不銹鋼有許多分類方法,如按化學成分分類,按功能特點分類,按金相組織和熱處理特征分類等。從熱處理生產工藝考慮,按金相組織和熱處理特征分類更具有實際意義。這也是常見的分類方法。在我國的相關標準中,如GB 1220《不銹鋼棒》、GB 2100《不銹耐酸鋼技術條件》,均是按這種方法分類的。其中,沉淀硬化不銹鋼(gang)的分類還考慮了熱處理特征。所謂按金相組織分類,就是指把鋼加熱到某一高溫溫度后快速冷卻到室溫所能獲得的金相組織種類。


 不銹鋼(gang)按金相組織和熱處理特征分類,基本上可分為鐵素體型、馬氏體型、奧氏體型、沉淀硬化型、鐵素體-奧氏體型(即本書中的雙(shuang)相不銹鋼)等五種類型。這里需要說明的是:有些不銹鋼,如1Cr13,加熱快冷后的金相組織是在馬氏體基體上含有少量鐵素體;9Cr18加熱并快冷后,金相組織是在馬氏體基體上含有少量碳化物;0Cr13Ni4Mo加熱快冷后,金相組織是在馬氏體基體上含有少量奧氏體;ZG1Cr18Ni9 加熱快冷后的金相組織是在奧氏體基體上含有少量鐵素體等,本書對它們都是以所獲得的基體組織為準分別歸屬馬氏體不(bu)銹鋼奧(ao)氏體不銹鋼,而不在雙相不銹鋼范圍之內,本書中的雙相不銹鋼特指高溫加熱后快速冷卻到室溫,同時獲得鐵素體和奧氏體兩相組織的不銹鋼,且其中一相含量不低于25%。


 這五類(lei)不(bu)銹鋼在成(cheng)分(fen),金相組(zu)織,耐腐蝕性,可達到的力學(xue)性能(neng)及熱處理方(fang)式(shi)等(deng)方(fang)面各有不(bu)同(tong)。


1. 鐵(tie)素體不銹鋼


鐵素體不銹鋼中(zhong)的(de)(de)主要合(he)金元(yuan)素(su)是(shi)鉻,當鋼中(zhong)含(han)有(you)大于12%的(de)(de)鉻,再含(han)有(you)其他穩定(ding)鐵素(su)體(ti)的(de)(de)元(yuan)素(su)時,則鋼中(zhong)的(de)(de)組(zu)織結構基本(ben)上是(shi)鐵素(su)體(ti),在室(shi)溫下(xia)的(de)(de)組(zu)織也是(shi)鐵素(su)體(ti)。


鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼的(de)(de)組織決(jue)定了(le)其(qi)具有不太高的(de)(de)強(qiang)(qiang)度,而(er)且不能通過熱處(chu)理方法強(qiang)(qiang)化(hua),該鋼種有一(yi)定的(de)(de)塑性(xing),但(dan)脆性(xing)較大(da)。鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼對(dui)硝酸(suan)等(deng)氧(yang)化(hua)性(xing)介(jie)質(zhi)有良(liang)好的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)。且隨著(zhu)鉻含量的(de)(de)增加(jia),其(qi)抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)介(jie)質(zhi)腐蝕(shi)的(de)(de)能力(li)也增加(jia)。在還原性(xing)介(jie)質(zhi)中(zhong)的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)較差。在含氯化(hua)物介(jie)質(zhi)中(zhong)有良(liang)好的(de)(de)抗(kang)應力(li)腐蝕(shi)開(kai)裂能力(li)。


2. 馬氏體不銹鋼


馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼主(zhu)要含(han)12%~18%的(de)鉻(ge)元(yuan)素,并依據(ju)使用(yong)條件要求(qiu)調整其含(han)碳量,一般在0.1%~0.4%,對于做工(gong)具使用(yong)時,含(han)碳量可達0.8%~1.0%.有的(de)還根據(ju)需要加入一定量的(de)鎳、鉬等合(he)金元(yuan)素。


馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)加熱時可(ke)以發(fa)生相變(bian),因此,可(ke)以通過熱處(chu)理方法在(zai)很大(da)范(fan)圍(wei)內調整其力學性能,這使馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼可(ke)以用于制造有較高強度要求的零部件(jian)。


