不銹鋼(gang)的(de)(de)牌號、成分、性能各異,常用的(de)(de)分類方(fang)法(fa)主(zhu)要(yao)是按(an)鋼(gang)的(de)(de)主(zhu)要(yao)化學成分(特征元(yuan)素)和組(zu)織結(jie)構(gou)以及二(er)者相結(jie)合的(de)(de)方(fang)法(fa)來(lai)進行(xing)分類。
一、按鋼中(zhong)的主要(yao)化學成(cheng)分(特(te)征元素)分類
最常用是按鋼(gang)中特(te)征元素分為鉻系(xi)(xi)不(bu)銹鋼(gang)和鉻鎳系(xi)(xi)不(bu)銹鋼(gang)兩(liang)大類(lei)。
1. 鉻系
除鐵外(wai),鋼(gang)中的主要合(he)金元(yuan)素是(shi)鉻(ge)(ge),這類不銹鋼(gang)稱為鉻(ge)(ge)系不銹鋼(gang),相當(dang)于美國的AISI 400系列(lie)。
2. 鉻鎳系
除鐵外,鋼中(zhong)的主(zhu)要合金元素(su)是(shi)鉻和(he)鎳,這類不銹(xiu)鋼稱為(wei)鉻鎳系(xi)不銹(xiu)鋼,相當(dang)于美國的AISI 300系(xi)列。
二、按鋼的組織結構特(te)征分類(lei)
鋼(gang)(gang)的(de)(de)組(zu)織結(jie)構(gou)是指(zhi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)晶體(ti)結(jie)構(gou)和鋼(gang)(gang)的(de)(de)顯微組(zu)織的(de)(de)特征(zheng)。不銹(xiu)鋼(gang)(gang)按其組(zu)織結(jie)構(gou)的(de)(de)不同進行分類(lei),主要可分為五大類(lei)。即鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)和沉淀(dian)硬化不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
1. 鐵素體不銹鋼(gang)(F)
高、低溫度下晶體結構均為體心立方 見圖1. 4a ,鐵素(su)體不銹鋼的顯微組織見圖1.4(b)。
①. 晶(jing)體結構 系指晶(jing)體的(de)(de)(de)微觀構造,在鋼鐵(tie)材料中,常見的(de)(de)(de)晶(jing)體結構主要有體心立(li)方和面心立(li)方兩類。鋼的(de)(de)(de)晶(jing)體結構是決定鋼的(de)(de)(de)力學、化學、物(wu)理等(deng)性能的(de)(de)(de)最(zui)基(ji)本的(de)(de)(de)因(yin)素之一。
②. 顯微(wei)組(zu)織(zhi) 在(zai)顯微(wei)鏡下觀(guan)察到的鋼的組(zu)織(zhi)。
一般鐵(tie)的晶(jing)體(ti)(ti)結(jie)構也是體(ti)(ti)心立方。而鉻(ge)(ge)是鐵(tie)素體(ti)(ti)形成(cheng)元素,所以,鉻(ge)(ge)加入鐵(tie)中(zhong),鋼的晶(jing)體(ti)(ti)結(jie)構沒有改變。鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼的代表性牌(pai)號有0Cr11Ti(409)和1Cr17(430)等。
使鋼形成鐵素(su)體的元素(su)還有Mo、Si、Al、W、Ti、Nb等。
2. 奧氏體不銹鋼(A)
向鐵素體不銹鋼中加入適量具有奧氏體形成能力的鎳元素,便會得到高溫和室溫下均為面心立方晶體結構[見圖1.5a 的奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼的顯微組織見圖1.5(b)。
使鋼形成奧氏體的元素除(chu)Ni外,還有C、N、Mn、Cu等。
3. 馬氏體不銹(xiu)鋼(M)
高溫下為奧氏體,室溫和低溫下組織為馬氏體,馬氏體系自奧氏體轉變而來的相變產物。馬氏(shi)體不銹鋼(gang)的晶體結構為體心四方(具有長方度的體心立方),見圖1.6(a),而低碳,特別是超低碳馬氏體不銹鋼的晶體結構則為體心立方。 馬氏體不銹鋼的顯微組織見圖1.6(b)。Fe-Cr-C馬氏體不銹鋼的代表性牌號有1Cr13(410)等;馬氏體不銹鋼的代表性牌號有1Cr17Ni2(431)、00Cr13Ni5Mo等。
為了(le)(le)便于大家對(dui)不銹(xiu)鋼(gang)中前三種組(zu)織結構(gou)的了(le)(le)解,表1.2中列出了(le)(le)鐵(低碳鋼(gang))和不銹(xiu)鋼(gang)組(zu)織結構(gou)的對(dui)比。
4. 雙相不銹鋼(gang)(F+A)
鋼的基體組織為鐵素體和奧氏體具有一定比例的雙相結構。它們的顯微組織見圖1.7。雙相不銹鋼的代表性牌號有1Cr25Ni5Mo1.5(AISI 329),1Cr21Ni5Ti(1X21H5T),00Cr22Ni5Mo3N(SAF 2205)和 00Cr26Ni7Mo3N (SAF 2507)等。
前述形(xing)(xing)成(cheng)鐵(tie)素(su)體的(de)元素(su)和形(xing)(xing)成(cheng)奧氏體的(de)元素(su)在鋼內合理配(pei)比,便可得到F+A雙相不銹(xiu)鋼。
5. 沉淀(dian)硬化不銹鋼(PH)
是(shi)在(zai)室溫下,鋼的基體(ti)組織可以是(shi)馬氏(shi)體(ti)、奧氏(shi)體(ti)以及鐵素體(ti),經(jing)適宜熱(re)處理,在(zai)基體(ti)上沉淀(dian)(析(xi)出)碳化物和(he)金(jin)屬間(jian)化合物等(deng)進一(yi)步使不銹(xiu)鋼強化的一(yi)類不銹(xiu)鋼。代(dai)表性牌(pai)號有0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH,AISI 630),0Cr17Ni7Al (17-7PH,AISI 631)等(deng)。
三、按鋼的化學成分(fen)(fen)和組織結構(gou)相結合的方法分(fen)(fen)類
按(an)鋼(gang)中(zhong)的特征元素和(he)鋼(gang)的組(zu)織結(jie)構(gou)相結(jie)合的方法分類可以有很(hen)多類型。例如,馬氏(shi)體(ti)鉻(ge)(ge)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),馬氏(shi)體(ti)鉻(ge)(ge)鎳不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),奧(ao)氏(shi)體(ti)鉻(ge)(ge)鎳不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),奧(ao)氏(shi)體(ti)鉻(ge)(ge)錳不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)等。
除了(le)上述分類方(fang)法外,還有按(an)性能(neng)和用途;按(an)鋼的功能(neng)特點等的分類,此處不再一一列舉。
圖1.8系(xi)不銹鋼分類的簡(jian)單概括和代(dai)表性牌(pai)號簡(jian)圖。