不銹鋼的耐腐蝕性主要是因含有12％以上的鉻，并在鋼的表面形成氧化（或鈍化）膜所致。鐵-鉻二元相圖則是不銹(xiu)鋼(gang)的基礎（圖1-2-1）。鉻具有體心立方晶格結構，與α-Fe屬于同一晶型，點陣常數也接近，相互形成連續固溶體。在圖1-2-1 831℃至1394℃的溫度范圍內，靠近純鐵一邊，存在一個被封閉的y相區（或稱為高溫奧氏體穩定區域。所謂奧氏體，指鐵和其它元素形成的面心立方晶格結構的固溶體。通常對一般鋼是指碳和其它元素在y-Fe中的間隙固溶體）。在同廣闊（直至純鉻）的α相（鐵素體）區之間，存在一個窄的a和y雙相區域。


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  馬氏體不銹鋼(gang)屬于既具有基本的耐蝕性，又能通過熱處理進行強化的不銹鋼。主要強化機理是奧氏體經淬火轉變為馬氏體組織。屬相變硬化。所謂馬氏體是指奧氏體通過無擴散型相變而轉變成的亞穩定相（具有鐵磁性，其硬度或強度主要由過飽和的碳含量決定）。隨鋼的成分和熱處理方法不同，有的還存在少量殘余奧氏體、鐵素體或珠光體。


  為獲得馬氏體組(zu)織(zhi)，一(yi)(yi)個基本的(de)(de)先決條件(jian)，就是(shi)在(zai)相圖中(zhong)必(bi)須存在(zai)有奧氏體（y相）的(de)(de)區(qu)域才有可能。對于(yu)無碳(tan)Fe-Cr二元合(he)金平衡相圖而言，鉻含(han)量大于(yu)12％時，在(zai)所(suo)(suo)有溫度條件(jian)下均(jun)不(bu)存在(zai)奧氏體組(zu)織(zhi)。而12％的(de)(de)鉻含(han)量，一(yi)(yi)般是(shi)保證(zheng)不(bu)銹鋼具有起碼的(de)(de)耐蝕性能所(suo)(suo)必(bi)需的(de)(de)最低含(han)量。為克(ke)服上述矛盾，只(zhi)有加入能改變相圖擴大γ相區(qu)的(de)(de)元素，主要是(shi)碳(tan)等，才能實現上述先決條件(jian)。


  隨著碳含量的增加，y相區邊界逐漸向高鉻方向擴展。Cr13型不銹鋼是不銹鋼發展最早的鉻系基礎鋼種。含碳很低的0Cr13鋼仍屬于鐵素體型不銹鋼。1Cr13鋼（約含0.1％C），因還有鐵素體相（即淬火后組織由馬氏體和鐵素體組成），屬半馬氏體型；含碳量為0.2～0.4％時，如2～4Cr13鋼則為馬氏體組織。


  鑒于碳(tan)對鋼的組織與(yu)性能的重大(da)影(ying)響(xiang)，馬(ma)(ma)氏體(ti)（鉻）不銹(xiu)鋼習慣上可按碳(tan)含(han)量（相對比較）大(da)體(ti)分為三(san)類即低(di)(di)碳(tan)類（＜0.15％C）、中碳(tan)類（0.2～0.4％C）和高碳(tan)類（0.6～1.0％C）。如1Cr13鋼屬于馬(ma)(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼的低(di)(di)碳(tan)類。


  馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)強度(du)主要取決(jue)于(yu)碳(tan)(tan)(tan)。隨著碳(tan)(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)增加，其強度(du)、硬度(du)和(he)(he)耐(nai)磨性(xing)顯著提高，而冷塑性(xing)、韌性(xing)及(ji)耐(nai)蝕(shi)性(xing)則(ze)下(xia)降。為改善耐(nai)蝕(shi)性(xing)能(neng)，可提高鉻(ge)(ge)(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)，但(dan)受如(ru)下(xia)因素制約：因為鉻(ge)(ge)(ge)屬于(yu)穩定鐵素體(ti)和(he)(he)縮小（封閉）奧氏(shi)體(ti)y相(xiang)區(qu)的(de)(de)元素，并阻礙從奧氏(shi)體(ti)化溫度(du)冷卻時奧氏(shi)體(ti)向馬氏(shi)體(ti)的(de)(de)轉變，所以提高鉻(ge)(ge)(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)時，還需相(xiang)應提高碳(tan)(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)來擴大y相(xiang)區(qu)，才(cai)能(neng)獲得馬氏(shi)體(ti)組(zu)織；當(dang)碳(tan)(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)達0.6％時，純（單一）奧氏(shi)體(ti)y相(xiang)區(qu)最(zui)高鉻(ge)(ge)(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)向右(you)移動至最(zui)大值，可達18％左右(you)。繼(ji)續增加過多的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)，因形成碳(tan)(tan)(tan)化物等不(bu)再擴大y相(xiang)區(qu)，但(dan)能(neng)提高耐(nai)磨性(xing)。因此，馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)一般(ban)含(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)量(liang)(liang)(liang)在12～18％之間，含(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)較高，在0.1～1.0％范(fan)圍內。