馬氏體不銹鋼在無機酸(suan)(suan)、有(you)機酸(suan)(suan)及有(you)機酸(suan)(suan)鹽(yan)中有(you)較好的耐腐蝕(shi)性(xing)。在硫酸(suan)(suan)、鹽(yan)酸(suan)(suan)、熱(re)硝酸(suan)(suan)中的耐腐蝕(shi)能力差。


3. 奧氏(shi)體不(bu)銹鋼


奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)都含有(you)較(jiao)高(gao)的(de)鉻,一般大于18%,含有(you)8%左(zuo)右的(de)鎳,有(you)的(de)以(yi)錳(Mn)取(qu)代部(bu)分(fen)鎳,為進(jin)一步提高(gao)耐腐蝕性(xing)(xing),有(you)的(de)還加入鉬、銅、硅(Si)、鈦(Ti)、鈮(Nb)等合金元素。奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)與鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)似,加熱時不發生相(xiang)變,不能(neng)通過熱處理方法強化(hua)力(li)學性(xing)(xing)能(neng),其強度較(jiao)低(di),塑(su)性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)較(jiao)高(gao)。


奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的耐腐(fu)(fu)蝕性能(neng)(neng)比馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)好(hao),鉻(ge)-鎳(nie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)對氧化性介質(zhi)耐腐(fu)(fu)蝕,含鉬、銅、硅的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在硫酸中(zhong)有更(geng)好(hao)的耐腐(fu)(fu)蝕性。含穩定化元(yuan)素(su)鈦或鈮的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有良好(hao)的抗晶間腐(fu)(fu)蝕性能(neng)(neng)。提高奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)鉻(ge)、鉬、鎳(nie)、氮元(yuan)素(su),可(ke)提高抗點腐(fu)(fu)蝕性能(neng)(neng)。


4. 沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼


沉淀硬化不銹鋼的特點是(shi),在成(cheng)分中(zhong)除(chu)含有鉻、鎳元(yuan)素外,還含有可以在熱(re)處理(li)時(shi)能形成(cheng)沉淀析出(chu)相的銅、鋁(Al)、鈦(tai)、鈮、鉬等(deng)元(yuan)素,并以此使(shi)鋼得(de)到強化。


沉(chen)淀硬化不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)可以通過熱(re)處(chu)理(li)方(fang)法調整(zheng)力學性能。所(suo)以,沉(chen)淀硬化不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)既彌(mi)(mi)補了馬氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)耐腐蝕性較差的不(bu)足,又彌(mi)(mi)補了奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)不(bu)能通過熱(re)處(chu)理(li)方(fang)法強化的不(bu)足,使其既保證機(ji)械性能有(you)較大的調節空間,又具有(you)較好的耐腐蝕性能,越來越得到重視(shi)。


5. 雙相(xiang)不銹鋼(gang)(鐵(tie)素體-奧氏(shi)體不銹鋼(gang))


 雙相不銹(xiu)鋼一般(ban)含(han)有17%~30%的鉻和3%~13%的鎳,另外,還(huan)加入鉬、銅(tong)、鈮、氮等(deng)元素(su)(su)。另一個特點是將含(han)碳(tan)量控制得很低。依據成分不同(tong),有的以(yi)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)為(wei)主,有的以(yi)奧氏體(ti)(ti)為(wei)主,構成鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)和奧氏體(ti)(ti)兩相共存的組織狀態(tai)。


雙相(xiang)不銹鋼采用(yong)正確的固溶處理(li)后,因為(wei)含有強化元素(su),使(shi)其具有比奧氏體不銹鋼稍高(gao)的機械(xie)性能(neng)。


雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)中因(yin)含有較(jiao)高量的鉻及其(qi)他多(duo)種對耐腐蝕(shi)性有效的合金元素,所以,耐腐蝕(shi)性能好,特別是(shi)耐點腐蝕(shi)、縫隙(xi)腐蝕(shi)及耐應力腐蝕(shi)開裂(lie)性能好。雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)雖(sui)然出現得較(jiao)晚(wan),但已經(jing)受到重視,應用于各個方面。