不銹鋼從化學成分上大致可分為Fe-Cr系和Fe-Cr-Ni系,從金屬組織上可分為奧氏體型、鐵素體型、馬氏體型、奧氏體-鐵素體的雙相型以及沉淀硬化型5類。其中奧氏體型、鐵素體型以及馬氏體型不銹鋼正如第1章敘述的是1912~1914年由歐洲或美國發明的。不過,雙相不銹鋼是為了克服奧氏體(ti)不銹鋼晶間腐蝕的弱點于20世紀30年代在歐洲開發的。另一方面,沉淀硬化不銹鋼作為高強度不銹鋼于20世紀40年代在美國被開發的。奧氏體、鐵素體以及馬氏體不銹鋼,正如2.3節敘述的,在1959年JIS(日本標準規格)制定時其中的一部分鋼種被列人日本標準規格。沉淀硬化不銹鋼是從1965年、雙相不銹鋼是從1972年被列人日本標準的。


  在日本生(sheng)產的(de)不銹鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong),開(kai)始主要(yao)是以美國的(de)AISI(美國鋼(gang)(gang)(gang)鐵協會(hui))標(biao)準規定的(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)為(wei)中心,其(qi)多數被(bei)列入JIS中。從(cong)20世紀60年代起隨著對各種(zhong)性質(zhi)要(yao)求的(de)提高以及用途的(de)擴大(da),歐美鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)改良或獨(du)自鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)開(kai)發被(bei)蓬(peng)勃開(kai)展。其(qi)結果是現在大(da)約有80種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)被(bei)列入日本標(biao)準。


  這些(xie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)鋼(gang)(gang)種從成(cheng)分(fen)上被分(fen)類(lei)為 Fe-Cr系和(he) Fe-Cr-Ni系,并根據合金成(cheng)分(fen)按鋼(gang)(gang)種性(xing)質繪制了分(fen)類(lei)系統圖(tu)(tu),見附(fu)圖(tu)(tu)1及(ji)附(fu)圖(tu)(tu)2。附(fu)圖(tu)(tu)1列出了馬(ma)氏體和(he)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang);附(fu)圖(tu)(tu)2列出了奧氏體和(he)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。另外,記(ji)號中含(han)有J文(wen)字(zi)的(de)鋼(gang)(gang)的(de)大部(bu)分(fen)是(shi)日本獨自改(gai)良或開發的(de)鋼(gang)(gang)種,約(yue)占全部(bu)鋼(gang)(gang)種的(de)1/3。


  附圖1所示的Fe-Cr系是以(yi)410鋼(gang)(gang)(gang)(13Cr)為綱,大(da)致(zhi)以(yi)鉻含量為13%和大(da)于(yu)13%來分開。馬氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)大(da)多為13%Cr,并(bing)添(tian)加(jia)0.5%以(yi)下的其他(ta)元(yuan)素以(yi)改(gai)(gai)(gai)善其形(xing)成性、耐(nai)蝕性、切削(xue)性、硬度(du)等(deng)。13Cr鋼(gang)(gang)(gang)因為硬度(du)高(gao),因而改(gai)(gai)(gai)良的切削(xue)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)被(bei)大(da)量開發,同時(shi)也被(bei)列人JIS.將鉻含量增(zeng)加(jia)至16%~17%的鋼(gang)(gang)(gang)系是以(yi)大(da)量添(tian)加(jia)碳提高(gao)硬度(du)、耐(nai)磨性的鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)為主體(ti),為提高(gao)韌性而添(tian)加(jia)鎳的431鋼(gang)(gang)(gang)(16Cr-2Ni);更進一步加(jia)以(yi)改(gai)(gai)(gai)善的鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)有沉淀(dian)硬化型(xing)不銹鋼(gang)(gang)(gang)-630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。


