不銹鋼(gang)從化學成分上大致可分為Fe-Cr系和Fe-Cr-Ni系,從金屬組織上可分為奧氏體型、鐵素體型、馬氏體型、奧氏體-鐵素體的雙相型以及沉淀硬化型5類。其中奧氏體型、鐵素體型以及馬氏體型不(bu)銹鋼(gang)正如第1章敘述的是1912~1914年由歐洲或美國發明的。不過,雙相不銹鋼是為了克服奧(ao)氏體不銹鋼晶間腐蝕的弱點于20世紀30年代在歐洲開發的。另一方面,沉淀硬化不銹鋼作為高強度不銹鋼于20世紀40年代在美國被開發的。奧氏體、鐵素體以及馬氏體不銹鋼,正如2.3節敘述的,在1959年JIS(日本標準規格)制定時其中的一部分鋼種被列人日本標準規格。沉淀硬化不銹鋼是從1965年、雙相不銹鋼是從1972年被列人日本標準的。


  在(zai)日本生產(chan)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼種(zhong),開始主要(yao)是(shi)(shi)以美(mei)國的(de)AISI(美(mei)國鋼鐵協會)標準(zhun)規定的(de)鋼種(zhong)為中心,其(qi)多數被列入JIS中。從20世紀60年代起隨著(zhu)對各種(zhong)性質要(yao)求的(de)提高以及用(yong)途的(de)擴大(da),歐(ou)美(mei)鋼種(zhong)的(de)改(gai)良或獨(du)自鋼種(zhong)的(de)開發(fa)被蓬勃開展。其(qi)結果是(shi)(shi)現在(zai)大(da)約有80種(zhong)鋼被列入日本標準(zhun)。


  這些(xie)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)從(cong)成分上(shang)被分類(lei)為 Fe-Cr系(xi)和 Fe-Cr-Ni系(xi),并根據合金成分按鋼(gang)種(zhong)性(xing)質繪(hui)制(zhi)了分類(lei)系(xi)統圖(tu),見附圖(tu)1及附圖(tu)2。附圖(tu)1列出了馬(ma)氏(shi)(shi)體和鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang);附圖(tu)2列出了奧氏(shi)(shi)體和雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。另(ling)外(wai),記(ji)號中(zhong)含有(you)J文字的(de)(de)鋼(gang)的(de)(de)大部(bu)分是日本獨自改良或開發的(de)(de)鋼(gang)種(zhong),約(yue)占全(quan)部(bu)鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)1/3。


  附(fu)圖1所示(shi)的(de)(de)Fe-Cr系(xi)是以410鋼(gang)(gang)(13Cr)為綱(gang),大(da)(da)致以鉻(ge)含(han)(han)量(liang)為13%和大(da)(da)于13%來分開(kai)。馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)大(da)(da)多為13%Cr,并添(tian)加0.5%以下(xia)的(de)(de)其他元(yuan)素以改(gai)善其形成性、耐蝕性、切削(xue)性、硬(ying)度等(deng)。13Cr鋼(gang)(gang)因為硬(ying)度高,因而改(gai)良的(de)(de)切削(xue)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)被大(da)(da)量(liang)開(kai)發,同時也被列人JIS.將鉻(ge)含(han)(han)量(liang)增加至(zhi)16%~17%的(de)(de)鋼(gang)(gang)系(xi)是以大(da)(da)量(liang)添(tian)加碳(tan)提高硬(ying)度、耐磨性的(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)為主體,為提高韌性而添(tian)加鎳的(de)(de)431鋼(gang)(gang)(16Cr-2Ni);更(geng)進一步加以改(gai)善的(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)有沉淀硬(ying)化型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)-630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。


