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,沉淀硬化(hua)不銹(xiu)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(gang)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(即本書中的雙相(xiang)不銹鋼(gang))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鋼或奧氏(shi)體不(bu)銹鋼,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%。
這五類不(bu)(bu)銹鋼在成(cheng)分,金相組織,耐(nai)腐蝕性(xing),可達到(dao)的力學(xue)性(xing)能及熱處理方(fang)式等(deng)方(fang)面各有不(bu)(bu)同(tong)。
1. 鐵素體不銹鋼
鐵素體不銹鋼中(zhong)的主要合金(jin)元素(su)是(shi)鉻,當鋼(gang)中(zhong)含有大于12%的鉻,再含有其他(ta)穩定鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)的元素(su)時(shi),則鋼(gang)中(zhong)的組織結構基本上是(shi)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti),在(zai)室(shi)溫下的組織也(ye)是(shi)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)。
鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)組織決定(ding)了(le)其具有(you)不(bu)太高的(de)(de)強(qiang)度,而且不(bu)能通過熱處理方法強(qiang)化,該(gai)鋼種有(you)一定(ding)的(de)(de)塑性,但脆性較(jiao)大(da)。鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼對(dui)硝(xiao)酸等氧化性介質(zhi)(zhi)有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)耐腐蝕性。且隨(sui)著(zhu)鉻含量的(de)(de)增加,其抗氧化性介質(zhi)(zhi)腐蝕的(de)(de)能力(li)也增加。在(zai)還原性介質(zhi)(zhi)中的(de)(de)耐腐蝕性較(jiao)差(cha)。在(zai)含氯化物介質(zhi)(zhi)中有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)抗應力(li)腐蝕開裂(lie)能力(li)。
2. 馬氏體(ti)不(bu)銹鋼
馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)主要(yao)含(han)12%~18%的鉻元素,并依據使用條(tiao)件要(yao)求調整其(qi)含(han)碳量(liang)(liang),一(yi)般在0.1%~0.4%,對于做工具使用時,含(han)碳量(liang)(liang)可達0.8%~1.0%.有的還根據需(xu)要(yao)加入一(yi)定量(liang)(liang)的鎳、鉬(mu)等合金元素。
馬氏體不銹鋼(gang)(gang)在加(jia)熱時可(ke)以(yi)發生相變,因(yin)此,可(ke)以(yi)通過熱處理方(fang)法在很大范圍內調整其力學性(xing)能,這使馬氏體不銹鋼(gang)(gang)可(ke)以(yi)用于(yu)制造有較高強(qiang)度(du)要求的零部件。
馬氏體(ti)不銹鋼在無機(ji)(ji)酸(suan)、有(you)機(ji)(ji)酸(suan)及有(you)機(ji)(ji)酸(suan)鹽中有(you)較好的耐腐蝕性(xing)。在硫酸(suan)、鹽酸(suan)、熱(re)硝酸(suan)中的耐腐蝕能(neng)力差。
3. 奧氏(shi)體不(bu)銹鋼
奧氏體(ti)不(bu)銹鋼都含有較(jiao)高(gao)的(de)鉻,一(yi)般大于18%,含有8%左右的(de)鎳(nie),有的(de)以錳(Mn)取代部分(fen)鎳(nie),為進一(yi)步提高(gao)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing),有的(de)還加(jia)入鉬、銅、硅(Si)、鈦(tai)(Ti)、鈮(Nb)等合金元素。奧氏體(ti)不(bu)銹鋼與鐵素體(ti)不(bu)銹鋼相(xiang)似,加(jia)熱(re)時(shi)不(bu)發生相(xiang)變(bian),不(bu)能通過(guo)熱(re)處理(li)方(fang)法(fa)強化力學性(xing)(xing)能,其強度較(jiao)低,塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)較(jiao)高(gao)。
奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)的耐腐(fu)蝕(shi)性能比(bi)馬氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)好(hao),鉻(ge)-鎳奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)對氧化性介質耐腐(fu)蝕(shi),含鉬(mu)、銅、硅的奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)在硫酸中(zhong)有(you)更(geng)好(hao)的耐腐(fu)蝕(shi)性。含穩定(ding)化元素鈦或鈮的奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)有(you)良(liang)好(hao)的抗(kang)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)性能。提(ti)高奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)鉻(ge)、鉬(mu)、鎳、氮元素,可提(ti)高抗(kang)點腐(fu)蝕(shi)性能。
4. 沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼
沉(chen)淀硬化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)特點是,在(zai)成分(fen)中除含有鉻、鎳元素外,還含有可以(yi)在(zai)熱處理時能形成沉(chen)淀析出相的(de)銅、鋁(Al)、鈦、鈮、鉬等(deng)元素,并以(yi)此使鋼得到(dao)強化(hua)(hua)。
沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)可以通(tong)過熱處理(li)方(fang)法調整力(li)學性(xing)能。所以,沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)既(ji)彌補了馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐腐蝕性(xing)較(jiao)(jiao)差的(de)不(bu)(bu)足(zu),又彌補了奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)(bu)能通(tong)過熱處理(li)方(fang)法強化(hua)的(de)不(bu)(bu)足(zu),使其既(ji)保(bao)證機械性(xing)能有(you)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)調節空間(jian),又具有(you)較(jiao)(jiao)好的(de)耐腐蝕性(xing)能,越來越得到重(zhong)視。
5. 雙相(xiang)不銹鋼(鐵素(su)體-奧(ao)氏體不銹鋼)
雙相(xiang)不銹鋼一般(ban)含有17%~30%的鉻和3%~13%的鎳,另外(wai),還加(jia)入鉬、銅、鈮、氮等元素。另一個(ge)特點是(shi)將含碳量(liang)控制得(de)很低。依據成(cheng)(cheng)分不同,有的以(yi)鐵(tie)素體(ti)(ti)為主,有的以(yi)奧(ao)氏體(ti)(ti)為主,構成(cheng)(cheng)鐵(tie)素體(ti)(ti)和奧(ao)氏體(ti)(ti)兩(liang)相(xiang)共(gong)存的組(zu)織(zhi)狀態。
雙相不(bu)銹鋼采(cai)用正確的固溶處理(li)后,因為含(han)有(you)強化元素(su),使其具有(you)比奧氏體不(bu)銹鋼稍高的機(ji)械性能。
雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中因含有(you)較(jiao)高(gao)量(liang)的鉻(ge)及其他多種(zhong)對(dui)耐腐蝕(shi)(shi)(shi)性有(you)效的合金元素,所以(yi),耐腐蝕(shi)(shi)(shi)性能好,特別是(shi)耐點腐蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙腐蝕(shi)(shi)(shi)及耐應(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂性能好。雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼雖然出(chu)現(xian)得較(jiao)晚,但已(yi)經(jing)受到重視,應(ying)用于各個方面。

