不銹鋼的(de)牌號、成分(fen)(fen)(fen)、性能各(ge)異,常用的(de)分(fen)(fen)(fen)類方法(fa)主(zhu)要是按鋼的(de)主(zhu)要化學成分(fen)(fen)(fen)(特征(zheng)元素(su))和組(zu)織結構以及二者相結合(he)的(de)方法(fa)來進行分(fen)(fen)(fen)類。
一、按鋼中(zhong)的(de)主要化學成分(fen)(特征(zheng)元(yuan)素(su))分(fen)類
最常用是按鋼(gang)中特(te)征元素分(fen)為鉻系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和鉻鎳系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)兩大類(lei)。
1. 鉻系
除(chu)鐵外(wai),鋼(gang)中的(de)主要合(he)金元素(su)是鉻,這類不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)稱為(wei)鉻系不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),相(xiang)當于美國的(de)AISI 400系列。
2. 鉻鎳系(xi)
除鐵外,鋼(gang)中的主(zhu)要合金(jin)元(yuan)素是(shi)鉻和鎳(nie),這(zhe)類不銹(xiu)鋼(gang)稱為鉻鎳(nie)系不銹(xiu)鋼(gang),相當于美國的AISI 300系列。
二、按鋼的組織結(jie)構特征分類
鋼(gang)(gang)(gang)的組(zu)(zu)織(zhi)結(jie)(jie)構是指鋼(gang)(gang)(gang)的晶體結(jie)(jie)構和(he)鋼(gang)(gang)(gang)的顯微組(zu)(zu)織(zhi)的特征。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)按其組(zu)(zu)織(zhi)結(jie)(jie)構的不(bu)(bu)同進行分(fen)(fen)類,主要(yao)可分(fen)(fen)為(wei)五(wu)大(da)類。即鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、馬氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)沉淀硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。
1. 鐵素體(ti)不銹鋼(F)
高、低溫度下晶體結構均為體心立方 見圖1. 4a ,鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的顯微組織見圖1.4(b)。
①. 晶體(ti)結構(gou) 系指(zhi)晶體(ti)的(de)(de)微觀構(gou)造(zao),在(zai)鋼鐵材料中,常(chang)見的(de)(de)晶體(ti)結構(gou)主要有體(ti)心立(li)方(fang)和面(mian)心立(li)方(fang)兩類。鋼的(de)(de)晶體(ti)結構(gou)是(shi)決定鋼的(de)(de)力學(xue)、化(hua)學(xue)、物(wu)理等性能的(de)(de)最基本(ben)的(de)(de)因素之(zhi)一。
②. 顯(xian)微(wei)組織 在(zai)顯(xian)微(wei)鏡下觀(guan)察到的鋼(gang)的組織。
一(yi)般(ban)鐵(tie)的晶(jing)體(ti)結(jie)構也是(shi)體(ti)心立(li)方。而鉻是(shi)鐵(tie)素體(ti)形成元素,所以,鉻加(jia)入鐵(tie)中,鋼(gang)的晶(jing)體(ti)結(jie)構沒(mei)有(you)改變。鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的代表性牌號有(you)0Cr11Ti(409)和1Cr17(430)等(deng)。
使(shi)鋼(gang)形成鐵(tie)素體的元素還有Mo、Si、Al、W、Ti、Nb等(deng)。
2. 奧氏(shi)體不銹鋼(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。奧氏體不銹鋼(gang)的顯微組織見圖1.5(b)。
使鋼形成奧(ao)氏體的元素除Ni外,還有C、N、Mn、Cu等。
3. 馬氏體不銹鋼(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。馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)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)便于大家對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中前三(san)種組織結構的(de)了(le)解,表1.2中列(lie)出(chu)了(le)鐵(低碳(tan)鋼(gang))和不(bu)銹(xiu)鋼(gang)組織結構的(de)對比。
4. 雙相不銹鋼(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(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)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)鐵素體的元素和形成(cheng)奧(ao)氏(shi)體的元素在(zai)鋼內合理配比,便可得到(dao)F+A雙(shuang)相不(bu)銹鋼。
5. 沉淀硬化不銹鋼(PH)
是(shi)在室溫下(xia),鋼(gang)的(de)基體(ti)(ti)組織(zhi)可以是(shi)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)、奧氏(shi)體(ti)(ti)以及鐵(tie)素體(ti)(ti),經(jing)適宜熱處理,在基體(ti)(ti)上沉淀(析(xi)出)碳化(hua)物和金屬間(jian)化(hua)合物等進一步使不(bu)銹鋼(gang)強化(hua)的(de)一類不(bu)銹鋼(gang)。代表性牌號有0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH,AISI 630),0Cr17Ni7Al (17-7PH,AISI 631)等。
三、按鋼的化學成分和組織(zhi)結構相結合的方法分類
按鋼(gang)(gang)中的(de)特(te)征元素和鋼(gang)(gang)的(de)組織(zhi)結(jie)構(gou)相結(jie)合的(de)方法(fa)分(fen)類(lei)可以有很(hen)多(duo)類(lei)型。例如,馬氏體(ti)鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),馬氏體(ti)鉻(ge)鎳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),奧氏體(ti)鉻(ge)鎳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),奧氏體(ti)鉻(ge)錳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)等。
除了上(shang)述分(fen)類方法外,還有按(an)(an)性能和用(yong)途;按(an)(an)鋼的功(gong)能特點等(deng)的分(fen)類,此處不再一一列(lie)舉。
圖1.8系不銹鋼(gang)分類的簡單(dan)概括和(he)代(dai)表性牌號簡圖。