不銹(xiu)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(xiu)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銹(xiu)鋼奧(ao)氏體(ti)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(gang)在成(cheng)分,金相組織,耐(nai)腐蝕性,可達到的(de)力學(xue)性能及熱(re)處理方(fang)式等方(fang)面各(ge)有不(bu)同(tong)。


1. 鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼


鐵素(su)體不銹鋼中的主要合金元(yuan)素(su)是(shi)(shi)鉻(ge),當(dang)鋼中含(han)有大于12%的鉻(ge),再含(han)有其他穩定鐵(tie)素(su)體(ti)的元(yuan)素(su)時,則鋼中的組(zu)織結構基本(ben)上是(shi)(shi)鐵(tie)素(su)體(ti),在室溫下(xia)的組(zu)織也是(shi)(shi)鐵(tie)素(su)體(ti)。


鐵素(su)體不銹鋼(gang)的組織決(jue)定(ding)了其具有(you)不太高的強度,而且(qie)不能(neng)通過熱處理方法(fa)強化,該鋼(gang)種有(you)一定(ding)的塑(su)性(xing),但脆(cui)性(xing)較(jiao)大。鐵素(su)體不銹鋼(gang)對硝酸(suan)等氧化性(xing)介(jie)質(zhi)有(you)良好(hao)的耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)。且(qie)隨著鉻含量的增(zeng)加,其抗氧化性(xing)介(jie)質(zhi)腐(fu)蝕(shi)(shi)的能(neng)力(li)也(ye)增(zeng)加。在還原性(xing)介(jie)質(zhi)中的耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)較(jiao)差。在含氯化物介(jie)質(zhi)中有(you)良好(hao)的抗應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)開(kai)裂能(neng)力(li)。


2. 馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)


馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)主要(yao)含(han)12%~18%的鉻元(yuan)素(su),并(bing)依據使(shi)用(yong)條件要(yao)求調整其(qi)含(han)碳量(liang)(liang),一般在0.1%~0.4%,對(dui)于做工具使(shi)用(yong)時,含(han)碳量(liang)(liang)可達0.8%~1.0%.有的還根據需要(yao)加入一定量(liang)(liang)的鎳、鉬(mu)等合金元(yuan)素(su)。


馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼在加熱時可以發生(sheng)相變,因此(ci),可以通過熱處理方法在很大范圍內調整其力學性能(neng),這使馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼可以用于制造有較高強度(du)要求的(de)零部件。


馬氏體不銹鋼在無(wu)機(ji)(ji)酸(suan)(suan)、有(you)機(ji)(ji)酸(suan)(suan)及有(you)機(ji)(ji)酸(suan)(suan)鹽中(zhong)(zhong)有(you)較好的(de)耐腐蝕性。在硫酸(suan)(suan)、鹽酸(suan)(suan)、熱硝酸(suan)(suan)中(zhong)(zhong)的(de)耐腐蝕能力差。


3. 奧氏體不(bu)銹鋼


奧氏體不銹鋼都(dou)含有(you)較(jiao)(jiao)高的(de)鉻,一般大于(yu)18%,含有(you)8%左(zuo)右的(de)鎳,有(you)的(de)以錳(meng)(Mn)取代部分鎳,為進一步提高耐腐蝕性(xing),有(you)的(de)還加入鉬、銅(tong)、硅(Si)、鈦(Ti)、鈮(Nb)等(deng)合金元(yuan)素。奧氏體不銹鋼與鐵(tie)素體不銹鋼相似,加熱時不發生(sheng)相變(bian),不能通過熱處理(li)方法(fa)強化(hua)力學(xue)性(xing)能,其強度(du)較(jiao)(jiao)低,塑性(xing)、韌性(xing)較(jiao)(jiao)高。


奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)能(neng)比馬氏(shi)體不銹鋼(gang)好(hao),鉻-鎳奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)對氧化(hua)性(xing)介質耐(nai)腐蝕(shi),含(han)鉬、銅(tong)、硅(gui)的(de)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)在(zai)硫酸(suan)中有更(geng)好(hao)的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)。含(han)穩定化(hua)元素鈦或(huo)鈮的(de)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)有良好(hao)的(de)抗晶(jing)間腐蝕(shi)性(xing)能(neng)。提(ti)高(gao)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)中鉻、鉬、鎳、氮元素,可(ke)提(ti)高(gao)抗點腐蝕(shi)性(xing)能(neng)。


4. 沉淀(dian)硬化不銹鋼


沉淀硬化不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)特點是,在成分(fen)中除含有(you)鉻、鎳元(yuan)素外(wai),還含有(you)可以在熱(re)處理(li)時能形成沉淀析(xi)出相的(de)(de)銅、鋁(lv)(Al)、鈦、鈮、鉬等元(yuan)素,并(bing)以此(ci)使(shi)鋼(gang)得到強化。


沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼可以通過熱處(chu)理方(fang)法調整力(li)學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。所(suo)以,沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼既彌補了馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼耐腐蝕(shi)性(xing)較(jiao)(jiao)差的(de)不(bu)足,又彌補了奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼不(bu)能(neng)(neng)通過熱處(chu)理方(fang)法強化(hua)的(de)不(bu)足,使其(qi)既保證(zheng)機械性(xing)能(neng)(neng)有(you)較(jiao)(jiao)大的(de)調節(jie)空間,又具有(you)較(jiao)(jiao)好的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng),越來(lai)越得到重視。


5. 雙相不(bu)銹鋼(鐵素體-奧氏體不(bu)銹鋼)


 雙相不(bu)銹鋼一般含(han)有17%~30%的(de)鉻和(he)3%~13%的(de)鎳,另外(wai),還(huan)加(jia)入鉬、銅、鈮(ni)、氮等元(yuan)素。另一個特點是將含(han)碳量控(kong)制得(de)很低。依據成分不(bu)同,有的(de)以(yi)鐵素體為主,有的(de)以(yi)奧(ao)氏體為主,構成鐵素體和(he)奧(ao)氏體兩(liang)相共存(cun)的(de)組織狀態(tai)。


雙相不銹鋼采用正確的固溶(rong)處(chu)理后,因為含有強化元素(su),使其具有比奧氏體不銹鋼稍(shao)高(gao)的機械性能(neng)。


雙相不銹鋼中因含有(you)較高量(liang)的鉻及其他(ta)多種對耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性有(you)效(xiao)的合金元素,所(suo)以,耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性能(neng)好,特(te)別(bie)是耐(nai)(nai)點(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)及耐(nai)(nai)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂性能(neng)好。雙相不銹鋼雖然出現得較晚,但已經受到(dao)重視,應用(yong)于各(ge)個方(fang)面。