不(bu)銹鋼(gang)的(de)牌(pai)號(hao)、成分(fen)、性能各異,常用的(de)分(fen)類(lei)方法(fa)主要是按(an)鋼(gang)的(de)主要化學成分(fen)(特(te)征元(yuan)素)和組織結構以及二者相(xiang)結合(he)的(de)方法(fa)來(lai)進行分(fen)類(lei)。
一、按鋼(gang)中的(de)主要化學(xue)成分(特征元(yuan)素)分類
最常用(yong)是按鋼中(zhong)特征元素分(fen)為鉻系不銹(xiu)鋼和(he)鉻鎳系不銹(xiu)鋼兩大類。
1. 鉻系
除鐵(tie)外,鋼(gang)中(zhong)的主(zhu)要合金(jin)元(yuan)素(su)是鉻,這類不銹(xiu)鋼(gang)稱(cheng)為鉻系不銹(xiu)鋼(gang),相當(dang)于美國的AISI 400系列(lie)。
2. 鉻鎳系
除鐵外(wai),鋼(gang)中的主(zhu)要合金元素是(shi)鉻和鎳(nie),這類(lei)不(bu)銹鋼(gang)稱(cheng)為鉻鎳(nie)系(xi)不(bu)銹鋼(gang),相當于美國的AISI 300系(xi)列。
二、按(an)鋼的組織結構特征分類
鋼(gang)(gang)(gang)的組(zu)(zu)織結(jie)構是指鋼(gang)(gang)(gang)的晶(jing)體(ti)(ti)結(jie)構和(he)鋼(gang)(gang)(gang)的顯微組(zu)(zu)織的特征。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)按其組(zu)(zu)織結(jie)構的不(bu)同(tong)進行分類,主要可(ke)分為五大類。即鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)沉淀硬化不(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 ,鐵素體不銹鋼(gang)的顯微組織見圖1.4(b)。
①. 晶體結構 系指(zhi)晶體的微觀(guan)構造,在鋼鐵材(cai)料中,常見(jian)的晶體結構主要有體心立方和(he)面心立方兩(liang)類。鋼的晶體結構是決定(ding)鋼的力學(xue)、化學(xue)、物理等性能的最基本的因素之一。
②. 顯微組織 在顯微鏡下(xia)觀察(cha)到的(de)鋼(gang)的(de)組織。
一般鐵(tie)(tie)的晶體(ti)結構(gou)也是(shi)體(ti)心立方。而鉻是(shi)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)形(xing)成元素(su)(su),所以,鉻加(jia)入鐵(tie)(tie)中(zhong),鋼(gang)的晶體(ti)結構(gou)沒有(you)改(gai)變(bian)。鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的代表性牌號有(you)0Cr11Ti(409)和1Cr17(430)等。
使(shi)鋼形成鐵素體的元素還有Mo、Si、Al、W、Ti、Nb等。
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(bu)銹鋼的顯微組織見圖1.5(b)。
使鋼(gang)形成奧(ao)氏體(ti)的元素(su)除Ni外,還有C、N、Mn、Cu等。
3. 馬氏體(ti)不(bu)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(ti)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)便于大家(jia)對(dui)不銹(xiu)鋼中前三種組織(zhi)結構的了(le)解(jie),表1.2中列出了(le)鐵(低碳鋼)和不銹(xiu)鋼組織(zhi)結構的對(dui)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。雙相不銹鋼(gang)的代表性牌號有1Cr25Ni5Mo1.5(AISI 329),1Cr21Ni5Ti(1X21H5T),00Cr22Ni5Mo3N(SAF 2205)和 00Cr26Ni7Mo3N (SAF 2507)等。
前(qian)述形成鐵素體的元素和形成奧氏體的元素在鋼內合理配比,便可得到F+A雙相不(bu)銹(xiu)鋼。
5. 沉(chen)淀硬化不銹鋼(PH)
是在室溫(wen)下,鋼(gang)的基(ji)體(ti)組織可以是馬氏(shi)體(ti)、奧氏(shi)體(ti)以及鐵素體(ti),經適宜(yi)熱處理(li),在基(ji)體(ti)上沉淀(析出)碳化物(wu)和金屬間化合物(wu)等進一(yi)步使(shi)不(bu)銹鋼(gang)強化的一(yi)類(lei)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(fen)和組織結(jie)構(gou)相結(jie)合(he)的方法(fa)分(fen)類
按鋼(gang)中(zhong)的特征(zheng)元素(su)和(he)鋼(gang)的組(zu)織結(jie)構相結(jie)合的方(fang)法分(fen)類可以(yi)有很多類型。例如,馬氏(shi)體鉻不(bu)銹(xiu)鋼(gang),馬氏(shi)體鉻鎳不(bu)銹(xiu)鋼(gang),奧(ao)氏(shi)體鉻鎳不(bu)銹(xiu)鋼(gang),奧(ao)氏(shi)體鉻錳(meng)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)等。
除了(le)上述分類(lei)(lei)方法外,還有按性能和(he)用途;按鋼(gang)的(de)功能特點等的(de)分類(lei)(lei),此處不再一一列(lie)舉。
圖(tu)1.8系不(bu)銹(xiu)鋼分(fen)類(lei)的簡單概括和代表(biao)性牌號簡圖(tu)。