馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是一(yi)類可通過(guo)熱處理(淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)回(hui)火(huo)(huo)(huo))對其(qi)(qi)性能(neng)進(jin)行調整的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),通俗地講是一(yi)類可硬化(hua)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),此類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)有(you)高(gao)(gao)的(de)(de)硬度(du)、良好的(de)(de)力學性能(neng)和(he)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)性,這(zhe)些特性決定(ding)了此類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)必須(xu)(xu)具(ju)備(bei)兩個基本條件:其(qi)(qi)一(yi),在(zai)(zai)平(ping)衡相圖中(zhong)(zhong)必須(xu)(xu)有(you)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相區存(cun)在(zai)(zai);其(qi)(qi)二(er),為使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)形成耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)鈍化(hua)膜,鉻(ge)(ge)含量(liang)(liang)必須(xu)(xu)在(zai)(zai)10.5%以上。根據(ju)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)合(he)金元(yuan)素的(de)(de)差別,可將馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)區分為馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鉻(ge)(ge)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鉻(ge)(ge)鎳不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。在(zai)(zai)馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鉻(ge)(ge)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)又可劃分成低碳(tan)(tan)、中(zhong)(zhong)碳(tan)(tan)和(he)高(gao)(gao)碳(tan)(tan)三種類型。馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)狀態下(xia)具(ju)有(you)體(ti)(ti)心四(si)方(bct)晶體(ti)(ti)結構(馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)),具(ju)有(you)鐵磁性,在(zai)(zai)較弱(ruo)腐(fu)蝕(shi)(shi)環(huan)境中(zhong)(zhong)具(ju)有(you)耐(nai)蝕(shi)(shi)性。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鉻(ge)(ge)含量(liang)(liang)可達(da)18%,碳(tan)(tan)可以超(chao)過(guo)1.2%。為了提(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)性和(he)刃具(ju)的(de)(de)鋒利度(du),組(zu)織中(zhong)(zhong)允(yun)許存(cun)在(zai)(zai)過(guo)剩碳(tan)(tan)化(hua)物(wu),為了改善淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)后的(de)(de)回(hui)火(huo)(huo)(huo)效應,可適(shi)當加入鈮、硅(gui)、鎢和(he)釩。含鎳馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)改善了鉻(ge)(ge)馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)某些介質中(zhong)(zhong)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性和(he)提(ti)高(gao)(gao)了鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)韌性。馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)碳(tan)(tan)是不(bu)(bu)(bu)可缺少的(de)(de)重(zhong)要元(yuan)素,它使Fe-Cr二(er)元(yuan)合(he)金形成γ相區且決定(ding)了鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)狀態下(xia)馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)硬度(du)。大量(liang)(liang)試驗表明(ming),0.10%C的(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)硬度(du)值大約(yue)為35HRC,0.5%C的(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)其(qi)(qi)硬度(du)值可超(chao)過(guo)60HRC,再高(gao)(gao)的(de)(de)碳(tan)(tan)其(qi)(qi)硬度(du)值未見明(ming)顯變化(hua)。
我國標準(zhun)中(GB1220-92)共(gong)列入(ru)18個(ge)馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼牌(pai)號(hao),基本是13%Cr和17%Cr的(de)兩種(zhong)類型,為了賦(fu)予(yu)鋼的(de)其他特性(xing)派生出一(yi)些改進(jin)型牌(pai)號(hao),馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)發展(zhan)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(shi)體(ti)不銹鋼回火(huo)脆(cui)性(xing)溫(wen)(wen)度范圍出現在(zai)425~565℃,在(zai)此(ci)溫(wen)(wen)度回火(huo)鋼的沖(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)性(xing)急劇(ju)下降,對于(yu)要求耐沖(chong)擊(ji)(ji)的部件應不采用此(ci)溫(wen)(wen)度回火(huo)并避免(mian)在(zai)此(ci)溫(wen)(wen)度范圍內應用。
1. 馬氏體鉻不銹鋼
馬氏體(ti)鉻(ge)不銹鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)主要合金元素是(shi)鉻(ge),隨鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)含鉻(ge)量的(de)(de)提高,鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)耐蝕性隨之提高。鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)力學性能主要取決于鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)碳含量,為了改(gai)善(shan)鋼(gang)(gang)(gang)強(qiang)度和(he)硬(ying)度以及增(zeng)強(qiang)二(er)次硬(ying)化效應,有(you)時(shi)加入少量的(de)(de)鉬。
2. 鉻-鎳馬氏體不銹鋼(gang)
在(zai)鉻馬(ma)(ma)氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)基礎上(shang)加入(ru)(ru)鎳(nie)(nie)(nie)而形成鉻鎳(nie)(nie)(nie)馬(ma)(ma)氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。由(you)(you)于鎳(nie)(nie)(nie)的(de)(de)(de)(de)(de)加入(ru)(ru)可(ke)使低碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)一鉻合(he)金具(ju)有淬(cui)火能力,同時(shi)由(you)(you)于鎳(nie)(nie)(nie)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)可(ke)使低碳(tan)(<0.15%)馬(ma)(ma)氏(shi)體鉻不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)鉻含量向更高的(de)(de)(de)(de)(de)水平推移,提高了鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing),從而解(jie)決了馬(ma)(ma)氏(shi)體鉻不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)為提高其(qi)耐(nai)蝕性(xing)(xing)以損(sun)失(shi)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)硬度為代價的(de)(de)(de)(de)(de)難題。此(ci)外鎳(nie)(nie)(nie)的(de)(de)(de)(de)(de)加入(ru)(ru)也(ye)改善了鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)還原性(xing)(xing)介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)能力和提高了鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)韌性(xing)(xing)。