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(gang))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(ma)氏體不(bu)銹(xiu)鋼奧氏體(ti)不銹(xiu)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(wu)類不銹鋼在成分,金(jin)相組織,耐(nai)腐蝕性(xing),可(ke)達到的力(li)學性(xing)能及熱處理方(fang)式等方(fang)面各(ge)有不同(tong)。


1. 鐵素(su)體不銹鋼(gang)


鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)中的(de)(de)(de)(de)主要合金元素(su)是(shi)鉻(ge),當鋼中含有(you)大于(yu)12%的(de)(de)(de)(de)鉻(ge),再含有(you)其他穩定鐵(tie)素(su)體的(de)(de)(de)(de)元素(su)時,則(ze)鋼中的(de)(de)(de)(de)組織(zhi)結構(gou)基本上是(shi)鐵(tie)素(su)體,在(zai)室溫下的(de)(de)(de)(de)組織(zhi)也是(shi)鐵(tie)素(su)體。


鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)組織決定了其(qi)具有不(bu)太高的(de)強度,而且不(bu)能通過熱(re)處理方法強化,該(gai)鋼種有一定的(de)塑性(xing),但脆性(xing)較(jiao)大(da)。鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼對硝酸等氧(yang)(yang)化性(xing)介質(zhi)(zhi)有良好的(de)耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)。且隨著鉻含量(liang)的(de)增(zeng)加(jia),其(qi)抗(kang)氧(yang)(yang)化性(xing)介質(zhi)(zhi)腐蝕(shi)(shi)的(de)能力也增(zeng)加(jia)。在還原性(xing)介質(zhi)(zhi)中的(de)耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)較(jiao)差。在含氯(lv)化物介質(zhi)(zhi)中有良好的(de)抗(kang)應力腐蝕(shi)(shi)開裂能力。


2. 馬氏體不銹鋼


馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼主要含12%~18%的鉻(ge)元(yuan)素(su),并依據使用條(tiao)件(jian)要求調整其(qi)含碳量(liang),一般在0.1%~0.4%,對于做工具使用時,含碳量(liang)可(ke)達(da)0.8%~1.0%.有的還根據需要加入一定量(liang)的鎳(nie)、鉬等合金元(yuan)素(su)。


馬(ma)(ma)氏體不銹(xiu)鋼(gang)在加(jia)熱時可以發生(sheng)相(xiang)變,因此,可以通過熱處理方法在很大范圍內調(diao)整(zheng)其力學性能,這使馬(ma)(ma)氏體不銹(xiu)鋼(gang)可以用于制(zhi)造有較高(gao)強度要求(qiu)的零部(bu)件。


馬氏體不(bu)銹鋼在無機(ji)酸、有機(ji)酸及(ji)有機(ji)酸鹽中有較好的耐腐蝕性。在硫(liu)酸、鹽酸、熱硝酸中的耐腐蝕能力差。


3. 奧氏體不銹鋼


奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼都(dou)含(han)有(you)(you)較(jiao)高(gao)的鉻,一(yi)般大(da)于18%,含(han)有(you)(you)8%左(zuo)右的鎳(nie),有(you)(you)的以錳(Mn)取代部(bu)分(fen)鎳(nie),為進一(yi)步提高(gao)耐腐蝕性,有(you)(you)的還加(jia)入鉬、銅、硅(Si)、鈦(Ti)、鈮(ni)(Nb)等合金元素。奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼與鐵素體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼相似,加(jia)熱時(shi)不(bu)(bu)(bu)發生相變,不(bu)(bu)(bu)能通(tong)過(guo)熱處理方法(fa)強化力(li)學性能,其強度較(jiao)低,塑性、韌(ren)性較(jiao)高(gao)。


奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)比馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)好,鉻-鎳奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)對氧化性(xing)(xing)介質耐(nai)腐蝕(shi),含鉬、銅、硅的(de)奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)硫酸中有更好的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)。含穩定化元素鈦或(huo)鈮的(de)奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)有良好的(de)抗(kang)晶(jing)間腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)。提高奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中鉻、鉬、鎳、氮元素,可提高抗(kang)點腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)。


4. 沉淀(dian)硬化不銹(xiu)鋼


沉淀硬(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼的特點是,在成分中除含有鉻、鎳(nie)元素外,還含有可以在熱處理時能形成沉淀析(xi)出相的銅、鋁(Al)、鈦、鈮、鉬等元素,并(bing)以此使(shi)鋼得(de)到強化(hua)。


沉(chen)淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)可以通過(guo)熱處(chu)理方法(fa)調整力學性能(neng)(neng)(neng)。所以,沉(chen)淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)既(ji)彌補(bu)了(le)馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐腐蝕性較(jiao)差的(de)不(bu)足,又彌補(bu)了(le)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)能(neng)(neng)(neng)通過(guo)熱處(chu)理方法(fa)強化(hua)的(de)不(bu)足,使其既(ji)保證機械性能(neng)(neng)(neng)有(you)較(jiao)大的(de)調節(jie)空(kong)間,又具有(you)較(jiao)好(hao)的(de)耐腐蝕性能(neng)(neng)(neng),越(yue)來越(yue)得到重視。


5. 雙相不銹鋼(鐵素體-奧氏體不銹鋼)


 雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼一(yi)般含有17%~30%的鉻(ge)和(he)3%~13%的鎳,另(ling)外,還(huan)加入鉬、銅、鈮、氮(dan)等元素(su)。另(ling)一(yi)個特(te)點(dian)是將含碳(tan)量(liang)控制得(de)很低。依據成分不同,有的以(yi)鐵素(su)體(ti)(ti)為主(zhu),有的以(yi)奧(ao)氏體(ti)(ti)為主(zhu),構成鐵素(su)體(ti)(ti)和(he)奧(ao)氏體(ti)(ti)兩相(xiang)共存的組織(zhi)狀態。


雙相不銹鋼采用正(zheng)確的(de)固(gu)溶處理后,因為含有(you)(you)強(qiang)化元素,使其具有(you)(you)比(bi)奧氏體(ti)不銹鋼稍高的(de)機械性能。


雙相不(bu)銹鋼(gang)(gang)中因(yin)含有較(jiao)高量的鉻(ge)及其他多種對耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)有效的合(he)金(jin)元素,所以,耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)能好,特別(bie)是耐點腐蝕(shi)、縫隙腐蝕(shi)及耐應(ying)力腐蝕(shi)開裂性(xing)(xing)能好。雙相不(bu)銹鋼(gang)(gang)雖然出現得較(jiao)晚(wan),但已(yi)經(jing)受到重視,應(ying)用于(yu)各(ge)個方面。