  另(ling)一(yi)類（或(huo)第四類）為加有(you)少量鎳的馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。鎳屬于(yu)穩(wen)定奧氏體(ti)和(he)擴大（開啟）y相(xiang)區的元(yuan)素。加入(ru)2％Ni時就有(you)明顯效果。這樣可以用鎳代碳(tan)，如通(tong)常使用的1Cr17Ni2高鉻馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。因低碳(tan)、高鉻并加鎳，比(bi)一(yi)般馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有(you)更(geng)好(hao)的耐(nai)蝕性(xing)(xing)能和(he)強(qiang)度與(yu)韌性(xing)(xing)的配合。


  馬氏體(ti)不銹鋼的(de)(de)熱處(chu)理對力學性能(neng)和(he)耐蝕性能(neng)等有重要影響。因此，根(gen)據不同的(de)(de)使用要求，應選定相(xiang)應適(shi)宜的(de)(de)熱處(chu)理工藝制度(du)。通常包括：在(zai)高溫奧(ao)氏體(ti)化溫度(du)區間保溫，淬火形成馬氏體(ti)，在(zai)高溫淬火后(hou)，因存(cun)在(zai)內應力大和(he)脆化等問題(ti)，還必須進行回火得(de)到回火馬(ma)(ma)氏(shi)體，才能(neng)保(bao)證(zheng)實用(yong)(yong)的(de)綜合性(xing)(xing)能(neng)。回(hui)火(huo)(huo)處理分為高溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)（600～750℃范圍(wei)(wei)，以(yi)改善和(he)(he)調(diao)整強度(du)(du)與韌性(xing)(xing)配合等綜合力(li)學性(xing)(xing)能(neng)為目(mu)的(de)）和(he)(he)低(di)(di)溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)（低(di)(di)于(yu)400℃，以(yi)消除應力(li)而又不(bu)引起組(zu)織(zhi)有明顯變化(hua)為目(mu)的(de)）兩(liang)種(zhong)。因馬(ma)(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)在約400～600℃左右范圍(wei)(wei)內(nei)回(hui)火(huo)(huo)，引起沖擊(ji)韌性(xing)(xing)的(de)降低(di)(di)。同時由于(yu)析(xi)出鉻碳(tan)化(hua)物造(zao)成(cheng)耐(nai)蝕性(xing)(xing)下(xia)降。故一般應避免在此(ci)溫(wen)度(du)(du)范圍(wei)(wei)內(nei)回(hui)火(huo)(huo)。從(cong)耐(nai)蝕性(xing)(xing)角(jiao)度(du)(du)看，采用(yong)(yong)低(di)(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)和(he)(he)低(di)(di)溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)更(geng)有利。含碳(tan)高的(de)比(bi)低(di)(di)碳(tan)馬(ma)(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)對回(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)更(geng)敏感，冷加工成(cheng)形性(xing)(xing)和(he)(he)可焊性(xing)(xing)更(geng)差（因此(ci)必(bi)須焊前預熱(re)和(he)(he)焊后熱(re)處理，甚至不(bu)作焊接件等）。總之，如對強度(du)(du)硬度(du)(du)要求不(bu)高時，應盡量采用(yong)(yong)低(di)(di)碳(tan)馬(ma)(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)。


  馬氏體不銹鋼耐蝕性一般不如鐵素體型、更不如奧氏體不(bu)銹鋼。不適用于強腐蝕介質條件，不耐晶間腐蝕、點蝕和應力腐蝕等。但比鐵素體和奧氏體兩類不銹鋼優越之處，在于可以通過熱處理強化。主要適用于對強度、硬度、耐磨性等要求較高并兼有一定耐蝕性的零部件等。馬氏體不銹鋼熱加工容易。除低碳鋼外，一般冷塑性、韌性不良；因可在空氣中淬硬，可焊性差。一般不宜作焊接件使用。有些牌號還可作為耐熱鋼使用，如1Cr13等。