附圖1.jpg


  另外,對(dui)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)系(xi)列的(de)(de)馬氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),如13Cr,其焊(han)接性(xing)(xing)(xing)、耐蝕性(xing)(xing)(xing)、加(jia)工(gong)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)改善,可(ke)通(tong)過添加(jia)鋁或降低(di)碳(tan)(tan)含量(liang)(liang)使鐵素(su)體組織的(de)(de)焊(han)接性(xing)(xing)(xing)和加(jia)工(gong)性(xing)(xing)(xing)得以提(ti)高。對(dui)于17Cr鋼(gang)(gang)(gang),在(zai)430鋼(gang)(gang)(gang)(17Cr-0.06C)的(de)(de)基礎上根據目的(de)(de)不(bu)同開發了許多鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),特別(bie)是通(tong)過降低(di)碳(tan)(tan)、氮含量(liang)(liang)大(da)量(liang)(liang)開發了提(ti)高加(jia)工(gong)性(xing)(xing)(xing)、焊(han)接性(xing)(xing)(xing)以及通(tong)過添加(jia)鉬提(ti)高耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),使鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)用途(tu)得以擴大(da)。作為大(da)幅度提(ti)高耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)有含22%~30%Cr、1%~4%Mo的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),其中4種(zhong)(zhong)已被列入日本標(biao)準(JIS).


  附圖2的(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Ni系不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)大部分是(shi)由奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)組成(cheng)。本來(lai)(lai)奧氏體(ti)系列的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)本鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)302鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(18Cr-8Ni-0.1C),但(dan)是(shi)大多數的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)都是(shi)由將(jiang)碳(tan)含量(liang)(liang)降低(di)到0.08%以下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發展開(kai)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)。奧氏體(ti)系列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)發初(chu)期是(shi)通(tong)過(guo)降低(di)碳(tan)含量(liang)(liang)、添加(jia)(jia)鈦、鈮(ni)來(lai)(lai)達到改善耐(nai)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。為了(le)進一(yi)步(bu)提高(gao)(gao)(gao)(gao)對非(fei)氧化(hua)性(xing)(xing)酸的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing),在上(shang)述(shu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)添加(jia)(jia)了(le)Mo或(huo)Mo和Cu復合。這已經在第1章敘述(shu)了(le),這些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)也適用于(yu)現在的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)。從(cong)(cong)20世紀60年代后(hou)期起(qi),為了(le)提高(gao)(gao)(gao)(gao)形成(cheng)性(xing)(xing)而添加(jia)(jia)銅的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),以及(ji)為了(le)進一(yi)步(bu)提高(gao)(gao)(gao)(gao)強度而添加(jia)(jia)0.1%以上(shang)氮的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)被(bei)(bei)大量(liang)(liang)開(kai)發,此后(hou)也都被(bei)(bei)JIS所認(ren)定(ding)(ding)。此外(wai),為了(le)提高(gao)(gao)(gao)(gao)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)人們對奧氏體(ti)系列中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)進行了(le)大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)改良工作,像(xiang)研(yan)發了(le)通(tong)過(guo)添加(jia)(jia)Si和Cu使耐(nai)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)提高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)許多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(315J1,315J2);像(xiang)開(kai)發了(le)通(tong)過(guo)添加(jia)(jia)Mo和N使耐(nai)點腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)提高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)許多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),同時也被(bei)(bei)JIS所認(ren)定(ding)(ding)。另外(wai),通(tong)過(guo)大量(liang)(liang)添加(jia)(jia)鉬、增大鉻含量(liang)(liang)、添加(jia)(jia)氮開(kai)發了(le)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)接(jie)近(jin)鎳基(ji)(ji)合金(Ni-Cr-Mo)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)部分已被(bei)(bei)JIS(836L)認(ren)定(ding)(ding)。除此之外(wai),還(huan)開(kai)發了(le)一(yi)些改善加(jia)(jia)工硬化(hua)、耐(nai)氧化(hua)性(xing)(xing)、切削性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),其中(zhong)有從(cong)(cong)301鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17C-7Ni)發展過(guo)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)631鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17Cr-7Ni-1A1)等沉淀硬化(hua)型(xing)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。


附圖 2.jpg


 另(ling)外,雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)成分上與奧(ao)氏體(ti)鋼(gang)(gang)相比Cr/Ni比較大(da),作為奧(ao)氏體(ti)相和(he)鐵素體(ti)相的兩相組織的不銹(xiu)鋼(gang)(gang),除了耐晶間(jian)腐蝕外,高強(qiang)度(du)、出色的耐應力(li)腐蝕性(xing)是其一大(da)特(te)點。雖然被列入JIS的雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)只有4種,但近幾年其用途(tu)不斷(duan)在(zai)擴大(da)。