隨著世界經濟的發展,科學技術的進步,不銹鋼作為不銹耐蝕的功能材料、現代結構材料及綠色環保材料已大步進人了工業、商業、家居生活等各個領域,因此我們很有必要全面了解不銹鋼的材料和其在多方面所具有的優異性能。
絕大多(duo)數金(jin)(jin)(jin)屬都是一種(zhong)(zhong)主要金(jin)(jin)(jin)屬元素(su)和(he)一種(zhong)(zhong)或多(duo)種(zhong)(zhong)添(tian)加的(de)元素(su)所(suo)形(xing)成的(de)合金(jin)(jin)(jin)。一般(ban)情(qing)況(kuang)下,固態金(jin)(jin)(jin)屬和(he)合金(jin)(jin)(jin)都是由不規則排列的(de)晶粒構(gou)(gou)成,這些晶粒有(you)著確定的(de)晶體(ti)結(jie)構(gou)(gou)。所(suo)有(you)不同種(zhong)(zhong)類的(de)不銹鋼(gang)都是鉻含量在11%以上的(de)鐵(tie)基合金(jin)(jin)(jin),許(xu)多(duo)鋼(gang)種(zhong)(zhong)還含有(you)鎳、鉬、錳(meng)、氮和(he)其他合金(jin)(jin)(jin)元素(su)。不銹鋼(gang)中(zhong)以晶體(ti)結(jie)構(gou)(gou)的(de)不同分為鐵(tie)素(su)體(ti)、奧氏體(ti)和(he)馬氏體(ti),或其中(zhong)兩種(zhong)(zhong)或多(duo)種(zhong)(zhong)的(de)組織(zhi),不銹鋼(gang)的(de)許(xu)多(duo)特性都取(qu)決于它們(men)的(de)晶體(ti)結(jie)構(gou)(gou)。圖2-1是這些晶體(ti)結(jie)構(gou)(gou)的(de)示意圖。圖中(zhong)的(de)黑點表示原子,劃直線是為了能看(kan)清(qing)楚(chu)其結(jie)構(gou)(gou)。
鐵素(su)體(ti)是常溫下鐵和(he)低碳合金的(de)(de)基本晶(jing)體(ti)結(jie)構(gou)(體(ti)心立(li)(li)方(fang)(fang)(fang))。假設一個立(li)(li)方(fang)(fang)(fang)體(ti),它(ta)的(de)(de)8個角和(he)幾(ji)何(he)中(zhong)心點(dian)各(ge)有一個原子。在晶(jing)粒中(zhong)這樣的(de)(de)立(li)(li)方(fang)(fang)(fang)體(ti)以三維的(de)(de)形式重復(fu)出現直到碰到一個不同方(fang)(fang)(fang)向的(de)(de)晶(jing)粒。兩種晶(jing)粒相接(jie)之(zhi)處被(bei)稱之(zhi)為晶(jing)界。晶(jing)界由許多方(fang)(fang)(fang)面構(gou)成,包括(kuo)界面、缺陷(xian)、雜質及其他(ta)物質的(de)(de)晶(jing)粒。它(ta)們很復(fu)雜,而(er)且在金屬的(de)(de)機械性能和(he)腐蝕性方(fang)(fang)(fang)面起著重要的(de)(de)作用(yong)。
奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)(zai)高溫(>800℃)下(xia)鐵(tie)的(de)(de)(de)晶體(ti)(ti)(ti)(ti)結構(面心(xin)立(li)方(fang)(fang))。在(zai)(zai)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)中,除(chu)像鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)(ti)立(li)方(fang)(fang)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)每個(ge)(ge)角都(dou)有一個(ge)(ge)原(yuan)子(zi)外,立(li)方(fang)(fang)體(ti)(ti)(ti)(ti)六個(ge)(ge)面的(de)(de)(de)每個(ge)(ge)面的(de)(de)(de)幾(ji)何中心(xin)都(dou)有一個(ge)(ge)原(yuan)子(zi)。如(ru)果在(zai)(zai)鐵(tie)或鐵(tie)鉻合金中單獨(du)加入鎳(nie)、錳、氮(dan)或碳或加人其中的(de)(de)(de)幾(ji)種,該(gai)面心(xin)立(li)方(fang)(fang)的(de)(de)(de)排列在(zai)(zai)常溫下(xia)將(jiang)處(chu)于穩定(ding)狀(zhuang)態。
馬氏(shi)體(ti)(ti)在常溫下具有穩定的(de)結(jie)構(gou),與鐵素(su)體(ti)(ti)和(he)奧氏(shi)體(ti)(ti)相比,更接近于鐵素(su)體(ti)(ti),它也是體(ti)(ti)心立方(fang)結(jie)構(gou),但是立方(fang)體(ti)(ti)的(de)一(yi)個(ge)軸被延長,也就(jiu)是一(yi)個(ge)晶體(ti)(ti)有三個(ge)軸成直角,兩(liang)個(ge)邊相等,一(yi)個(ge)邊不等(四方(fang)體(ti)(ti))。對(dui)鐵素(su)體(ti)(ti)或(huo)(huo)奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)立方(fang)晶體(ti)(ti)進行熱處理(li)或(huo)(huo)冷(leng)作就(jiu)會出(chu)現這(zhe)樣的(de)情況。馬氏(shi)體(ti)(ti)在三種晶體(ti)(ti)結(jie)構(gou)中(zhong)最硬,強度最好(hao),同時又最難焊接。實際(ji)上這(zhe)種合(he)金很少進行變形處理(li)。