不銹鋼(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(dian)硬(ying)化不銹(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)體不銹鋼奧(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%。


 這五類不銹鋼在(zai)成分,金相組織,耐腐蝕性,可(ke)達到的力學性能及熱處理方式等方面各(ge)有不同。


1. 鐵素體不銹鋼


鐵素體(ti)不銹鋼中的主要合(he)金元(yuan)素是鉻,當鋼(gang)中含(han)有(you)大于12%的鉻,再含(han)有(you)其他(ta)穩定(ding)鐵(tie)素體的元(yuan)素時,則鋼(gang)中的組織結構(gou)基本(ben)上(shang)是鐵(tie)素體,在室溫下的組織也(ye)是鐵(tie)素體。


鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)組織決定了其具有(you)不太高的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度,而且(qie)不能(neng)通過(guo)熱處(chu)理方法強(qiang)化,該鋼(gang)種(zhong)有(you)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)塑性(xing),但脆性(xing)較(jiao)大。鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)對硝酸(suan)等氧化性(xing)介質(zhi)有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)。且(qie)隨著鉻含量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),其抗(kang)氧化性(xing)介質(zhi)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)也增(zeng)加(jia)。在還(huan)原性(xing)介質(zhi)中的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)較(jiao)差(cha)。在含氯(lv)化物介質(zhi)中有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂能(neng)力(li)。


2. 馬氏體不銹鋼(gang)


馬氏體不銹鋼(gang)主要含12%~18%的(de)鉻(ge)元素,并依據使用條件要求(qiu)調整其含碳量(liang),一般在0.1%~0.4%,對于做工(gong)具使用時,含碳量(liang)可(ke)達0.8%~1.0%.有的(de)還根據需要加(jia)入(ru)一定量(liang)的(de)鎳、鉬等合金(jin)元素。


馬氏(shi)體不銹鋼在加熱時可(ke)以發(fa)生相變,因此(ci),可(ke)以通過熱處理(li)方法在很(hen)大(da)范圍內調整其力學(xue)性能,這使馬氏(shi)體不銹鋼可(ke)以用于制造有(you)較高強(qiang)度要求的零部件。


馬氏體不銹鋼在無機(ji)酸(suan)、有(you)(you)機(ji)酸(suan)及有(you)(you)機(ji)酸(suan)鹽中(zhong)有(you)(you)較好(hao)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性。在硫酸(suan)、鹽酸(suan)、熱硝酸(suan)中(zhong)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕能力差(cha)。


3. 奧氏體不銹鋼(gang)


奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)都(dou)含有(you)(you)較高(gao)(gao)的(de)鉻,一(yi)般大于18%,含有(you)(you)8%左右的(de)鎳,有(you)(you)的(de)以錳(Mn)取代部分(fen)鎳,為(wei)進一(yi)步提高(gao)(gao)耐(nai)腐(fu)蝕性,有(you)(you)的(de)還加入鉬、銅、硅(Si)、鈦(Ti)、鈮(Nb)等合金元素(su)。奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)相似,加熱時(shi)不(bu)(bu)發生相變,不(bu)(bu)能通(tong)過熱處理(li)方法強(qiang)化力學(xue)性能,其(qi)強(qiang)度較低,塑(su)性、韌性較高(gao)(gao)。


奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)能比馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)好(hao),鉻(ge)-鎳奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)對氧化性(xing)介(jie)質耐腐蝕(shi),含鉬、銅(tong)、硅的(de)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)在硫(liu)酸中有(you)更好(hao)的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)。含穩定化元素鈦或(huo)鈮的(de)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)有(you)良好(hao)的(de)抗(kang)晶間腐蝕(shi)性(xing)能。提(ti)(ti)高奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)中鉻(ge)、鉬、鎳、氮元素,可(ke)提(ti)(ti)高抗(kang)點腐蝕(shi)性(xing)能。


4. 沉淀硬(ying)化不銹鋼(gang)


沉淀(dian)硬(ying)化不銹鋼(gang)的(de)特(te)點(dian)是(shi),在(zai)成分(fen)中除含有鉻、鎳元素外,還含有可以在(zai)熱處理時能(neng)形成沉淀(dian)析出(chu)相(xiang)的(de)銅、鋁(Al)、鈦、鈮、鉬(mu)等元素,并以此(ci)使鋼(gang)得到強化。


沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)可以通過(guo)熱處理方法調整力學性能(neng)。所以,沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)既彌補了馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)耐腐(fu)蝕性較差的(de)不(bu)足,又彌補了奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)能(neng)通過(guo)熱處理方法強化的(de)不(bu)足,使其既保證(zheng)機械性能(neng)有較大的(de)調節空間,又具有較好的(de)耐腐(fu)蝕性能(neng),越來越得到重視。


5. 雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(鐵(tie)素體(ti)-奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang))


 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼一(yi)般含有(you)17%~30%的鉻(ge)和(he)3%~13%的鎳(nie),另外,還加入鉬、銅、鈮、氮等元(yuan)素。另一(yi)個特點是(shi)將(jiang)含碳量(liang)控制得(de)很低。依據成分(fen)不同,有(you)的以鐵(tie)素體為主,有(you)的以奧氏(shi)體為主,構(gou)成鐵(tie)素體和(he)奧氏(shi)體兩相(xiang)共存的組織狀態。


雙相不(bu)銹鋼采用(yong)正確的固(gu)溶處理后(hou),因為含有強化元素(su),使其(qi)具(ju)有比奧氏體不(bu)銹鋼稍(shao)高的機械性能。


雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼中(zhong)因含有(you)較高(gao)量的(de)鉻及(ji)其他多種對耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)有(you)效的(de)合金元素,所以,耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能好,特(te)別(bie)是耐(nai)點腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)及(ji)耐(nai)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂性(xing)能好。雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼雖(sui)然出現得(de)較晚,但已經受到重視,應(ying)用于各個方面。