不(bu)銹鋼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(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氏體不(bu)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)(ri)本(ben)生產的(de)不銹鋼種(zhong),開(kai)始主(zhu)要是以美(mei)國的(de)AISI(美(mei)國鋼鐵協會)標準(zhun)規定的(de)鋼種(zhong)為(wei)中(zhong)(zhong)心,其多(duo)數被列入JIS中(zhong)(zhong)。從20世紀60年(nian)代起(qi)隨著對各種(zhong)性(xing)質要求的(de)提高(gao)以及用途的(de)擴大,歐美(mei)鋼種(zhong)的(de)改良或獨自鋼種(zhong)的(de)開(kai)發被蓬勃開(kai)展。其結果是現在大約有(you)80種(zhong)鋼被列入日(ri)(ri)本(ben)標準(zhun)。


  這(zhe)些(xie)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)從成分(fen)(fen)上被分(fen)(fen)類為 Fe-Cr系(xi)和(he) Fe-Cr-Ni系(xi),并根據合金成分(fen)(fen)按鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)性質繪制了分(fen)(fen)類系(xi)統圖,見附(fu)圖1及附(fu)圖2。附(fu)圖1列出了馬氏體(ti)和(he)鐵素體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang);附(fu)圖2列出了奧氏體(ti)和(he)雙相不銹鋼(gang)(gang)(gang)。另外(wai),記號中含有(you)J文字的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)大部分(fen)(fen)是日本獨自改良或開發的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),約占全部鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)1/3。


  附圖1所(suo)示的Fe-Cr系(xi)是以(yi)(yi)(yi)410鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(13Cr)為(wei)綱,大致以(yi)(yi)(yi)鉻含(han)量(liang)為(wei)13%和(he)大于13%來分開。馬氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)大多為(wei)13%Cr,并(bing)添加0.5%以(yi)(yi)(yi)下的其他元素以(yi)(yi)(yi)改(gai)善(shan)其形成性(xing)(xing)、耐蝕性(xing)(xing)、切(qie)削性(xing)(xing)、硬(ying)度等。13Cr鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)因為(wei)硬(ying)度高(gao),因而(er)改(gai)良的切(qie)削鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種被大量(liang)開發(fa),同時也被列(lie)人JIS.將鉻含(han)量(liang)增(zeng)加至16%~17%的鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)系(xi)是以(yi)(yi)(yi)大量(liang)添加碳提高(gao)硬(ying)度、耐磨性(xing)(xing)的鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種為(wei)主體,為(wei)提高(gao)韌性(xing)(xing)而(er)添加鎳(nie)的431鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(16Cr-2Ni);更進一步加以(yi)(yi)(yi)改(gai)善(shan)的鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種有(you)沉(chen)淀硬(ying)化型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)-630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。


附圖1.jpg


  另外,對鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)系列(lie)的(de)(de)馬氏體(ti)不銹鋼(gang),如13Cr,其(qi)焊(han)接性(xing)(xing)、耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)、加工(gong)性(xing)(xing)的(de)(de)改善,可通過(guo)添加鋁或降低碳含(han)量使(shi)鐵素(su)體(ti)組織的(de)(de)焊(han)接性(xing)(xing)和加工(gong)性(xing)(xing)得(de)以提(ti)高。對于(yu)17Cr鋼(gang),在430鋼(gang)(17Cr-0.06C)的(de)(de)基礎(chu)上根據目的(de)(de)不同開發了許多鋼(gang)種(zhong),特(te)別是(shi)通過(guo)降低碳、氮含(han)量大(da)量開發了提(ti)高加工(gong)性(xing)(xing)、焊(han)接性(xing)(xing)以及(ji)通過(guo)添加鉬(mu)提(ti)高耐腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)種(zhong),使(shi)鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)的(de)(de)用途得(de)以擴大(da)。作為大(da)幅(fu)度提(ti)高耐腐(fu)蝕(shi)(shi)(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(qi)中4種(zhong)已被(bei)列(lie)入日本標準(JIS).


  附圖2的(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Ni系(xi)(xi)(xi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)大部分(fen)是(shi)由奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)組成。本來(lai)奧氏體系(xi)(xi)(xi)列的(de)(de)(de)(de)基本鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)302鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(18Cr-8Ni-0.1C),但是(shi)大多(duo)數的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)都是(shi)由將碳含(han)量降低到0.08%以下(xia)的(de)(de)(de)(de)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)展開(kai)(kai)(kai)來(lai)的(de)(de)(de)(de)。奧氏體系(xi)(xi)(xi)列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)(kai)發(fa)(fa)初(chu)期是(shi)通過降低碳含(han)量、添加(jia)鈦、鈮來(lai)達(da)到改(gai)善(shan)耐(nai)(nai)(nai)晶間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。為(wei)(wei)(wei)了(le)(le)(le)進一步提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)對非氧化性(xing)(xing)(xing)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing),在上述鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中添加(jia)了(le)(le)(le)Mo或Mo和(he)Cu復(fu)合。這已經在第1章敘(xu)述了(le)(le)(le),這些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)也(ye)(ye)適用(yong)于(yu)現在的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)。從20世紀60年代后期起,為(wei)(wei)(wei)了(le)(le)(le)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)形成性(xing)(xing)(xing)而(er)(er)添加(jia)銅(tong)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),以及為(wei)(wei)(wei)了(le)(le)(le)進一步提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)強度而(er)(er)添加(jia)0.1%以上氮的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)被(bei)大量開(kai)(kai)(kai)發(fa)(fa),此后也(ye)(ye)都被(bei)JIS所(suo)認定(ding)。此外,為(wei)(wei)(wei)了(le)(le)(le)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)人們對奧氏體系(xi)(xi)(xi)列中的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)進行了(le)(le)(le)大量的(de)(de)(de)(de)改(gai)良工作,像研發(fa)(fa)了(le)(le)(le)通過添加(jia)Si和(he)Cu使耐(nai)(nai)(nai)應力腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)許(xu)多(duo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(315J1,315J2);像開(kai)(kai)(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)(le)通過添加(jia)Mo和(he)N使耐(nai)(nai)(nai)點腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)許(xu)多(duo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),同時(shi)也(ye)(ye)被(bei)JIS所(suo)認定(ding)。另外,通過大量添加(jia)鉬(mu)、增(zeng)大鉻含(han)量、添加(jia)氮開(kai)(kai)(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)(le)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)接近鎳(nie)基合金(jin)(Ni-Cr-Mo)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),其(qi)中的(de)(de)(de)(de)一部分(fen)已被(bei)JIS(836L)認定(ding)。除(chu)此之外,還(huan)開(kai)(kai)(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)(le)一些(xie)改(gai)善(shan)加(jia)工硬化、耐(nai)(nai)(nai)氧化性(xing)(xing)(xing)、切削性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),其(qi)中有從301鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17C-7Ni)發(fa)(fa)展過來(lai)的(de)(de)(de)(de)631鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17Cr-7Ni-1A1)等(deng)沉淀硬化型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。


附圖 2.jpg


 另外(wai),雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼在成分上與奧(ao)氏(shi)體鋼相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)Cr/Ni比(bi)較大,作(zuo)為奧(ao)氏(shi)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和(he)鐵素體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組(zu)織的不銹(xiu)鋼,除了(le)耐晶間腐蝕(shi)外(wai),高強度、出色的耐應力腐蝕(shi)性是其(qi)一大特點。雖(sui)然被列入JIS的雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼只有4種,但(dan)近幾年其(qi)用途不斷在擴大。