不銹鋼從化學成分上大致可分為Fe-Cr系和Fe-Cr-Ni系,從金屬組織上可分為奧氏體型、鐵素體型、馬氏體型、奧氏體-鐵素體的雙相型以及沉淀硬化型5類。其中奧氏體型、鐵素體型以及馬氏體型不銹鋼正如第1章敘述的是1912~1914年由歐洲或美國發明的。不過,雙相不銹鋼是為了克服奧(ao)氏體不銹鋼晶間腐蝕的弱點于20世紀30年代在歐洲開發的。另一方面,沉淀硬化不銹鋼作為高強度不銹鋼于20世紀40年代在美國被開發的。奧氏體、鐵素體以及馬氏體不銹鋼,正如2.3節敘述的,在1959年JIS(日本標準規格)制定時其中的一部分鋼種被列人日本標準規格。沉淀硬化不銹鋼是從1965年、雙相不銹鋼是從1972年被列人日本標準的。
在日(ri)(ri)本生產的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)種(zhong)(zhong),開始主(zhu)要是以(yi)美(mei)國的AISI(美(mei)國鋼(gang)鐵協會)標(biao)準規定的鋼(gang)種(zhong)(zhong)為中心,其(qi)多數被列(lie)入JIS中。從20世紀60年代起(qi)隨著(zhu)對各種(zhong)(zhong)性質要求的提高以(yi)及用途的擴大(da),歐美(mei)鋼(gang)種(zhong)(zhong)的改良或獨自鋼(gang)種(zhong)(zhong)的開發被蓬勃開展。其(qi)結(jie)果(guo)是現在大(da)約有80種(zhong)(zhong)鋼(gang)被列(lie)入日(ri)(ri)本標(biao)準。
這些不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的鋼(gang)種從成(cheng)(cheng)分(fen)上被分(fen)類(lei)為 Fe-Cr系(xi)(xi)和(he) Fe-Cr-Ni系(xi)(xi),并根(gen)據合金成(cheng)(cheng)分(fen)按鋼(gang)種性質繪制了(le)分(fen)類(lei)系(xi)(xi)統圖(tu)(tu),見附圖(tu)(tu)1及附圖(tu)(tu)2。附圖(tu)(tu)1列出了(le)馬氏(shi)體(ti)和(he)鐵素體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang);附圖(tu)(tu)2列出了(le)奧氏(shi)體(ti)和(he)雙相不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。另(ling)外(wai),記號中(zhong)含有J文字的鋼(gang)的大部(bu)分(fen)是日本獨自改良或開發(fa)的鋼(gang)種,約占(zhan)全部(bu)鋼(gang)種的1/3。
附圖1所(suo)示的(de)Fe-Cr系是以410鋼(gang)(gang)(13Cr)為(wei)綱,大(da)致以鉻(ge)含量(liang)(liang)為(wei)13%和大(da)于13%來分開。馬氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)大(da)多為(wei)13%Cr,并添(tian)加0.5%以下的(de)其(qi)他元(yuan)素(su)以改善其(qi)形成性(xing)、耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)、切削性(xing)、硬度等。13Cr鋼(gang)(gang)因為(wei)硬度高(gao),因而改良的(de)切削鋼(gang)(gang)種被(bei)大(da)量(liang)(liang)開發(fa),同時也被(bei)列人(ren)JIS.將鉻(ge)含量(liang)(liang)增(zeng)加至16%~17%的(de)鋼(gang)(gang)系是以大(da)量(liang)(liang)添(tian)加碳提(ti)高(gao)硬度、耐(nai)(nai)磨性(xing)的(de)鋼(gang)(gang)種為(wei)主體(ti),為(wei)提(ti)高(gao)韌性(xing)而添(tian)加鎳的(de)431鋼(gang)(gang)(16Cr-2Ni);更(geng)進一步加以改善的(de)鋼(gang)(gang)種有(you)沉淀硬化型不銹鋼(gang)(gang)-630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。

另外,對(dui)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)系(xi)列(lie)的(de)(de)馬氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang),如13Cr,其(qi)焊接(jie)性(xing)(xing)(xing)、耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)、加(jia)(jia)工性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)改善,可通(tong)過添加(jia)(jia)鋁或(huo)降低碳含(han)量(liang)(liang)使(shi)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)組織的(de)(de)焊接(jie)性(xing)(xing)(xing)和加(jia)(jia)工性(xing)(xing)(xing)得(de)以提高(gao)。對(dui)于17Cr鋼(gang)(gang),在430鋼(gang)(gang)(17Cr-0.06C)的(de)(de)基礎(chu)上(shang)根據目的(de)(de)不(bu)同(tong)開發了(le)許多(duo)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong),特別是(shi)通(tong)過降低碳、氮含(han)量(liang)(liang)大(da)(da)量(liang)(liang)開發了(le)提高(gao)加(jia)(jia)工性(xing)(xing)(xing)、焊接(jie)性(xing)(xing)(xing)以及通(tong)過添加(jia)(jia)鉬(mu)提高(gao)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong),使(shi)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)用途得(de)以擴大(da)(da)。作(zuo)為大(da)(da)幅度提高(gao)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)有含(han)22%~30%Cr、1%~4%Mo的(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong),其(qi)中4種(zhong)(zhong)已被列(lie)入日(ri)本標準(JIS).