附圖1.jpg


  另(ling)外,對(dui)鐵(tie)素(su)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)系列(lie)的馬氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang),如13Cr,其(qi)(qi)焊接(jie)性(xing)(xing)、耐蝕性(xing)(xing)、加(jia)工性(xing)(xing)的改善,可(ke)通過(guo)添(tian)(tian)加(jia)鋁(lv)或降(jiang)低碳含(han)量(liang)使鐵(tie)素(su)體組織(zhi)的焊接(jie)性(xing)(xing)和加(jia)工性(xing)(xing)得(de)(de)以(yi)提高(gao)。對(dui)于17Cr鋼(gang)(gang)(gang),在430鋼(gang)(gang)(gang)(17Cr-0.06C)的基(ji)礎上根據(ju)目(mu)的不(bu)同開(kai)發了許多鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong),特別是通過(guo)降(jiang)低碳、氮含(han)量(liang)大(da)(da)量(liang)開(kai)發了提高(gao)加(jia)工性(xing)(xing)、焊接(jie)性(xing)(xing)以(yi)及(ji)通過(guo)添(tian)(tian)加(jia)鉬提高(gao)耐腐蝕性(xing)(xing)的鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong),使鐵(tie)素(su)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的用途(tu)得(de)(de)以(yi)擴大(da)(da)。作為大(da)(da)幅度(du)提高(gao)耐腐蝕性(xing)(xing)的鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)有含(han)22%~30%Cr、1%~4%Mo的鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong),其(qi)(qi)中4種(zhong)已被列(lie)入日(ri)本標(biao)準(zhun)(JIS).


  附圖2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Ni系不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)大(da)部分是(shi)由(you)奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)組成。本來奧氏體(ti)(ti)系列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本鋼(gang)(gang)是(shi)302鋼(gang)(gang)(18Cr-8Ni-0.1C),但是(shi)大(da)多數(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)都是(shi)由(you)將(jiang)碳含(han)量(liang)降低到0.08%以(yi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)304鋼(gang)(gang)發(fa)展開(kai)(kai)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。奧氏體(ti)(ti)系列(lie)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)發(fa)初期(qi)是(shi)通過(guo)降低碳含(han)量(liang)、添(tian)加鈦、鈮(ni)來達到改善(shan)耐(nai)晶間腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。為(wei)(wei)了進(jin)一步(bu)提高(gao)(gao)對非氧化(hua)性(xing)(xing)(xing)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing),在(zai)上述鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)添(tian)加了Mo或Mo和(he)Cu復合。這(zhe)已(yi)經在(zai)第1章(zhang)敘述了,這(zhe)些鋼(gang)(gang)也(ye)適用于現在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)。從20世紀60年代后期(qi)起,為(wei)(wei)了提高(gao)(gao)形成性(xing)(xing)(xing)而(er)添(tian)加銅的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong),以(yi)及為(wei)(wei)了進(jin)一步(bu)提高(gao)(gao)強度(du)而(er)添(tian)加0.1%以(yi)上氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)被(bei)大(da)量(liang)開(kai)(kai)發(fa),此(ci)后也(ye)都被(bei)JIS所(suo)認定(ding)。此(ci)外,為(wei)(wei)了提高(gao)(gao)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)人們對奧氏體(ti)(ti)系列(lie)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)進(jin)行了大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改良(liang)工作,像(xiang)研(yan)發(fa)了通過(guo)添(tian)加Si和(he)Cu使耐(nai)應力腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)提高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許多鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)(315J1,315J2);像(xiang)開(kai)(kai)發(fa)了通過(guo)添(tian)加Mo和(he)N使耐(nai)點腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)提高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許多鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong),同時也(ye)被(bei)JIS所(suo)認定(ding)。另(ling)外,通過(guo)大(da)量(liang)添(tian)加鉬(mu)、增大(da)鉻含(han)量(liang)、添(tian)加氮(dan)開(kai)(kai)發(fa)了耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)接近鎳基(ji)合金(Ni-Cr-Mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong),其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一部分已(yi)被(bei)JIS(836L)認定(ding)。除此(ci)之外,還開(kai)(kai)發(fa)了一些改善(shan)加工硬(ying)化(hua)、耐(nai)氧化(hua)性(xing)(xing)(xing)、切削性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong),其中(zhong)(zhong)有從301鋼(gang)(gang)(17C-7Ni)發(fa)展過(guo)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)631鋼(gang)(gang)(17Cr-7Ni-1A1)等(deng)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。


附圖 2.jpg


 另(ling)外(wai),雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)成(cheng)分上與奧氏體鋼(gang)(gang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比Cr/Ni比較大,作為奧氏體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和鐵素體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組織的不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),除了耐(nai)晶(jing)間腐蝕(shi)外(wai),高強度(du)、出色(se)的耐(nai)應力腐蝕(shi)性是其(qi)(qi)一大特點(dian)。雖然被(bei)列入JIS的雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)只有4種(zhong),但近(jin)幾年其(qi)(qi)用途不(bu)(bu)斷在(zai)(zai)擴大。