选择 H1Cr13 焊丝与相应的焊剂配合使用,以获得良好的焊接效果。
考虑焊接工艺和施工条件
焊接工艺性:选择的焊接材料应具有良好的焊接工艺性,如电弧稳定性好、脱渣容易、飞溅小等。这样可以提高焊接效率,焊接质量,减少焊接缺陷的产生。
施工条件:如果焊接施工条件较差,如在野外或通风不良的环境中进行焊接,应选择对环境适应性强的焊接材料。例如,一些低氢型焊条在潮湿环境中使用时,需要进行严格的烘干处理,而有些焊接材料则对环境湿度的要求相对较低。
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