附圖2的(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Ni系(xi)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)部(bu)分(fen)是(shi)由奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)組成。本來(lai)奧氏(shi)體系(xi)列的(de)(de)(de)(de)基本鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)302鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(18Cr-8Ni-0.1C),但是(shi)大(da)多數的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)都是(shi)由將碳(tan)含(han)量(liang)降低到0.08%以下的(de)(de)(de)(de)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)展(zhan)開(kai)(kai)來(lai)的(de)(de)(de)(de)。奧氏(shi)體系(xi)列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)發(fa)(fa)初期是(shi)通過(guo)(guo)降低碳(tan)含(han)量(liang)、添加(jia)鈦(tai)、鈮來(lai)達到改(gai)善耐晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。為了(le)(le)(le)進一(yi)步(bu)提高(gao)(gao)(gao)(gao)對非氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)酸的(de)(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing),在(zai)上述(shu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中添加(jia)了(le)(le)(le)Mo或Mo和(he)Cu復合。這已(yi)經在(zai)第(di)1章敘述(shu)了(le)(le)(le),這些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)也(ye)(ye)適用于現(xian)在(zai)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)。從20世紀60年(nian)代(dai)后期起,為了(le)(le)(le)提高(gao)(gao)(gao)(gao)形成性(xing)(xing)而添加(jia)銅的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),以及為了(le)(le)(le)進一(yi)步(bu)提高(gao)(gao)(gao)(gao)強度而添加(jia)0.1%以上氮的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)被(bei)大(da)量(liang)開(kai)(kai)發(fa)(fa),此(ci)后也(ye)(ye)都被(bei)JIS所(suo)認(ren)(ren)(ren)定。此(ci)外(wai)(wai),為了(le)(le)(le)提高(gao)(gao)(gao)(gao)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)人(ren)們(men)對奧氏(shi)體系(xi)列中的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)進行了(le)(le)(le)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)改(gai)良工作,像(xiang)研發(fa)(fa)了(le)(le)(le)通過(guo)(guo)添加(jia)Si和(he)Cu使耐應力(li)腐蝕(shi)性(xing)(xing)提高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)許多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(315J1,315J2);像(xiang)開(kai)(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)(le)通過(guo)(guo)添加(jia)Mo和(he)N使耐點腐蝕(shi)性(xing)(xing)提高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)許多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),同時也(ye)(ye)被(bei)JIS所(suo)認(ren)(ren)(ren)定。另外(wai)(wai),通過(guo)(guo)大(da)量(liang)添加(jia)鉬、增大(da)鉻含(han)量(liang)、添加(jia)氮開(kai)(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)(le)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)接近鎳基合金(Ni-Cr-Mo)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),其中的(de)(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分(fen)已(yi)被(bei)JIS(836L)認(ren)(ren)(ren)定。除此(ci)之外(wai)(wai),還開(kai)(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)(le)一(yi)些改(gai)善加(jia)工硬化(hua)、耐氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)、切削性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),其中有從301鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17C-7Ni)發(fa)(fa)展(zhan)過(guo)(guo)來(lai)的(de)(de)(de)(de)631鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17Cr-7Ni-1A1)等沉淀硬化(hua)型不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。

另外,雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)成(cheng)分上與奧(ao)氏體鋼(gang)(gang)相(xiang)比Cr/Ni比較(jiao)大,作為奧(ao)氏體相(xiang)和鐵素體相(xiang)的(de)兩相(xiang)組織的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang),除(chu)了(le)耐晶間腐蝕外,高強(qiang)度(du)、出色的(de)耐應力腐蝕性是其(qi)一大特點。雖然(ran)被列入JIS的(de)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)只(zhi)有4種,但近幾年其(qi)用途(tu)不(bu)斷在(zai)(zai)擴(kuo)大。

