13-8Mo（XM-13）馬氏體沉淀硬化不銹鋼圓棒
13-8Mo（XM-13）馬氏體沉淀硬化不銹鋼圓棒
13-8Mo
XM-13, UNS S13800, AMS5629, ASTM A 564, ASTM A693, MIL-S-2154, ASTM A705
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13-8Mo是一種可以沉淀硬化或時(shí)效硬化的馬氏體不銹鋼，強(qiáng)度高，硬度高，對(duì)一般腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂的耐受能力良好。并且，大直徑材料的縱向和橫向的延展性和韌度也很好。相比于其他鐵基材料，13-8Mo的機(jī)械性能更高，適用嚴(yán)苛環(huán)境。
13-8Mo有很好的加工性能，而且在一個(gè)較低的溫度做一次熱處理即可時(shí)效硬化。時(shí)效前面的冷作加工也能提高時(shí)效效果。
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應(yīng)用
13-8Mo可用于制造閥門零件，接頭，冷擠和機(jī)加的緊固件，軸，起落架零件，插銷，止動(dòng)墊圈，飛機(jī)部件，核反應(yīng)堆零件和石化設(shè)備的零件。這些應(yīng)用都需要面對(duì)應(yīng)力腐蝕開裂。總的來(lái)說(shuō)，該合金適用于要求高強(qiáng)度，韌度，耐腐蝕，耐應(yīng)力腐蝕開裂，且要求方向性最小的不銹鋼應(yīng)用。
13-8Mo抗氧化的溫度高達(dá)539°C。沉淀硬化不銹鋼長(zhǎng)時(shí)間暴露于升溫環(huán)境可導(dǎo)致韌度減低。有些情況下，更高的時(shí)效溫度可減少韌度在升溫環(huán)境的降低。如果最高溫度比時(shí)效溫度低至少28°C，短時(shí)曝?zé)崾强梢缘摹?/p>
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化學(xué)成分
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碳? 0.05%以下
磷? 0.010%以下
硅? 0.10%以下
鎳? 7.50-8.50%
鋁? 0.90-1.35%
鐵? 余量
錳? 0.10%以下
硫? 0.008%以下
鉻? 12.25-13.25%
鉬? 2.00-2.50%
氮? 0.01%以下
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耐腐蝕性能
13-8Mo H950狀態(tài)的對(duì)5%（質(zhì)量）鹽霧的耐銹蝕能力和304不銹鋼相似。在強(qiáng)氧化和強(qiáng)還原酸中，13-8Mo的耐腐蝕能力接近304。和其他沉淀硬化的不銹鋼一樣，13-8Mo完全硬化狀態(tài)的耐腐蝕能力最強(qiáng)，而時(shí)效溫度越高，耐腐蝕能力會(huì)有所降低。
大量實(shí)驗(yàn)表明，13-8Mo的鍛造狀態(tài)和焊接狀態(tài)在海水環(huán)境中對(duì)應(yīng)力腐蝕開裂有很好的抵抗力。為達(dá)到最好的應(yīng)力腐蝕開裂抵抗力，時(shí)效溫度最低為538°C。
海事氣體環(huán)境下的應(yīng)力腐蝕開裂耐受能力?
(a)施加的應(yīng)力為產(chǎn)生0.2%屈服強(qiáng)度的100%，90%和75%，測(cè)試樣件為光滑彎曲的條形樣件，測(cè)試方向?yàn)榭v向。
(b)NF表示曝露1405天沒(méi)有失效
(c)熱處理：在927°C固溶處理15分鐘
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物理性質(zhì)
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比重（狀態(tài)H1000） 7.76
密度（狀態(tài)H1000） 0.2800 lb/in3
彈性模量(E) (73°F，狀態(tài)H1000, 縱向) ?28.3 X 103 ksi
剛性模量(G)?
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電阻
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磁性
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磁通量 狀態(tài)H950
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平均CTE
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平均熱膨脹系數(shù)
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熱導(dǎo)率?
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機(jī)械性能
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低溫和升溫環(huán)境下的抗拉性能 （dia19mm圓棒，狀態(tài)H1000）
低溫夏比V型缺口沖擊強(qiáng)度
縱向測(cè)試值
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室溫機(jī)械性能
缺口試棒的抗拉性能
Dia19.1mm圓棒，狀態(tài)H1000
室溫抗壓性能
dia22mm圓棒
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室溫抗扭性能
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旋轉(zhuǎn)梁疲勞強(qiáng)度
R.R. Moore樣件取自dia19mm圓棒，狀態(tài)H1000.
