不銹鋼的牌號(hao)、成分(fen)(fen)、性能各異,常用(yong)的分(fen)(fen)類方法主要(yao)是按鋼的主要(yao)化學成分(fen)(fen)(特征元(yuan)素)和(he)組織(zhi)結構(gou)以及二(er)者相結合(he)的方法來進行分(fen)(fen)類。
一、按(an)鋼(gang)中(zhong)的主(zhu)要化學成(cheng)分(fen)(特征元素)分(fen)類
最(zui)常(chang)用是(shi)按鋼中特征(zheng)元素分為鉻(ge)系(xi)不(bu)銹鋼和(he)鉻(ge)鎳系(xi)不(bu)銹鋼兩(liang)大(da)類。
1. 鉻系
除鐵外,鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)主(zhu)要合金元素是鉻,這類不(bu)銹鋼(gang)(gang)稱為鉻系不(bu)銹鋼(gang)(gang),相(xiang)當于美國的(de)AISI 400系列。
2. 鉻鎳系
除鐵外,鋼中的主要合金(jin)元素是(shi)鉻(ge)和鎳,這類不(bu)銹鋼稱為鉻(ge)鎳系不(bu)銹鋼,相當于美國的AISI 300系列(lie)。
二(er)、按鋼的組織結構特征分(fen)類
鋼(gang)(gang)的(de)組織(zhi)結(jie)構(gou)是指鋼(gang)(gang)的(de)晶(jing)體結(jie)構(gou)和鋼(gang)(gang)的(de)顯微組織(zhi)的(de)特征。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)按(an)其組織(zhi)結(jie)構(gou)的(de)不(bu)同進行分(fen)類,主要可分(fen)為五(wu)大類。即鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
1. 鐵素體不銹鋼(F)
高、低溫度下晶體結構均為體心立方 見圖1. 4a ,鐵(tie)素體不銹鋼的顯微組織見圖1.4(b)。
①. 晶體結(jie)構(gou) 系指晶體的(de)(de)微(wei)觀構(gou)造,在鋼(gang)鐵材(cai)料中,常(chang)見(jian)的(de)(de)晶體結(jie)構(gou)主要有體心立方(fang)和面心立方(fang)兩類。鋼(gang)的(de)(de)晶體結(jie)構(gou)是(shi)決定鋼(gang)的(de)(de)力學、化學、物理等性(xing)能的(de)(de)最基本的(de)(de)因素(su)之(zhi)一。
②. 顯微組(zu)織 在(zai)顯微鏡下觀察到的鋼的組(zu)織。
一(yi)般鐵(tie)的晶體(ti)結(jie)構(gou)也(ye)是體(ti)心立方(fang)。而鉻(ge)是鐵(tie)素(su)體(ti)形成元素(su),所以(yi),鉻(ge)加入鐵(tie)中,鋼的晶體(ti)結(jie)構(gou)沒(mei)有(you)改變。鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼的代表性(xing)牌號有(you)0Cr11Ti(409)和1Cr17(430)等。
使鋼(gang)形成鐵素體的元素還有Mo、Si、Al、W、Ti、Nb等。
2. 奧氏體不(bu)銹鋼(A)
向鐵素體不銹鋼中加入適量具有奧氏體形成能力的鎳元素,便會得到高溫和室溫下均為面心立方晶體結構[見圖1.5a 的奧氏體不銹鋼。奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的顯微組織見圖1.5(b)。
使鋼形(xing)成奧氏(shi)體的(de)元(yuan)素(su)除Ni外,還(huan)有(you)C、N、Mn、Cu等(deng)。
3. 馬氏體(ti)不銹鋼(M)
高溫下為奧氏體,室溫和低溫下組織為馬氏體,馬氏體系自奧氏體轉變而來的相變產物。馬(ma)氏體不銹鋼的晶體結構為體心四方(具有長方度的體心立方),見圖1.6(a),而低碳,特別是超低碳馬氏體不銹鋼的晶體結構則為體心立方。 馬氏體不銹鋼的顯微組織見圖1.6(b)。Fe-Cr-C馬氏體不銹鋼的代表性牌號有1Cr13(410)等;馬氏體不銹鋼的代表性牌號有1Cr17Ni2(431)、00Cr13Ni5Mo等。
為了(le)便于大(da)家對不(bu)銹鋼中(zhong)前三(san)種組織(zhi)結構的(de)(de)了(le)解,表1.2中(zhong)列出了(le)鐵(低碳鋼)和不(bu)銹鋼組織(zhi)結構的(de)(de)對比。
4. 雙(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)(F+A)
鋼的基體組織為鐵素體和奧氏體具有一定比例的雙相結構。它們的顯微組織見圖1.7。雙相不銹鋼的代表性牌號有1Cr25Ni5Mo1.5(AISI 329),1Cr21Ni5Ti(1X21H5T),00Cr22Ni5Mo3N(SAF 2205)和 00Cr26Ni7Mo3N (SAF 2507)等。
前述(shu)形成(cheng)鐵素(su)體的元素(su)和形成(cheng)奧氏體的元素(su)在鋼(gang)內合理配比,便可得到F+A雙相不銹鋼(gang)。
5. 沉淀硬化(hua)不銹鋼(PH)
是(shi)在室溫下(xia),鋼的基(ji)體組(zu)織可以是(shi)馬氏(shi)體、奧(ao)氏(shi)體以及(ji)鐵素體,經適宜熱處理,在基(ji)體上(shang)沉(chen)淀(析出)碳化物和(he)金屬間(jian)化合(he)物等進一(yi)步使不(bu)銹(xiu)鋼強化的一(yi)類不(bu)銹(xiu)鋼。代表性牌號(hao)有(you)0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH,AISI 630),0Cr17Ni7Al (17-7PH,AISI 631)等。
三、按鋼的化學成分和組織結(jie)構相結(jie)合的方(fang)法分類(lei)
按(an)鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)特征元素和鋼(gang)(gang)(gang)的(de)組織結構相結合(he)的(de)方法分(fen)類(lei)可以有很多(duo)類(lei)型。例如,馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)鉻(ge)鎳(nie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)鉻(ge)鎳(nie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)鉻(ge)錳(meng)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)等(deng)。
除了(le)上述分(fen)類方法外(wai),還(huan)有按性能和用(yong)途;按鋼(gang)的功(gong)能特點等的分(fen)類,此處不(bu)再一一列舉(ju)。
圖1.8系不(bu)銹鋼分類的(de)簡(jian)單概括和代表(biao)性牌號簡(jian)圖。