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(gang)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(ben)生產(chan)的不銹鋼(gang)種(zhong)(zhong),開始主要是以美國(guo)的AISI(美國(guo)鋼(gang)鐵協會)標準規定的鋼(gang)種(zhong)(zhong)為中心,其多數被列(lie)入(ru)(ru)JIS中。從20世紀60年(nian)代起隨著(zhu)對各(ge)種(zhong)(zhong)性質要求的提高以及用途(tu)的擴大(da)(da),歐美鋼(gang)種(zhong)(zhong)的改良或獨自鋼(gang)種(zhong)(zhong)的開發被蓬勃開展。其結(jie)果是現在大(da)(da)約有80種(zhong)(zhong)鋼(gang)被列(lie)入(ru)(ru)日本(ben)標準。
這些不(bu)銹(xiu)鋼的鋼種從成分上(shang)被分類(lei)為(wei) Fe-Cr系(xi)和(he) Fe-Cr-Ni系(xi),并根據合金成分按鋼種性質繪制了(le)分類(lei)系(xi)統圖(tu),見附(fu)圖(tu)1及附(fu)圖(tu)2。附(fu)圖(tu)1列出了(le)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)和(he)鐵素體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼;附(fu)圖(tu)2列出了(le)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)和(he)雙相不(bu)銹(xiu)鋼。另外,記號中含有J文字的鋼的大部(bu)分是(shi)日(ri)本獨自(zi)改良或開發的鋼種,約占全部(bu)鋼種的1/3。
附(fu)圖1所示的(de)Fe-Cr系是(shi)以410鋼(gang)(gang)(13Cr)為(wei)(wei)綱,大(da)(da)致以鉻含量為(wei)(wei)13%和大(da)(da)于13%來分(fen)開。馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)大(da)(da)多為(wei)(wei)13%Cr,并(bing)添加(jia)(jia)(jia)0.5%以下的(de)其他元素(su)以改善其形成性(xing)(xing)、耐蝕性(xing)(xing)、切削(xue)性(xing)(xing)、硬(ying)(ying)度等。13Cr鋼(gang)(gang)因為(wei)(wei)硬(ying)(ying)度高,因而改良的(de)切削(xue)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)被大(da)(da)量開發,同時也被列人JIS.將鉻含量增加(jia)(jia)(jia)至16%~17%的(de)鋼(gang)(gang)系是(shi)以大(da)(da)量添加(jia)(jia)(jia)碳提高硬(ying)(ying)度、耐磨性(xing)(xing)的(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)為(wei)(wei)主體,為(wei)(wei)提高韌性(xing)(xing)而添加(jia)(jia)(jia)鎳的(de)431鋼(gang)(gang)(16Cr-2Ni);更進(jin)一步(bu)加(jia)(jia)(jia)以改善的(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)有(you)沉淀硬(ying)(ying)化型(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)-630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。

另外,對(dui)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)系列的馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),如13Cr,其(qi)焊(han)(han)接性(xing)(xing)(xing)、耐蝕性(xing)(xing)(xing)、加工性(xing)(xing)(xing)的改善,可通過(guo)添加鋁或降低碳含(han)(han)量使鐵(tie)素體(ti)組織(zhi)的焊(han)(han)接性(xing)(xing)(xing)和加工性(xing)(xing)(xing)得以提(ti)高(gao)(gao)(gao)。對(dui)于(yu)17Cr鋼(gang)(gang),在(zai)430鋼(gang)(gang)(17Cr-0.06C)的基(ji)礎上根(gen)據目的不(bu)同開發(fa)了許多鋼(gang)(gang)種(zhong),特別(bie)是(shi)通過(guo)降低碳、氮含(han)(han)量大(da)量開發(fa)了提(ti)高(gao)(gao)(gao)加工性(xing)(xing)(xing)、焊(han)(han)接性(xing)(xing)(xing)以及(ji)通過(guo)添加鉬提(ti)高(gao)(gao)(gao)耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)的鋼(gang)(gang)種(zhong),使鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的用途得以擴大(da)。作為(wei)大(da)幅度提(ti)高(gao)(gao)(gao)耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)的鋼(gang)(gang)種(zhong)有含(han)(han)22%~30%Cr、1%~4%Mo的鋼(gang)(gang)種(zhong),其(qi)中4種(zhong)已被列入日本標(biao)準(zhun)(JIS).
