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氏(shi)體不(bu)銹(xiu)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。


  在日本生(sheng)產的(de)(de)不銹鋼種(zhong),開(kai)始(shi)主要(yao)(yao)是以美國的(de)(de)AISI(美國鋼鐵協會)標準規定的(de)(de)鋼種(zhong)為中心,其多數被(bei)(bei)列入JIS中。從20世紀60年代起隨著對各種(zhong)性質要(yao)(yao)求的(de)(de)提(ti)高以及(ji)用途(tu)的(de)(de)擴大(da),歐美鋼種(zhong)的(de)(de)改良或(huo)獨自鋼種(zhong)的(de)(de)開(kai)發被(bei)(bei)蓬勃(bo)開(kai)展。其結(jie)果是現在大(da)約(yue)有80種(zhong)鋼被(bei)(bei)列入日本標準。


  這些(xie)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)從成(cheng)分(fen)上被分(fen)類(lei)為(wei) Fe-Cr系和 Fe-Cr-Ni系,并根據合(he)金成(cheng)分(fen)按(an)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)性質繪制(zhi)了分(fen)類(lei)系統圖(tu)(tu),見(jian)附圖(tu)(tu)1及附圖(tu)(tu)2。附圖(tu)(tu)1列出(chu)了馬氏(shi)體(ti)和鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang);附圖(tu)(tu)2列出(chu)了奧氏(shi)體(ti)和雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。另外(wai),記號中含有J文(wen)字(zi)的鋼(gang)(gang)(gang)的大部分(fen)是日本獨自改良或開發的鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong),約占(zhan)全部鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)的1/3。


  附圖1所示的(de)(de)Fe-Cr系是(shi)以410鋼(gang)(13Cr)為(wei)綱,大(da)致(zhi)以鉻含量(liang)為(wei)13%和(he)大(da)于13%來分開(kai)。馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)大(da)多為(wei)13%Cr,并(bing)添加0.5%以下的(de)(de)其他元素(su)以改(gai)善其形(xing)成性(xing)、耐蝕性(xing)、切(qie)(qie)削(xue)性(xing)、硬(ying)度等(deng)。13Cr鋼(gang)因(yin)為(wei)硬(ying)度高,因(yin)而改(gai)良的(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)鋼(gang)種(zhong)被大(da)量(liang)開(kai)發,同時也被列人JIS.將鉻含量(liang)增加至16%~17%的(de)(de)鋼(gang)系是(shi)以大(da)量(liang)添加碳提高硬(ying)度、耐磨(mo)性(xing)的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)為(wei)主體,為(wei)提高韌性(xing)而添加鎳的(de)(de)431鋼(gang)(16Cr-2Ni);更進(jin)一步加以改(gai)善的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)有沉淀硬(ying)化型不銹(xiu)鋼(gang)-630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。


附圖1.jpg


  另外,對(dui)(dui)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)系列的(de)(de)馬氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang),如13Cr,其焊接性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)、加(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)改善,可通(tong)過(guo)添加(jia)鋁或降(jiang)低(di)碳含(han)(han)量使鐵(tie)素(su)體(ti)組(zu)織的(de)(de)焊接性(xing)(xing)(xing)和加(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)得(de)以(yi)提(ti)高(gao)。對(dui)(dui)于17Cr鋼(gang)(gang)(gang),在(zai)430鋼(gang)(gang)(gang)(17Cr-0.06C)的(de)(de)基礎上根據目的(de)(de)不同開發了(le)許多鋼(gang)(gang)(gang)種,特別是通(tong)過(guo)降(jiang)低(di)碳、氮含(han)(han)量大量開發了(le)提(ti)高(gao)加(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)、焊接性(xing)(xing)(xing)以(yi)及通(tong)過(guo)添加(jia)鉬(mu)提(ti)高(gao)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種,使鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)用途得(de)以(yi)擴大。作為大幅度提(ti)高(gao)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種有(you)含(han)(han)22%~30%Cr、1%~4%Mo的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種,其中4種已被(bei)列入日(ri)本(ben)標(biao)準(JIS).


