馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)一(yi)類可(ke)(ke)通過(guo)(guo)熱處(chu)理(li)(淬(cui)火(huo)(huo)回火(huo)(huo))對其(qi)性(xing)能進行調(diao)整的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),通俗地講是(shi)一(yi)類可(ke)(ke)硬化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),此類鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)(you)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)、良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學性(xing)能和(he)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)性(xing),這些(xie)特(te)性(xing)決定了(le)此類鋼(gang)(gang)必(bi)須(xu)具(ju)備兩個基(ji)本條件:其(qi)一(yi),在(zai)(zai)(zai)平衡相(xiang)圖(tu)中(zhong)必(bi)須(xu)有(you)(you)(you)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)區存在(zai)(zai)(zai);其(qi)二(er),為(wei)使鋼(gang)(gang)形成耐(nai)腐蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈍化(hua)膜,鉻(ge)含量(liang)(liang)必(bi)須(xu)在(zai)(zai)(zai)10.5%以上。根據鋼(gang)(gang)中(zhong)合金元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)別(bie),可(ke)(ke)將(jiang)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)區分為(wei)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鉻(ge)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鉻(ge)鎳(nie)(nie)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。在(zai)(zai)(zai)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鉻(ge)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)又可(ke)(ke)劃分成低碳(tan)(tan)、中(zhong)碳(tan)(tan)和(he)高碳(tan)(tan)三(san)種類型。馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)淬(cui)火(huo)(huo)狀態下具(ju)有(you)(you)(you)體(ti)(ti)(ti)(ti)心四方(bct)晶體(ti)(ti)(ti)(ti)結構(馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)),具(ju)有(you)(you)(you)鐵磁性(xing),在(zai)(zai)(zai)較弱腐蝕環境中(zhong)具(ju)有(you)(you)(you)耐(nai)蝕性(xing)。鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)含量(liang)(liang)可(ke)(ke)達18%,碳(tan)(tan)可(ke)(ke)以超(chao)過(guo)(guo)1.2%。為(wei)了(le)提高鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐性(xing)和(he)刃具(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋒(feng)利度(du)(du)(du),組織中(zhong)允許存在(zai)(zai)(zai)過(guo)(guo)剩碳(tan)(tan)化(hua)物,為(wei)了(le)改善淬(cui)火(huo)(huo)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)回火(huo)(huo)效應,可(ke)(ke)適當加入鈮、硅、鎢(wu)和(he)釩。含鎳(nie)(nie)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)改善了(le)鉻(ge)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)某(mou)些(xie)介質中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)和(he)提高了(le)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)韌性(xing)。馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)是(shi)不(bu)(bu)可(ke)(ke)缺少的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要元素,它使Fe-Cr二(er)元合金形成γ相(xiang)區且決定了(le)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)淬(cui)火(huo)(huo)狀態下馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)。大(da)量(liang)(liang)試(shi)驗(yan)表明,0.10%C的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)(du)值大(da)約為(wei)35HRC,0.5%C的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)其(qi)硬度(du)(du)(du)值可(ke)(ke)超(chao)過(guo)(guo)60HRC,再高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)其(qi)硬度(du)(du)(du)值未見明顯變化(hua)。
我(wo)國標準(zhun)中(GB1220-92)共(gong)列入18個馬氏體不(bu)銹鋼牌號,基(ji)本是(shi)13%Cr和17%Cr的(de)兩(liang)種類型,為了賦予(yu)鋼的(de)其(qi)他特性派生出一些改進型牌號,馬氏體不(bu)銹鋼的(de)發展網絡見圖3-1。

馬氏體不銹鋼,由于具有良好的力學性能和中等程度的耐蝕性以及在低于650℃的良好耐熱性,已廣泛應用于各工業領域,低碳和中碳馬氏體不銹鋼,如1Cr13及其改良型,主要用于蒸汽透平、噴氣發動機、氣體透平等領域。在石油和石油化工領域此類材料也得到廣泛應用。
稍高碳的2Cr13等馬氏體不銹鋼主要用刀具,閥門部件,齒輪、滑輪、開關軸類等機械部件、桿件以及軋輥。高碳馬氏體不銹鋼,如9Cr18Mo等的應用領域包括刀具、軸承、外科和牙科器械、刀剪、彈簧、閥門、軸桿類、凸輪等。
馬(ma)氏體不銹鋼回火(huo)脆性溫(wen)度(du)范(fan)(fan)圍出現在(zai)425~565℃,在(zai)此(ci)溫(wen)度(du)回火(huo)鋼的(de)沖擊(ji)韌性急(ji)劇下降,對(dui)于要求耐(nai)沖擊(ji)的(de)部件應(ying)(ying)不采用此(ci)溫(wen)度(du)回火(huo)并(bing)避免在(zai)此(ci)溫(wen)度(du)范(fan)(fan)圍內應(ying)(ying)用。
1. 馬氏體鉻不銹鋼
馬(ma)氏體鉻(ge)不銹鋼(gang)中(zhong)主要(yao)(yao)合金(jin)元素是鉻(ge),隨鋼(gang)中(zhong)含(han)鉻(ge)量(liang)的提高(gao),鋼(gang)的耐蝕性(xing)隨之提高(gao)。鋼(gang)的力學(xue)性(xing)能主要(yao)(yao)取決于鋼(gang)中(zhong)的碳(tan)含(han)量(liang),為了改善鋼(gang)強(qiang)度和硬度以及增強(qiang)二次硬化效應,有(you)時(shi)加入少(shao)量(liang)的鉬。
2. 鉻-鎳(nie)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹鋼
在(zai)鉻馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)基礎上加入(ru)(ru)鎳而形成鉻鎳馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。由(you)(you)于鎳的(de)加入(ru)(ru)可使(shi)低碳(tan)的(de)鐵一(yi)鉻合金具有淬火能(neng)力(li),同(tong)時(shi)由(you)(you)于鎳的(de)存在(zai)可使(shi)低碳(tan)(<0.15%)馬(ma)氏(shi)體(ti)鉻不銹(xiu)鋼(gang)的(de)鉻含量向(xiang)更高的(de)水(shui)平推(tui)移(yi),提高了(le)鋼(gang)的(de)耐蝕性(xing)(xing),從而解(jie)決了(le)馬(ma)氏(shi)體(ti)鉻不銹(xiu)鋼(gang)為(wei)提高其(qi)耐蝕性(xing)(xing)以損(sun)失鋼(gang)的(de)硬度為(wei)代價的(de)難題。此外鎳的(de)加入(ru)(ru)也改善了(le)鋼(gang)的(de)耐還原性(xing)(xing)介質的(de)能(neng)力(li)和(he)提高了(le)鋼(gang)的(de)塑韌(ren)性(xing)(xing)。

