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(xiu)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(shi)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(zai)日本(ben)(ben)生產的不銹鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong),開(kai)(kai)始(shi)主(zhu)要(yao)是以美(mei)國的AISI(美(mei)國鋼(gang)(gang)鐵協會(hui))標(biao)準規定的鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)為中(zhong)心,其多數被(bei)列(lie)入(ru)JIS中(zhong)。從(cong)20世紀60年(nian)代起隨著對各種(zhong)(zhong)性質要(yao)求的提高以及用途的擴大,歐美(mei)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的改良或獨自(zi)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的開(kai)(kai)發被(bei)蓬勃開(kai)(kai)展。其結果是現在(zai)大約有80種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)被(bei)列(lie)入(ru)日本(ben)(ben)標(biao)準。


  這些不銹鋼(gang)的(de)鋼(gang)種(zhong)從成分(fen)(fen)(fen)上被分(fen)(fen)(fen)類為 Fe-Cr系和 Fe-Cr-Ni系,并根據(ju)合金成分(fen)(fen)(fen)按(an)鋼(gang)種(zhong)性質繪制了分(fen)(fen)(fen)類系統圖(tu),見附圖(tu)1及(ji)附圖(tu)2。附圖(tu)1列出了馬氏體(ti)和鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang);附圖(tu)2列出了奧(ao)氏體(ti)和雙相不銹鋼(gang)。另外,記號中含有J文(wen)字的(de)鋼(gang)的(de)大部分(fen)(fen)(fen)是日本(ben)獨自改良或開發的(de)鋼(gang)種(zhong),約(yue)占(zhan)全部鋼(gang)種(zhong)的(de)1/3。


  附圖1所(suo)示的(de)(de)(de)Fe-Cr系(xi)是以410鋼(gang)(13Cr)為綱,大(da)(da)致以鉻含量(liang)為13%和大(da)(da)于13%來分開。馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)大(da)(da)多為13%Cr,并(bing)添加0.5%以下的(de)(de)(de)其他(ta)元素(su)以改善其形(xing)成性(xing)(xing)(xing)、耐蝕性(xing)(xing)(xing)、切削性(xing)(xing)(xing)、硬(ying)度(du)等。13Cr鋼(gang)因為硬(ying)度(du)高(gao),因而改良(liang)的(de)(de)(de)切削鋼(gang)種(zhong)被大(da)(da)量(liang)開發,同時也被列人JIS.將鉻含量(liang)增加至(zhi)16%~17%的(de)(de)(de)鋼(gang)系(xi)是以大(da)(da)量(liang)添加碳提(ti)高(gao)硬(ying)度(du)、耐磨性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong)為主體,為提(ti)高(gao)韌性(xing)(xing)(xing)而添加鎳的(de)(de)(de)431鋼(gang)(16Cr-2Ni);更(geng)進一步加以改善的(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong)有沉淀硬(ying)化(hua)型(xing)不(bu)銹鋼(gang)-630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。


附圖1.jpg


  另外,對(dui)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼系列的(de)(de)(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼,如13Cr,其焊接性(xing)(xing)、耐(nai)蝕性(xing)(xing)、加(jia)工性(xing)(xing)的(de)(de)(de)改善,可通(tong)過(guo)(guo)添加(jia)鋁(lv)或降低碳含(han)量(liang)使鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)組織的(de)(de)(de)焊接性(xing)(xing)和(he)加(jia)工性(xing)(xing)得以(yi)提高(gao)(gao)。對(dui)于17Cr鋼,在430鋼(17Cr-0.06C)的(de)(de)(de)基礎上根據目的(de)(de)(de)不同開(kai)發了(le)許(xu)多(duo)鋼種,特別(bie)是通(tong)過(guo)(guo)降低碳、氮含(han)量(liang)大(da)量(liang)開(kai)發了(le)提高(gao)(gao)加(jia)工性(xing)(xing)、焊接性(xing)(xing)以(yi)及通(tong)過(guo)(guo)添加(jia)鉬提高(gao)(gao)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)的(de)(de)(de)鋼種,使鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)用途得以(yi)擴(kuo)大(da)。作為大(da)幅度提高(gao)(gao)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)的(de)(de)(de)鋼種有含(han)22%~30%Cr、1%~4%Mo的(de)(de)(de)鋼種,其中4種已被(bei)列入日本標準(zhun)(JIS).


