不(bu)銹鋼(gang)有許多分類方法,如按化學成分分類,按功能特點分類,按金相組織和熱處理特征分類等。從熱處理生產工藝考慮,按金相組織和熱處理特征分類更具有實際意義。這也是常見的分類方法。在我國的相關標準中,如GB 1220《不銹鋼棒》、GB 2100《不銹耐酸鋼技術條件》,均是按這種方法分類的。其中,沉淀硬化(hua)不銹鋼的分類還考慮了熱處理特征。所謂按金相組織分類,就是指把鋼加熱到某一高溫溫度后快速冷卻到室溫所能獲得的金相組織種類。


 不銹(xiu)鋼按金相組織和熱處理特征分類,基本上可分為鐵素體型、馬氏體型、奧氏體型、沉淀硬化型、鐵素體-奧氏體型(即本書中的雙相不銹鋼)等五種類型。這里需要說明的是:有些不銹鋼,如1Cr13,加熱快冷后的金相組織是在馬氏體基體上含有少量鐵素體;9Cr18加熱并快冷后,金相組織是在馬氏體基體上含有少量碳化物;0Cr13Ni4Mo加熱快冷后,金相組織是在馬氏體基體上含有少量奧氏體;ZG1Cr18Ni9 加熱快冷后的金相組織是在奧氏體基體上含有少量鐵素體等,本書對它們都是以所獲得的基體組織為準分別歸屬馬氏體不(bu)銹鋼奧氏體不銹鋼(gang),而不在雙相不銹鋼范圍之內,本書中的雙相不銹鋼特指高溫加熱后快速冷卻到室溫,同時獲得鐵素體和奧氏體兩相組織的不銹鋼,且其中一相含量不低于25%。


 這五(wu)類不銹鋼在成分,金相(xiang)組織,耐腐蝕性,可達到的力學性能(neng)及(ji)熱處理方式等方面各有不同(tong)。


1. 鐵素(su)體不銹鋼(gang)


鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼中的主要合金(jin)元素(su)(su)是鉻,當鋼(gang)中含有大于12%的鉻,再含有其他穩(wen)定鐵(tie)素(su)(su)體(ti)的元素(su)(su)時,則鋼(gang)中的組(zu)織結(jie)構基本上是鐵(tie)素(su)(su)體(ti),在室溫下的組(zu)織也是鐵(tie)素(su)(su)體(ti)。


鐵素體(ti)不(bu)銹鋼的(de)(de)組織決定了其具(ju)有(you)(you)不(bu)太高(gao)的(de)(de)強(qiang)度,而且不(bu)能(neng)通過熱處理方法強(qiang)化(hua),該鋼種有(you)(you)一(yi)定的(de)(de)塑性(xing),但脆(cui)性(xing)較(jiao)大。鐵素體(ti)不(bu)銹鋼對硝酸(suan)等氧化(hua)性(xing)介(jie)質有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)。且隨著(zhu)鉻含(han)量的(de)(de)增(zeng)加,其抗(kang)氧化(hua)性(xing)介(jie)質腐蝕的(de)(de)能(neng)力也(ye)增(zeng)加。在還原性(xing)介(jie)質中的(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)較(jiao)差。在含(han)氯化(hua)物(wu)介(jie)質中有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)抗(kang)應力腐蝕開裂能(neng)力。


2. 馬氏體不銹鋼


馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)主要含(han)(han)12%~18%的鉻元(yuan)素,并依據(ju)使用(yong)條件要求(qiu)調整其含(han)(han)碳(tan)量,一般(ban)在(zai)0.1%~0.4%,對于做工具(ju)使用(yong)時,含(han)(han)碳(tan)量可達0.8%~1.0%.有的還根據(ju)需要加入一定(ding)量的鎳、鉬等(deng)合金元(yuan)素。


馬氏(shi)體不銹鋼(gang)在加熱時(shi)可以(yi)(yi)發生相變,因此,可以(yi)(yi)通過熱處(chu)理方法在很大范圍(wei)內調整其力學性能,這使(shi)馬氏(shi)體不銹鋼(gang)可以(yi)(yi)用于制造有較高強度(du)要求的零部件。


馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼在(zai)無機酸(suan)、有(you)機酸(suan)及有(you)機酸(suan)鹽(yan)中有(you)較好的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性。在(zai)硫酸(suan)、鹽(yan)酸(suan)、熱硝酸(suan)中的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)能力差(cha)。


3. 奧(ao)氏體不銹鋼


奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)都含有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)鉻,一般(ban)大于18%,含有(you)8%左右的(de)(de)鎳(nie),有(you)的(de)(de)以錳(meng)(Mn)取代部(bu)分鎳(nie),為進一步提高(gao)(gao)耐腐蝕性(xing)(xing),有(you)的(de)(de)還加入鉬、銅、硅(Si)、鈦(tai)(Ti)、鈮(Nb)等合金元素(su)。奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)與(yu)鐵素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)相(xiang)似,加熱(re)時不發生相(xiang)變,不能(neng)通過熱(re)處理(li)方(fang)法強(qiang)化力(li)學性(xing)(xing)能(neng),其強(qiang)度較低,塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)較高(gao)(gao)。


奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)比(bi)馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)好(hao),鉻-鎳奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)對氧化性(xing)(xing)介質耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi),含(han)鉬(mu)、銅、硅的奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在硫酸中有(you)更好(hao)的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)。含(han)穩定化元素鈦或(huo)鈮的奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)有(you)良好(hao)的抗(kang)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)。提高奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中鉻、鉬(mu)、鎳、氮元素,可提高抗(kang)點腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)。


4. 沉淀硬化不銹鋼


沉(chen)淀硬化(hua)不銹鋼的(de)特點(dian)是(shi),在(zai)成分(fen)中(zhong)除(chu)含有鉻、鎳(nie)元素外,還(huan)含有可以(yi)在(zai)熱處(chu)理時(shi)能形成沉(chen)淀析出相的(de)銅、鋁(Al)、鈦、鈮、鉬等元素,并以(yi)此使鋼得到強化(hua)。


沉淀硬(ying)(ying)化不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)可以通(tong)過(guo)熱處理(li)(li)方法調(diao)整力學(xue)性(xing)能。所以,沉淀硬(ying)(ying)化不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)既彌補(bu)(bu)了馬氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)較差(cha)的不(bu)(bu)(bu)(bu)足(zu),又(you)彌補(bu)(bu)了奧氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)不(bu)(bu)(bu)(bu)能通(tong)過(guo)熱處理(li)(li)方法強化的不(bu)(bu)(bu)(bu)足(zu),使其既保證機(ji)械性(xing)能有較大的調(diao)節(jie)空間(jian),又(you)具有較好的耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)能,越(yue)(yue)來越(yue)(yue)得到重視。


5. 雙相不(bu)銹鋼(鐵素體-奧氏體不(bu)銹鋼)


 雙相(xiang)不銹鋼一(yi)般含(han)有17%~30%的(de)鉻和(he)3%~13%的(de)鎳,另外(wai),還加入鉬、銅、鈮、氮(dan)等元素。另一(yi)個(ge)特點是將(jiang)含(han)碳(tan)量控制得很(hen)低。依據成分不同,有的(de)以鐵素體(ti)(ti)為主(zhu),有的(de)以奧(ao)氏體(ti)(ti)為主(zhu),構成鐵素體(ti)(ti)和(he)奧(ao)氏體(ti)(ti)兩相(xiang)共存的(de)組織狀態。


雙相不銹鋼采用正確的(de)固溶處(chu)理(li)后(hou),因為含有(you)強化元(yuan)素,使其具有(you)比奧氏(shi)體不銹鋼稍高的(de)機械性能(neng)。


雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)中因含有(you)(you)較(jiao)高(gao)量的鉻(ge)及(ji)其他(ta)多種對耐(nai)腐(fu)蝕性有(you)(you)效的合金元(yuan)素,所以,耐(nai)腐(fu)蝕性能好,特別(bie)是耐(nai)點腐(fu)蝕、縫隙(xi)腐(fu)蝕及(ji)耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)蝕開裂(lie)性能好。雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)雖然(ran)出現得較(jiao)晚(wan),但已經受到重視,應(ying)用于各個(ge)方(fang)面。