附圖2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Ni系不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)(da)部分是(shi)由奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)組(zu)成(cheng)。本(ben)(ben)來奧氏體(ti)系列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基本(ben)(ben)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)302鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(18Cr-8Ni-0.1C),但是(shi)大(da)(da)多(duo)數(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種都是(shi)由將碳含量(liang)降低到0.08%以下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)展開(kai)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。奧氏體(ti)系列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)發(fa)(fa)初期是(shi)通過(guo)(guo)降低碳含量(liang)、添(tian)(tian)(tian)加(jia)鈦、鈮來達到改(gai)(gai)善(shan)耐(nai)晶間腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。為(wei)了(le)(le)進(jin)一(yi)步提高(gao)對非(fei)氧化性(xing)(xing)酸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing),在(zai)上述(shu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中添(tian)(tian)(tian)加(jia)了(le)(le)Mo或Mo和(he)(he)Cu復合(he)。這已(yi)經在(zai)第(di)1章敘述(shu)了(le)(le),這些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)也適用于現在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種。從20世紀60年代后期起,為(wei)了(le)(le)提高(gao)形(xing)成(cheng)性(xing)(xing)而(er)添(tian)(tian)(tian)加(jia)銅(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種,以及為(wei)了(le)(le)進(jin)一(yi)步提高(gao)強度(du)而(er)添(tian)(tian)(tian)加(jia)0.1%以上氮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種被(bei)大(da)(da)量(liang)開(kai)發(fa)(fa),此后也都被(bei)JIS所認定(ding)。此外,為(wei)了(le)(le)提高(gao)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)人們對奧氏體(ti)系列中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種進(jin)行了(le)(le)大(da)(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)(gai)良工(gong)作,像(xiang)研發(fa)(fa)了(le)(le)通過(guo)(guo)添(tian)(tian)(tian)加(jia)Si和(he)(he)Cu使耐(nai)應力腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)提高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)許多(duo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(315J1,315J2);像(xiang)開(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)通過(guo)(guo)添(tian)(tian)(tian)加(jia)Mo和(he)(he)N使耐(nai)點腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)提高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)許多(duo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種,同時也被(bei)JIS所認定(ding)。另外,通過(guo)(guo)大(da)(da)量(liang)添(tian)(tian)(tian)加(jia)鉬、增大(da)(da)鉻含量(liang)、添(tian)(tian)(tian)加(jia)氮開(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)接近鎳基合(he)金(Ni-Cr-Mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種,其(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)部分已(yi)被(bei)JIS(836L)認定(ding)。除(chu)此之外,還開(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)一(yi)些改(gai)(gai)善(shan)加(jia)工(gong)硬化、耐(nai)氧化性(xing)(xing)、切削性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種,其(qi)中有從301鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17C-7Ni)發(fa)(fa)展過(guo)(guo)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)631鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17Cr-7Ni-1A1)等沉淀(dian)硬化型不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。

另外(wai)(wai),雙相不銹鋼在成(cheng)分上與奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)鋼相比Cr/Ni比較(jiao)大(da),作為奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相和(he)鐵素體(ti)(ti)相的兩相組織的不銹鋼,除了耐(nai)晶(jing)間(jian)腐蝕外(wai)(wai),高強度、出(chu)色的耐(nai)應力腐蝕性是(shi)其(qi)一大(da)特點。雖然被(bei)列入JIS的雙相不銹鋼只有4種,但近(jin)幾年其(qi)用(yong)途(tu)不斷在擴大(da)。

