馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是一類(lei)可(ke)(ke)(ke)(ke)通過(guo)(guo)熱(re)處(chu)理(淬(cui)火(huo)回火(huo))對其(qi)性(xing)(xing)能進行(xing)調整的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),通俗地講是一類(lei)可(ke)(ke)(ke)(ke)硬(ying)(ying)化的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),此類(lei)鋼(gang)具(ju)(ju)(ju)有(you)(you)(you)高的(de)(de)硬(ying)(ying)度、良好的(de)(de)力學性(xing)(xing)能和(he)(he)(he)(he)(he)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)性(xing)(xing),這些特性(xing)(xing)決定(ding)了(le)(le)此類(lei)鋼(gang)必須(xu)(xu)具(ju)(ju)(ju)備兩個基本條件:其(qi)一,在平衡相圖中(zhong)(zhong)(zhong)必須(xu)(xu)有(you)(you)(you)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相區存(cun)(cun)在;其(qi)二,為(wei)使(shi)鋼(gang)形成(cheng)(cheng)耐腐蝕的(de)(de)鈍化膜,鉻含量必須(xu)(xu)在10.5%以上。根據(ju)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)合金(jin)元(yuan)素的(de)(de)差別,可(ke)(ke)(ke)(ke)將馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)區分為(wei)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鉻不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)(he)(he)(he)(he)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鉻鎳不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。在馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鉻不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)又可(ke)(ke)(ke)(ke)劃分成(cheng)(cheng)低碳(tan)(tan)(tan)、中(zhong)(zhong)(zhong)碳(tan)(tan)(tan)和(he)(he)(he)(he)(he)高碳(tan)(tan)(tan)三種類(lei)型。馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在淬(cui)火(huo)狀(zhuang)態下(xia)具(ju)(ju)(ju)有(you)(you)(you)體(ti)(ti)(ti)(ti)心四(si)方(bct)晶體(ti)(ti)(ti)(ti)結構(馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)),具(ju)(ju)(ju)有(you)(you)(you)鐵磁性(xing)(xing),在較弱腐蝕環境(jing)中(zhong)(zhong)(zhong)具(ju)(ju)(ju)有(you)(you)(you)耐蝕性(xing)(xing)。鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)鉻含量可(ke)(ke)(ke)(ke)達(da)18%,碳(tan)(tan)(tan)可(ke)(ke)(ke)(ke)以超過(guo)(guo)1.2%。為(wei)了(le)(le)提高鋼(gang)的(de)(de)耐腐性(xing)(xing)和(he)(he)(he)(he)(he)刃(ren)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)鋒利度,組織中(zhong)(zhong)(zhong)允(yun)許存(cun)(cun)在過(guo)(guo)剩碳(tan)(tan)(tan)化物,為(wei)了(le)(le)改善(shan)淬(cui)火(huo)后(hou)的(de)(de)回火(huo)效應,可(ke)(ke)(ke)(ke)適(shi)當加入鈮、硅(gui)、鎢(wu)和(he)(he)(he)(he)(he)釩。含鎳馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)改善(shan)了(le)(le)鉻馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在某些介質中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)和(he)(he)(he)(he)(he)提高了(le)(le)鋼(gang)的(de)(de)韌性(xing)(xing)。馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)是不(bu)(bu)(bu)可(ke)(ke)(ke)(ke)缺少的(de)(de)重要元(yuan)素,它使(shi)Fe-Cr二元(yuan)合金(jin)形成(cheng)(cheng)γ相區且決定(ding)了(le)(le)鋼(gang)在淬(cui)火(huo)狀(zhuang)態下(xia)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)硬(ying)(ying)度。大量試驗(yan)表明,0.10%C的(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)硬(ying)(ying)度值大約為(wei)35HRC,0.5%C的(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)其(qi)硬(ying)(ying)度值可(ke)(ke)(ke)(ke)超過(guo)(guo)60HRC,再高的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)其(qi)硬(ying)(ying)度值未見明顯變化。
我(wo)國(guo)標準中(GB1220-92)共列(lie)入18個(ge)馬氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)牌號,基本是13%Cr和17%Cr的(de)兩種類型(xing),為了賦予(yu)鋼(gang)的(de)其他特性派(pai)生(sheng)出一些(xie)改進型(xing)牌號,馬氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)發展(zhan)網絡見(jian)圖(tu)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。
馬氏(shi)體不銹鋼回(hui)火(huo)脆性(xing)溫度(du)范圍出現在425~565℃,在此(ci)溫度(du)回(hui)火(huo)鋼的沖(chong)擊韌性(xing)急劇下降(jiang),對于要(yao)求耐沖(chong)擊的部件(jian)應(ying)不采用此(ci)溫度(du)回(hui)火(huo)并避免在此(ci)溫度(du)范圍內(nei)應(ying)用。
1. 馬氏(shi)體鉻不銹鋼
馬(ma)氏(shi)體鉻不銹鋼(gang)中(zhong)主(zhu)要合金元(yuan)素(su)是鉻,隨(sui)鋼(gang)中(zhong)含鉻量的提(ti)高,鋼(gang)的耐蝕性隨(sui)之(zhi)提(ti)高。鋼(gang)的力(li)學性能主(zhu)要取(qu)決于鋼(gang)中(zhong)的碳含量,為了(le)改善鋼(gang)強度和硬度以及增強二次(ci)硬化效應(ying),有時加入少量的鉬。
2. 鉻(ge)-鎳馬氏體不銹(xiu)鋼
在鉻(ge)馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)基(ji)礎上加入鎳而形成鉻(ge)鎳馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。由(you)于(yu)鎳的(de)(de)(de)加入可(ke)使(shi)低(di)碳(tan)的(de)(de)(de)鐵一鉻(ge)合(he)金具有淬火能力,同時(shi)由(you)于(yu)鎳的(de)(de)(de)存在可(ke)使(shi)低(di)碳(tan)(<0.15%)馬(ma)氏體鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)鉻(ge)含量向更(geng)高的(de)(de)(de)水平推移,提高了(le)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐蝕性(xing),從而解決(jue)了(le)馬(ma)氏體鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)為(wei)提高其耐蝕性(xing)以(yi)損失鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)硬度為(wei)代價(jia)的(de)(de)(de)難題(ti)。此(ci)外鎳的(de)(de)(de)加入也改善了(le)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐還原性(xing)介質(zhi)的(de)(de)(de)能力和提高了(le)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)塑韌性(xing)。