隨著世界經濟的發展,科學技術的進步,不銹鋼作為不銹耐蝕的功能材料、現代結構材料及綠色環保材料已大步進人了工業、商業、家居生活等各個領域,因此我們很有必要全面了解不銹鋼的材料和其在多方面所具有的優異性能。
絕大多(duo)(duo)數金(jin)屬都(dou)是一種(zhong)(zhong)主要金(jin)屬元(yuan)素和(he)一種(zhong)(zhong)或(huo)多(duo)(duo)種(zhong)(zhong)添(tian)加的(de)(de)元(yuan)素所形成的(de)(de)合(he)金(jin)。一般情(qing)況下,固態金(jin)屬和(he)合(he)金(jin)都(dou)是由不(bu)(bu)規則排列的(de)(de)晶粒構成,這些晶粒有著確定的(de)(de)晶體(ti)結(jie)構。所有不(bu)(bu)同種(zhong)(zhong)類的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)都(dou)是鉻含量在(zai)11%以上的(de)(de)鐵基(ji)合(he)金(jin),許多(duo)(duo)鋼(gang)種(zhong)(zhong)還(huan)含有鎳、鉬、錳、氮和(he)其(qi)(qi)他合(he)金(jin)元(yuan)素。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中以晶體(ti)結(jie)構的(de)(de)不(bu)(bu)同分(fen)為(wei)鐵素體(ti)、奧(ao)氏(shi)體(ti)和(he)馬(ma)氏(shi)體(ti),或(huo)其(qi)(qi)中兩種(zhong)(zhong)或(huo)多(duo)(duo)種(zhong)(zhong)的(de)(de)組織,不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)許多(duo)(duo)特性都(dou)取決于(yu)它們的(de)(de)晶體(ti)結(jie)構。圖2-1是這些晶體(ti)結(jie)構的(de)(de)示意圖。圖中的(de)(de)黑點(dian)表示原子,劃直線是為(wei)了能(neng)看清楚其(qi)(qi)結(jie)構。
鐵(tie)素體是常溫下鐵(tie)和(he)(he)低碳合金的(de)基本晶(jing)體結構(體心(xin)立方(fang))。假設一個立方(fang)體,它的(de)8個角和(he)(he)幾何中(zhong)(zhong)心(xin)點各有(you)一個原子。在晶(jing)粒(li)中(zhong)(zhong)這樣的(de)立方(fang)體以三維(wei)的(de)形式重(zhong)復(fu)出現直到碰(peng)到一個不同方(fang)向的(de)晶(jing)粒(li)。兩種晶(jing)粒(li)相接之處被稱之為(wei)晶(jing)界(jie)(jie)。晶(jing)界(jie)(jie)由許多(duo)方(fang)面構成,包括界(jie)(jie)面、缺(que)陷、雜質及其(qi)他物質的(de)晶(jing)粒(li)。它們很(hen)復(fu)雜,而且(qie)在金屬的(de)機(ji)械性(xing)能和(he)(he)腐蝕性(xing)方(fang)面起著(zhu)重(zhong)要的(de)作用。
奧氏(shi)體(ti)在(zai)高溫(>800℃)下鐵的(de)(de)晶(jing)體(ti)結構(面(mian)(mian)心立(li)(li)(li)(li)方(fang))。在(zai)奧氏(shi)體(ti)中(zhong),除(chu)像鐵素體(ti)立(li)(li)(li)(li)方(fang)體(ti)的(de)(de)每個(ge)(ge)角都有(you)一個(ge)(ge)原子(zi)外,立(li)(li)(li)(li)方(fang)體(ti)六(liu)個(ge)(ge)面(mian)(mian)的(de)(de)每個(ge)(ge)面(mian)(mian)的(de)(de)幾(ji)何中(zhong)心都有(you)一個(ge)(ge)原子(zi)。如(ru)果在(zai)鐵或鐵鉻合金中(zhong)單獨加入(ru)鎳、錳、氮或碳或加人其中(zhong)的(de)(de)幾(ji)種,該面(mian)(mian)心立(li)(li)(li)(li)方(fang)的(de)(de)排(pai)列在(zai)常(chang)溫下將(jiang)處于穩(wen)定狀態。
馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)常溫下具有(you)穩定(ding)的結構,與鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)比,更接近(jin)于鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti),它(ta)也是(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)心立方(fang)結構,但是(shi)立方(fang)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的一(yi)(yi)個(ge)(ge)軸被延長,也就是(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)有(you)三(san)個(ge)(ge)軸成直(zhi)角(jiao),兩個(ge)(ge)邊(bian)相(xiang)等,一(yi)(yi)個(ge)(ge)邊(bian)不等(四方(fang)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti))。對(dui)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)或奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的立方(fang)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)進(jin)行熱處理(li)或冷作就會出(chu)現這樣(yang)的情況。馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)三(san)種(zhong)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)結構中(zhong)最硬(ying),強度(du)最好,同時又最難焊接。實際上這種(zhong)合金很少進(jin)行變形(xing)處理(li)。