不(bu)銹鋼(gang)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(ying)化不銹(xiu)鋼(gang)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(xiu)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(即本書中的雙相(xiang)不銹鋼)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(shi)體不(bu)銹鋼或奧(ao)氏體不銹鋼,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(wu)類不銹鋼在成分,金相(xiang)組織(zhi),耐腐(fu)蝕(shi)性(xing),可達(da)到的力學性(xing)能及熱處理方(fang)式(shi)等方(fang)面各有不同。
1. 鐵素體不(bu)銹鋼(gang)
鐵(tie)素體(ti)不銹鋼中(zhong)的(de)主要合金元素是(shi)鉻,當鋼中(zhong)含(han)有大于12%的(de)鉻,再含(han)有其他穩定鐵(tie)素體(ti)的(de)元素時,則鋼中(zhong)的(de)組(zu)織(zhi)結構基(ji)本上是(shi)鐵(tie)素體(ti),在室溫(wen)下的(de)組(zu)織(zhi)也是(shi)鐵(tie)素體(ti)。
鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)組織決(jue)定了(le)其(qi)(qi)具(ju)有(you)不(bu)太高(gao)的(de)(de)(de)(de)強度,而且(qie)不(bu)能通過熱處理方法強化(hua)(hua),該鋼種有(you)一定的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing),但脆性(xing)(xing)較大。鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼對硝酸(suan)等氧化(hua)(hua)性(xing)(xing)介質有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)。且(qie)隨(sui)著鉻(ge)含(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)增加,其(qi)(qi)抗氧化(hua)(hua)性(xing)(xing)介質腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)能力也增加。在還原性(xing)(xing)介質中的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)較差。在含(han)(han)氯化(hua)(hua)物介質中有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)抗應力腐蝕(shi)開裂(lie)能力。
2. 馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)鋼
馬氏體不銹鋼主要含(han)12%~18%的鉻(ge)元(yuan)素(su),并(bing)依據(ju)使用條件要求調整其(qi)含(han)碳(tan)量(liang),一(yi)般在(zai)0.1%~0.4%,對于做(zuo)工具使用時,含(han)碳(tan)量(liang)可達(da)0.8%~1.0%.有(you)的還根據(ju)需(xu)要加入一(yi)定(ding)量(liang)的鎳、鉬(mu)等合金元(yuan)素(su)。
馬(ma)氏(shi)體不銹鋼在加熱時可(ke)以發(fa)生相變,因(yin)此,可(ke)以通過熱處理(li)方(fang)法在很大范圍內調整其力學(xue)性能,這使馬(ma)氏(shi)體不銹鋼可(ke)以用(yong)于制造(zao)有(you)較高強(qiang)度要求的零(ling)部件。
馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼在(zai)(zai)無機(ji)酸(suan)(suan)、有(you)機(ji)酸(suan)(suan)及(ji)有(you)機(ji)酸(suan)(suan)鹽中(zhong)有(you)較好的耐(nai)腐蝕性。在(zai)(zai)硫酸(suan)(suan)、鹽酸(suan)(suan)、熱硝酸(suan)(suan)中(zhong)的耐(nai)腐蝕能力差。
3. 奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼
奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)都含(han)有(you)(you)較(jiao)高的(de)鉻(ge),一般大于18%,含(han)有(you)(you)8%左右的(de)鎳(nie),有(you)(you)的(de)以錳(meng)(Mn)取代(dai)部分鎳(nie),為進一步提高耐腐蝕性,有(you)(you)的(de)還加入鉬、銅、硅(Si)、鈦(Ti)、鈮(Nb)等合(he)金元素。奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)與(yu)鐵素體(ti)(ti)不銹鋼(gang)相似,加熱時不發生相變,不能通過熱處理方法(fa)強化(hua)力學性能,其強度(du)較(jiao)低,塑性、韌性較(jiao)高。
奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性(xing)能比馬氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)好(hao),鉻-鎳(nie)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)對氧化性(xing)介(jie)質耐腐(fu)蝕,含(han)鉬、銅、硅的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)硫酸(suan)中(zhong)有更好(hao)的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性(xing)。含(han)穩定化元素(su)鈦或(huo)鈮的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)有良好(hao)的(de)(de)(de)抗晶(jing)間腐(fu)蝕性(xing)能。提高奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)鉻、鉬、鎳(nie)、氮元素(su),可(ke)提高抗點腐(fu)蝕性(xing)能。
4. 沉淀(dian)硬化不銹鋼
沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼的特點是,在(zai)成(cheng)分中除含有鉻(ge)、鎳元素外,還含有可(ke)以(yi)在(zai)熱(re)處理時能形成(cheng)沉淀析出相的銅(tong)、鋁(Al)、鈦、鈮、鉬等元素,并以(yi)此使(shi)鋼得(de)到(dao)強化(hua)。
沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)可以通過(guo)熱處(chu)理方法調整力學性(xing)能。所(suo)以,沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)既彌(mi)補(bu)了(le)馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐腐蝕(shi)性(xing)較(jiao)差的(de)不(bu)足,又彌(mi)補(bu)了(le)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)能通過(guo)熱處(chu)理方法強(qiang)化(hua)的(de)不(bu)足,使其既保證機(ji)械性(xing)能有(you)較(jiao)大的(de)調節空間,又具(ju)有(you)較(jiao)好的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)能,越來越得到重視。
5. 雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(鐵(tie)素體(ti)-奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼)
雙相不銹鋼(gang)一般含有17%~30%的鉻和3%~13%的鎳,另外,還加入鉬(mu)、銅、鈮(ni)、氮(dan)等元素。另一個特點是將含碳量控(kong)制得很(hen)低。依據成(cheng)分不同,有的以鐵(tie)素體(ti)為(wei)(wei)主,有的以奧(ao)氏體(ti)為(wei)(wei)主,構成(cheng)鐵(tie)素體(ti)和奧(ao)氏體(ti)兩相共存的組織狀態。
雙相不銹鋼采(cai)用正確的固溶處理后,因為(wei)含有(you)強(qiang)化元(yuan)素,使其具(ju)有(you)比(bi)奧氏(shi)體不銹鋼稍高的機械性(xing)能。
雙相不銹鋼(gang)中因含有較高量的鉻及其他(ta)多種對耐腐(fu)蝕性有效的合(he)金元素,所以,耐腐(fu)蝕性能好,特別是耐點腐(fu)蝕、縫隙腐(fu)蝕及耐應力腐(fu)蝕開裂性能好。雙相不銹鋼(gang)雖(sui)然(ran)出(chu)現得較晚,但已經受到重視,應用(yong)于各個方面。