  附圖2的(de)(de)Fe-Cr-Ni系(xi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)大部分是(shi)由(you)奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)組成。本(ben)來(lai)(lai)奧(ao)(ao)氏體系(xi)列的(de)(de)基(ji)本(ben)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)302鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(18Cr-8Ni-0.1C),但是(shi)大多數的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)都(dou)是(shi)由(you)將碳含(han)(han)量降低到(dao)0.08%以下的(de)(de)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)開來(lai)(lai)的(de)(de)。奧(ao)(ao)氏體系(xi)列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)開發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)初期是(shi)通過(guo)(guo)降低碳含(han)(han)量、添(tian)(tian)加(jia)(jia)鈦、鈮來(lai)(lai)達到(dao)改(gai)善耐(nai)(nai)(nai)晶間腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)目的(de)(de)。為了(le)(le)(le)(le)進一(yi)步提(ti)(ti)高(gao)對(dui)非(fei)氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)(xing)酸的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing),在上述鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)添(tian)(tian)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)(le)Mo或Mo和Cu復合。這(zhe)(zhe)已經(jing)在第1章敘(xu)述了(le)(le)(le)(le),這(zhe)(zhe)些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)也(ye)適用于(yu)現在的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)。從20世紀60年代后期起,為了(le)(le)(le)(le)提(ti)(ti)高(gao)形成性(xing)(xing)而添(tian)(tian)加(jia)(jia)銅的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),以及(ji)為了(le)(le)(le)(le)進一(yi)步提(ti)(ti)高(gao)強度而添(tian)(tian)加(jia)(jia)0.1%以上氮(dan)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)被(bei)大量開發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa),此后也(ye)都(dou)被(bei)JIS所(suo)(suo)認(ren)(ren)定(ding)。此外(wai)(wai),為了(le)(le)(le)(le)提(ti)(ti)高(gao)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)人們對(dui)奧(ao)(ao)氏體系(xi)列中(zhong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)進行了(le)(le)(le)(le)大量的(de)(de)改(gai)良工作,像研發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)了(le)(le)(le)(le)通過(guo)(guo)添(tian)(tian)加(jia)(jia)Si和Cu使(shi)耐(nai)(nai)(nai)應力腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)提(ti)(ti)高(gao)的(de)(de)許(xu)多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(315J1,315J2);像開發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)了(le)(le)(le)(le)通過(guo)(guo)添(tian)(tian)加(jia)(jia)Mo和N使(shi)耐(nai)(nai)(nai)點腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)提(ti)(ti)高(gao)的(de)(de)許(xu)多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),同時也(ye)被(bei)JIS所(suo)(suo)認(ren)(ren)定(ding)。另外(wai)(wai),通過(guo)(guo)大量添(tian)(tian)加(jia)(jia)鉬、增(zeng)大鉻(ge)含(han)(han)量、添(tian)(tian)加(jia)(jia)氮(dan)開發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)了(le)(le)(le)(le)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)接近鎳(nie)基(ji)合金(Ni-Cr-Mo)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),其中(zhong)的(de)(de)一(yi)部分已被(bei)JIS(836L)認(ren)(ren)定(ding)。除此之外(wai)(wai),還開發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)了(le)(le)(le)(le)一(yi)些改(gai)善加(jia)(jia)工硬化(hua)、耐(nai)(nai)(nai)氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)(xing)、切(qie)削性(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),其中(zhong)有從301鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17C-7Ni)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)過(guo)(guo)來(lai)(lai)的(de)(de)631鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17Cr-7Ni-1A1)等沉淀硬化(hua)型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。


附圖 2.jpg


 另(ling)外(wai),雙相(xiang)不銹鋼在(zai)成分上與奧氏體鋼相(xiang)比(bi)Cr/Ni比(bi)較大(da)(da),作(zuo)為(wei)奧氏體相(xiang)和鐵素(su)體相(xiang)的(de)兩相(xiang)組織的(de)不銹鋼,除(chu)了耐晶間腐蝕(shi)外(wai),高強度、出色的(de)耐應力腐蝕(shi)性(xing)是其一(yi)大(da)(da)特點。雖(sui)然被(bei)列入JIS的(de)雙相(xiang)不銹鋼只有4種,但近幾年其用途(tu)不斷在(zai)擴大(da)(da)。