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銹鋼正如第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氏體(ti)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。


  在日(ri)本(ben)生產的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong),開始主(zhu)要(yao)是以美國的(de)AISI(美國鋼(gang)(gang)(gang)鐵協(xie)會(hui))標(biao)準規定的(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)為中(zhong)心,其多數(shu)被(bei)列入JIS中(zhong)。從20世紀60年代起(qi)隨著對各種(zhong)性質要(yao)求的(de)提高(gao)以及用(yong)途的(de)擴大,歐美鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)改良或獨(du)自鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)開發被(bei)蓬勃(bo)開展。其結果(guo)是現在大約(yue)有80種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)被(bei)列入日(ri)本(ben)標(biao)準。


  這(zhe)些不(bu)銹鋼(gang)的(de)鋼(gang)種(zhong)(zhong)從成(cheng)分(fen)上被分(fen)類為 Fe-Cr系(xi)(xi)和(he) Fe-Cr-Ni系(xi)(xi),并根(gen)據合金成(cheng)分(fen)按鋼(gang)種(zhong)(zhong)性質繪(hui)制了分(fen)類系(xi)(xi)統圖(tu),見附圖(tu)1及(ji)附圖(tu)2。附圖(tu)1列出了馬氏(shi)體(ti)和(he)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼(gang);附圖(tu)2列出了奧氏(shi)體(ti)和(he)雙相不(bu)銹鋼(gang)。另外(wai),記號中(zhong)含有J文字(zi)的(de)鋼(gang)的(de)大部分(fen)是日本獨自(zi)改(gai)良(liang)或開發的(de)鋼(gang)種(zhong)(zhong),約占全(quan)部鋼(gang)種(zhong)(zhong)的(de)1/3。


  附(fu)圖1所示(shi)的(de)Fe-Cr系是以(yi)410鋼(gang)(gang)(gang)(13Cr)為(wei)(wei)(wei)綱,大致以(yi)鉻含量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)13%和(he)大于(yu)13%來分開。馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)大多為(wei)(wei)(wei)13%Cr,并添(tian)(tian)加(jia)(jia)0.5%以(yi)下的(de)其他(ta)元素(su)以(yi)改(gai)善其形(xing)成(cheng)性、耐(nai)蝕性、切削性、硬度等。13Cr鋼(gang)(gang)(gang)因(yin)為(wei)(wei)(wei)硬度高,因(yin)而(er)改(gai)良的(de)切削鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)被(bei)大量(liang)(liang)開發,同時也被(bei)列人JIS.將鉻含量(liang)(liang)增加(jia)(jia)至(zhi)16%~17%的(de)鋼(gang)(gang)(gang)系是以(yi)大量(liang)(liang)添(tian)(tian)加(jia)(jia)碳提高硬度、耐(nai)磨性的(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)為(wei)(wei)(wei)主體,為(wei)(wei)(wei)提高韌性而(er)添(tian)(tian)加(jia)(jia)鎳的(de)431鋼(gang)(gang)(gang)(16Cr-2Ni);更(geng)進(jin)一步加(jia)(jia)以(yi)改(gai)善的(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)有沉淀硬化(hua)型不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)-630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。


附圖1.jpg


  另外,對(dui)鐵素體不(bu)銹鋼(gang)系列的(de)(de)馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang),如13Cr,其焊接性(xing)(xing)、耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)、加(jia)(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)的(de)(de)改善,可通過(guo)(guo)添加(jia)(jia)鋁或(huo)降(jiang)低碳(tan)含(han)量(liang)使(shi)鐵素體組(zu)織的(de)(de)焊接性(xing)(xing)和加(jia)(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)得以提高(gao)(gao)。對(dui)于17Cr鋼(gang),在430鋼(gang)(17Cr-0.06C)的(de)(de)基礎上(shang)根據(ju)目的(de)(de)不(bu)同開(kai)發(fa)了許多鋼(gang)種(zhong),特(te)別是通過(guo)(guo)降(jiang)低碳(tan)、氮(dan)含(han)量(liang)大(da)量(liang)開(kai)發(fa)了提高(gao)(gao)加(jia)(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)、焊接性(xing)(xing)以及通過(guo)(guo)添加(jia)(jia)鉬(mu)提高(gao)(gao)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)種(zhong),使(shi)鐵素體不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)用途得以擴大(da)。作為大(da)幅度提高(gao)(gao)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)有含(han)22%~30%Cr、1%~4%Mo的(de)(de)鋼(gang)種(zhong),其中4種(zhong)已(yi)被列入(ru)日本標準(JIS).