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橫向室溫機(jī)械性能
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熱處理
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將固溶退火態(tài)的材料加熱至510-1150°C，加熱4個(gè)小時(shí)，然后空冷，可使材料硬化。
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固溶處理
狀態(tài)A （固溶態(tài)或退火態(tài)）
加熱至927°C+/-8°C，加熱時(shí)間根據(jù)橫截面積而定，然后冷卻到16°C以下，材料完全轉(zhuǎn)化為馬氏體。通常在溫度點(diǎn)的保溫時(shí)間為1個(gè)小時(shí)。橫截面積小于232.3cm2的選擇適當(dāng)?shù)囊后w進(jìn)行淬火，大橫截面積的材料應(yīng)當(dāng)用空冷。
硬化變形
13-8Mo時(shí)效處理后尺寸會(huì)發(fā)生變化。時(shí)效溫度越高，收縮量越大。
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時(shí)效處理
RH950狀態(tài)（沉淀硬化或時(shí)效硬化狀態(tài)）
冷卻材料至-73°C，保溫至少2個(gè)小時(shí)。放置空氣中恢復(fù)至室溫。固溶處理后24小時(shí)內(nèi)需完成該工序。將冷卻處理過(guò)的材料加熱至510°C+/-6°C，保溫四個(gè)小時(shí)，然后空冷。
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H950、H1000、H1050、H1100、H1150狀態(tài)（沉淀硬化或時(shí)效硬化狀態(tài)）
將固溶處理過(guò)的材料加熱至相應(yīng)的溫度+/-6°C，保溫四個(gè)小時(shí)，然后空冷。
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H1150M狀態(tài)（沉淀硬化或時(shí)效硬化狀態(tài)）
將固溶處理過(guò)的材料加熱至760°C+/-6°C，保溫2個(gè)小時(shí)，空冷，然后加熱至621°C+/-6°C，保溫4個(gè)小時(shí)，空冷。
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過(guò)度時(shí)效后的熱處理
H1150和H1150M過(guò)度時(shí)效狀態(tài)對(duì)進(jìn)一步的時(shí)效處理不再有反應(yīng)。因此，這兩種狀態(tài)的材料做了鍛造，冷鐓和機(jī)加處理后，需加熱至固溶溫度927°C，然后再進(jìn)行時(shí)效。
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加工性能
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熱加工
13-8Mo可進(jìn)行鍛造和熱鐓。熱加工后的材料必須先做固溶處理，然后再做硬化處理。
鍛造
加熱至1177-1204°C，保溫1個(gè)小時(shí)，然后進(jìn)行鍛造。954°C以下不能進(jìn)行鍛造。為獲取最佳的晶粒和機(jī)加性能，鍛造材料應(yīng)空冷至16°C，然后再進(jìn)行下一步的加工。鍛造零件應(yīng)先做固溶處理，后做硬化處理。
冷加工
13-8Mo的冷加工極限是它的初始屈服強(qiáng)度
機(jī)加
13-8Mo的固溶態(tài)和各種時(shí)效硬化狀態(tài)都可進(jìn)行機(jī)加。加工狀態(tài)A的材料，轉(zhuǎn)速為304材料的80%，則刀具壽命長(zhǎng)，表面光潔度好。
H1150M的機(jī)加性能最佳。購(gòu)買H1150M狀態(tài)就是為了便于機(jī)加。機(jī)加后進(jìn)行固溶和時(shí)效處理可以提供機(jī)械性能。
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機(jī)加參數(shù)
車削—單點(diǎn)單據(jù)和組合刀具
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車削—切斷和成型刀具
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粗鉸孔
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鉆孔
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螺紋板牙
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銑加工
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攻絲
拉孔
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焊接性能
13-8Mo可用惰性氣體保護(hù)焊和電阻焊。如需焊條，可用13-8Mo的焊條。設(shè)計(jì)焊點(diǎn)應(yīng)避免應(yīng)力集中，例如尖角，螺紋和部分焊透的區(qū)域。如果焊接強(qiáng)度要求不高，可以用標(biāo)準(zhǔn)的奧氏體不銹鋼焊條，例如E/ER308L。
通常情況下，固溶態(tài)材料比較容易焊接，但是焊接應(yīng)力較高。H1150過(guò)度時(shí)效態(tài)可能比較有優(yōu)勢(shì)。 不需要預(yù)熱處理以避免開裂。固溶態(tài)材料焊接后，可以直接時(shí)效處理以獲取所需的強(qiáng)度。但是為獲取最佳的強(qiáng)度，延展性和耐腐蝕性能，最好先做固溶處理，再做時(shí)效處理。過(guò)度時(shí)效狀態(tài)的材料在焊接后，必須先固溶后時(shí)效。