  附圖2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Ni系(xi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)部分是(shi)(shi)(shi)由(you)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)組成。本(ben)來(lai)(lai)奧(ao)氏(shi)體(ti)系(xi)列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基本(ben)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)(shi)302鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(18Cr-8Ni-0.1C),但是(shi)(shi)(shi)大(da)多數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)都(dou)是(shi)(shi)(shi)由(you)將碳(tan)含量(liang)降(jiang)低到0.08%以(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)發展開(kai)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。奧(ao)氏(shi)體(ti)系(xi)列(lie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)發初期是(shi)(shi)(shi)通(tong)(tong)過(guo)降(jiang)低碳(tan)含量(liang)、添(tian)(tian)加(jia)(jia)鈦、鈮來(lai)(lai)達到改善(shan)耐晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。為了(le)進(jin)一步提(ti)高(gao)對非氧(yang)化(hua)性酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性,在上(shang)述鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中添(tian)(tian)加(jia)(jia)了(le)Mo或Mo和Cu復合。這已經在第1章敘述了(le),這些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)也(ye)適用(yong)于現在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)。從(cong)20世紀60年代后期起,為了(le)提(ti)高(gao)形成性而(er)添(tian)(tian)加(jia)(jia)銅的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),以(yi)及為了(le)進(jin)一步提(ti)高(gao)強度而(er)添(tian)(tian)加(jia)(jia)0.1%以(yi)上(shang)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)被大(da)量(liang)開(kai)發,此后也(ye)都(dou)被JIS所認定。此外(wai),為了(le)提(ti)高(gao)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性人們對奧(ao)氏(shi)體(ti)系(xi)列(lie)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)進(jin)行了(le)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改良(liang)工作,像(xiang)研發了(le)通(tong)(tong)過(guo)添(tian)(tian)加(jia)(jia)Si和Cu使(shi)耐應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)性提(ti)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)許多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(315J1,315J2);像(xiang)開(kai)發了(le)通(tong)(tong)過(guo)添(tian)(tian)加(jia)(jia)Mo和N使(shi)耐點腐(fu)蝕(shi)(shi)性提(ti)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)許多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),同(tong)時也(ye)被JIS所認定。另外(wai),通(tong)(tong)過(guo)大(da)量(liang)添(tian)(tian)加(jia)(jia)鉬(mu)、增大(da)鉻含量(liang)、添(tian)(tian)加(jia)(jia)氮(dan)開(kai)發了(le)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性接(jie)近鎳基合金(jin)(Ni-Cr-Mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),其中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一部分已被JIS(836L)認定。除此之外(wai),還(huan)開(kai)發了(le)一些改善(shan)加(jia)(jia)工硬化(hua)、耐氧(yang)化(hua)性、切(qie)削性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),其中有從(cong)301鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(17C-7Ni)發展過(guo)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)631鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(17Cr-7Ni-1A1)等沉(chen)淀硬化(hua)型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。


附圖 2.jpg


 另外(wai),雙(shuang)相不銹鋼在(zai)成分(fen)上(shang)與奧氏體(ti)鋼相比Cr/Ni比較大,作為(wei)奧氏體(ti)相和鐵素體(ti)相的兩相組織的不銹鋼,除了耐(nai)晶間腐蝕外(wai),高強度、出色的耐(nai)應(ying)力腐蝕性是(shi)其一大特點。雖然被列入JIS的雙(shuang)相不銹鋼只有4種,但(dan)近(jin)幾(ji)年其用途不斷在(zai)擴(kuo)大。