不銹鋼有許多分類方法,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(dian)硬化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(shuang)相不(bu)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銹(xiu)鋼奧氏體不銹(xiu)鋼,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(bu)銹鋼在成分,金相組織,耐腐蝕性,可達到的力學性能及熱處理方(fang)式等方(fang)面各(ge)有(you)不(bu)同。


1. 鐵(tie)素體不銹鋼


鐵素(su)體不(bu)銹鋼中(zhong)的主(zhu)要合金元(yuan)(yuan)素是鉻,當鋼中(zhong)含有(you)(you)大(da)于12%的鉻,再含有(you)(you)其他穩定(ding)鐵(tie)素體(ti)的元(yuan)(yuan)素時(shi),則鋼中(zhong)的組織結構基本上是鐵(tie)素體(ti),在室溫下的組織也是鐵(tie)素體(ti)。


鐵(tie)素體不銹鋼(gang)的(de)組織決定了其具(ju)有不太高的(de)強度,而且(qie)不能通過(guo)熱(re)處理方(fang)法強化(hua),該鋼(gang)種有一定的(de)塑性(xing)(xing),但脆(cui)性(xing)(xing)較(jiao)大。鐵(tie)素體不銹鋼(gang)對硝酸等(deng)氧化(hua)性(xing)(xing)介(jie)(jie)(jie)質有良好的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)。且(qie)隨著鉻(ge)含量的(de)增加,其抗氧化(hua)性(xing)(xing)介(jie)(jie)(jie)質腐蝕(shi)的(de)能力也增加。在(zai)還原性(xing)(xing)介(jie)(jie)(jie)質中的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)較(jiao)差。在(zai)含氯化(hua)物介(jie)(jie)(jie)質中有良好的(de)抗應力腐蝕(shi)開裂能力。


2. 馬(ma)氏體不銹鋼


馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)主要含12%~18%的鉻元(yuan)素,并依據使(shi)用條件要求調(diao)整其含碳(tan)(tan)量(liang)(liang),一般在0.1%~0.4%,對于做(zuo)工具使(shi)用時,含碳(tan)(tan)量(liang)(liang)可達0.8%~1.0%.有的還根據需要加入一定(ding)量(liang)(liang)的鎳、鉬等(deng)合(he)金元(yuan)素。


馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)加(jia)熱時(shi)可(ke)以(yi)發生相變,因此,可(ke)以(yi)通過(guo)熱處理(li)方法在(zai)很大(da)范圍內調整其力學性能,這使(shi)馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)鋼可(ke)以(yi)用于制造有較高強度要求的零部件。


馬(ma)氏體不銹鋼在無機酸(suan)、有(you)機酸(suan)及(ji)有(you)機酸(suan)鹽中有(you)較好的(de)耐(nai)腐蝕性(xing)。在硫酸(suan)、鹽酸(suan)、熱硝酸(suan)中的(de)耐(nai)腐蝕能力差。


3. 奧氏體不銹鋼


奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)都含有(you)(you)較高的鉻(ge),一般大于18%,含有(you)(you)8%左右的鎳,有(you)(you)的以(yi)錳(Mn)取代部(bu)分鎳,為(wei)進一步提高耐(nai)腐(fu)蝕性,有(you)(you)的還加(jia)入鉬(mu)、銅、硅(Si)、鈦(Ti)、鈮(Nb)等合(he)金元素。奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)與鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)(xiang)似,加(jia)熱時不發生(sheng)相(xiang)(xiang)變,不能通過熱處(chu)理(li)方法強化力學性能,其(qi)強度(du)較低(di),塑性、韌性較高。


奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能比馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)好,鉻-鎳(nie)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)對氧化(hua)性(xing)(xing)介質耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi),含(han)鉬、銅(tong)、硅的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)在硫酸中有(you)更好的(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)。含(han)穩(wen)定(ding)化(hua)元素(su)(su)鈦或鈮的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)有(you)良好的(de)(de)抗(kang)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能。提高奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)中鉻、鉬、鎳(nie)、氮元素(su)(su),可提高抗(kang)點腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能。


4. 沉淀硬化不銹鋼(gang)


沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼的特點是,在成(cheng)分中(zhong)除含有(you)鉻、鎳元素外,還(huan)含有(you)可以(yi)在熱(re)處理時能形(xing)成(cheng)沉淀析(xi)出相的銅、鋁(Al)、鈦(tai)、鈮、鉬(mu)等(deng)元素,并以(yi)此使鋼得(de)到強化。


沉淀硬化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)可以通過熱(re)(re)處理方(fang)(fang)法(fa)調整力學性(xing)能(neng)(neng)。所(suo)以,沉淀硬化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)既(ji)彌補了馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)耐(nai)腐蝕性(xing)較(jiao)(jiao)差(cha)的不(bu)足,又(you)彌補了奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)能(neng)(neng)通過熱(re)(re)處理方(fang)(fang)法(fa)強化(hua)(hua)的不(bu)足,使其既(ji)保證機械性(xing)能(neng)(neng)有較(jiao)(jiao)大的調節空間,又(you)具有較(jiao)(jiao)好的耐(nai)腐蝕性(xing)能(neng)(neng),越來越得到(dao)重(zhong)視。


5. 雙相不銹鋼(鐵素體-奧氏(shi)體不銹鋼)


 雙相不(bu)銹鋼(gang)一(yi)(yi)般含(han)有17%~30%的(de)(de)鉻和(he)3%~13%的(de)(de)鎳,另外,還加(jia)入鉬、銅(tong)、鈮、氮等元素。另一(yi)(yi)個特點是將含(han)碳量控制得(de)很(hen)低。依據成分不(bu)同(tong),有的(de)(de)以鐵(tie)素體(ti)為主,有的(de)(de)以奧氏(shi)(shi)體(ti)為主,構成鐵(tie)素體(ti)和(he)奧氏(shi)(shi)體(ti)兩相共(gong)存的(de)(de)組織狀(zhuang)態。


雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼采用(yong)正確的固溶處理后,因為(wei)含有強化(hua)元素,使其具(ju)有比奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼稍高的機械(xie)性(xing)能(neng)。


雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼中(zhong)因(yin)含有(you)(you)較(jiao)高(gao)量(liang)的鉻及其(qi)他多種對耐腐(fu)(fu)(fu)蝕性有(you)(you)效的合金元素,所以,耐腐(fu)(fu)(fu)蝕性能好,特別是耐點腐(fu)(fu)(fu)蝕、縫隙腐(fu)(fu)(fu)蝕及耐應力腐(fu)(fu)(fu)蝕開裂性能好。雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼雖然(ran)出現得較(jiao)晚,但已經(jing)受到重視,應用(yong)于各個方面。