  附圖2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Ni系(xi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)(da)部分(fen)是由(you)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)組成。本(ben)來奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體系(xi)列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本(ben)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是302鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(18Cr-8Ni-0.1C),但是大(da)(da)多(duo)數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)都(dou)是由(you)將(jiang)碳含(han)量降低(di)到0.08%以(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)展開來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體系(xi)列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)開發(fa)初期(qi)(qi)是通(tong)(tong)過(guo)降低(di)碳含(han)量、添(tian)(tian)(tian)加(jia)鈦、鈮來達到改善耐(nai)(nai)(nai)晶間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。為(wei)(wei)了(le)進一(yi)步(bu)提(ti)(ti)高對(dui)非氧化(hua)(hua)性(xing)酸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)性(xing),在(zai)上述鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)添(tian)(tian)(tian)加(jia)了(le)Mo或Mo和Cu復合。這(zhe)已(yi)經在(zai)第1章(zhang)敘(xu)述了(le),這(zhe)些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)也適(shi)用于現在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)。從(cong)20世紀60年代后期(qi)(qi)起,為(wei)(wei)了(le)提(ti)(ti)高形成性(xing)而添(tian)(tian)(tian)加(jia)銅的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),以(yi)及為(wei)(wei)了(le)進一(yi)步(bu)提(ti)(ti)高強(qiang)度而添(tian)(tian)(tian)加(jia)0.1%以(yi)上氮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)被(bei)大(da)(da)量開發(fa),此(ci)后也都(dou)被(bei)JIS所(suo)認定(ding)。此(ci)外,為(wei)(wei)了(le)提(ti)(ti)高耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)性(xing)人們對(dui)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體系(xi)列中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)進行了(le)大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改良(liang)工(gong)作,像(xiang)(xiang)研發(fa)了(le)通(tong)(tong)過(guo)添(tian)(tian)(tian)加(jia)Si和Cu使耐(nai)(nai)(nai)應力腐蝕(shi)性(xing)提(ti)(ti)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許(xu)多(duo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(315J1,315J2);像(xiang)(xiang)開發(fa)了(le)通(tong)(tong)過(guo)添(tian)(tian)(tian)加(jia)Mo和N使耐(nai)(nai)(nai)點腐蝕(shi)性(xing)提(ti)(ti)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許(xu)多(duo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),同時也被(bei)JIS所(suo)認定(ding)。另外,通(tong)(tong)過(guo)大(da)(da)量添(tian)(tian)(tian)加(jia)鉬、增大(da)(da)鉻含(han)量、添(tian)(tian)(tian)加(jia)氮開發(fa)了(le)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)性(xing)接近鎳基(ji)合金(Ni-Cr-Mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)部分(fen)已(yi)被(bei)JIS(836L)認定(ding)。除(chu)此(ci)之外,還(huan)開發(fa)了(le)一(yi)些改善加(jia)工(gong)硬化(hua)(hua)、耐(nai)(nai)(nai)氧化(hua)(hua)性(xing)、切(qie)削性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),其中(zhong)有從(cong)301鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17C-7Ni)發(fa)展過(guo)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)631鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17Cr-7Ni-1A1)等(deng)沉(chen)淀硬化(hua)(hua)型不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。


附圖 2.jpg


 另外,雙相(xiang)不(bu)銹鋼在成分上與奧氏體鋼相(xiang)比(bi)Cr/Ni比(bi)較(jiao)大,作(zuo)為奧氏體相(xiang)和鐵素體相(xiang)的兩相(xiang)組織(zhi)的不(bu)銹鋼,除了耐晶間腐蝕外,高強(qiang)度(du)、出色的耐應(ying)力(li)腐蝕性是其一大特(te)點(dian)。雖然(ran)被(bei)列入(ru)JIS的雙相(xiang)不(bu)銹鋼只有4種,但近(jin)幾年其用途不(bu)斷(duan)在擴大。