馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)一(yi)類可(ke)(ke)(ke)(ke)通(tong)過熱處理(淬(cui)火(huo)回火(huo))對其(qi)性(xing)(xing)能(neng)進行調整的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),通(tong)俗地講是(shi)(shi)一(yi)類可(ke)(ke)(ke)(ke)硬化的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),此(ci)類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)(ju)(ju)有(you)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)硬度(du)、良好的(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能(neng)和(he)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)性(xing)(xing),這些特性(xing)(xing)決定了(le)此(ci)類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)必(bi)須具(ju)(ju)(ju)備兩個(ge)基本條(tiao)件(jian):其(qi)一(yi),在(zai)(zai)(zai)平(ping)衡相(xiang)圖中(zhong)(zhong)必(bi)須有(you)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體相(xiang)區(qu)存在(zai)(zai)(zai);其(qi)二,為使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)形成(cheng)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)鈍(dun)化膜,鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)必(bi)須在(zai)(zai)(zai)10.5%以上(shang)。根(gen)據(ju)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)合(he)金元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)差(cha)別,可(ke)(ke)(ke)(ke)將(jiang)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)區(qu)分為馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體鉻(ge)(ge)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體鉻(ge)(ge)鎳(nie)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。在(zai)(zai)(zai)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體鉻(ge)(ge)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)又可(ke)(ke)(ke)(ke)劃(hua)分成(cheng)低碳、中(zhong)(zhong)碳和(he)高(gao)(gao)碳三(san)種類型。馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)淬(cui)火(huo)狀態下(xia)具(ju)(ju)(ju)有(you)體心四方(bct)晶(jing)體結構(馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體),具(ju)(ju)(ju)有(you)鐵磁性(xing)(xing),在(zai)(zai)(zai)較弱腐蝕(shi)環境中(zhong)(zhong)具(ju)(ju)(ju)有(you)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)可(ke)(ke)(ke)(ke)達18%,碳可(ke)(ke)(ke)(ke)以超(chao)過1.2%。為了(le)提高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐性(xing)(xing)和(he)刃具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)鋒利度(du),組織中(zhong)(zhong)允(yun)許存在(zai)(zai)(zai)過剩碳化物,為了(le)改(gai)善(shan)淬(cui)火(huo)后(hou)的(de)(de)(de)回火(huo)效應(ying),可(ke)(ke)(ke)(ke)適當(dang)加入鈮、硅、鎢和(he)釩。含(han)鎳(nie)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)改(gai)善(shan)了(le)鉻(ge)(ge)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)某些介質(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)和(he)提高(gao)(gao)了(le)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)韌性(xing)(xing)。馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)碳是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)可(ke)(ke)(ke)(ke)缺少的(de)(de)(de)重要元(yuan)素(su),它使Fe-Cr二元(yuan)合(he)金形成(cheng)γ相(xiang)區(qu)且(qie)決定了(le)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)淬(cui)火(huo)狀態下(xia)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體的(de)(de)(de)硬度(du)。大(da)量(liang)試(shi)驗表明(ming),0.10%C的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體的(de)(de)(de)硬度(du)值大(da)約為35HRC,0.5%C的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體其(qi)硬度(du)值可(ke)(ke)(ke)(ke)超(chao)過60HRC,再(zai)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)碳其(qi)硬度(du)值未見明(ming)顯變化。


我國標準中(GB1220-92)共列(lie)入18個馬(ma)氏體不銹鋼(gang)牌號(hao),基本是(shi)13%Cr和17%Cr的兩種類型,為(wei)了賦予鋼(gang)的其他特性派生出一些改(gai)進型牌號(hao),馬(ma)氏體不銹鋼(gang)的發展網絡(luo)見圖3-1。


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  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(shi)體不(bu)銹鋼(gang)回火(huo)脆性溫(wen)度范圍出現在425~565℃,在此(ci)溫(wen)度回火(huo)鋼(gang)的沖擊(ji)韌(ren)性急劇(ju)下降,對(dui)于(yu)要求耐(nai)沖擊(ji)的部(bu)件應(ying)不(bu)采用(yong)此(ci)溫(wen)度回火(huo)并(bing)避免在此(ci)溫(wen)度范圍內應(ying)用(yong)。


1. 馬氏體鉻不銹鋼


   馬氏(shi)體鉻(ge)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)主要(yao)合金(jin)元素是鉻(ge),隨(sui)鋼(gang)(gang)中(zhong)含鉻(ge)量(liang)的(de)提高(gao),鋼(gang)(gang)的(de)耐蝕性隨(sui)之提高(gao)。鋼(gang)(gang)的(de)力學(xue)性能(neng)主要(yao)取決于鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)碳含量(liang),為(wei)了(le)改善鋼(gang)(gang)強度和硬(ying)(ying)度以及增(zeng)強二次硬(ying)(ying)化效應,有(you)時加入少(shao)量(liang)的(de)鉬。


2. 鉻-鎳馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼


  在鉻(ge)馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)基(ji)礎上加(jia)(jia)入(ru)(ru)鎳而(er)形成鉻(ge)鎳馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)。由(you)于鎳的(de)(de)加(jia)(jia)入(ru)(ru)可使低碳的(de)(de)鐵一鉻(ge)合金具有(you)淬火(huo)能力,同(tong)時由(you)于鎳的(de)(de)存在可使低碳(<0.15%)馬(ma)氏(shi)體鉻(ge)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)鉻(ge)含量向更高(gao)(gao)的(de)(de)水平推移,提高(gao)(gao)了鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐蝕性(xing),從而(er)解(jie)決了馬(ma)氏(shi)體鉻(ge)不(bu)銹鋼(gang)(gang)為提高(gao)(gao)其(qi)耐蝕性(xing)以損失鋼(gang)(gang)的(de)(de)硬(ying)度(du)為代價(jia)的(de)(de)難題(ti)。此外鎳的(de)(de)加(jia)(jia)入(ru)(ru)也改(gai)善(shan)了鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐還原(yuan)性(xing)介質的(de)(de)能力和提高(gao)(gao)了鋼(gang)(gang)的(de)(de)塑韌性(xing)。