不銹(xiu)鋼有許多分類方法,如按化學成分分類,按功能特點分類,按金相組織和熱處理特征分類等。從熱處理生產工藝考慮,按金相組織和熱處理特征分類更具有實際意義。這也是常見的分類方法。在我國的相關標準中,如GB 1220《不銹鋼棒》、GB 2100《不銹耐酸鋼技術條件》,均是按這種方法分類的。其中,沉淀硬化不銹鋼的分類還考慮了熱處理特征。所謂按金相組織分類,就是指把鋼加熱到某一高溫溫度后快速冷卻到室溫所能獲得的金相組織種類。


 不(bu)銹鋼(gang)按金相組織和熱處理特征分類,基本上可分為鐵素體型、馬氏體型、奧氏體型、沉淀硬化型、鐵素體-奧氏體型(即本書中的雙相(xiang)不銹鋼)等五種類型。這里需要說明的是:有些不銹鋼,如1Cr13,加熱快冷后的金相組織是在馬氏體基體上含有少量鐵素體;9Cr18加熱并快冷后,金相組織是在馬氏體基體上含有少量碳化物;0Cr13Ni4Mo加熱快冷后,金相組織是在馬氏體基體上含有少量奧氏體;ZG1Cr18Ni9 加熱快冷后的金相組織是在奧氏體基體上含有少量鐵素體等,本書對它們都是以所獲得的基體組織為準分別歸屬馬(ma)氏體不銹鋼(gang)奧(ao)氏體不銹鋼,而不在雙相不銹鋼范圍之內,本書中的雙相不銹鋼特指高溫加熱后快速冷卻到室溫,同時獲得鐵素體和奧氏體兩相組織的不銹鋼,且其中一相含量不低于25%。


 這五(wu)類不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)成分(fen),金相(xiang)組織,耐腐蝕性(xing),可達到的(de)力學性(xing)能及熱處理方式等方面各有(you)不(bu)同(tong)。


1. 鐵素(su)體不銹鋼


鐵素體不銹鋼中(zhong)的主要合金元(yuan)素是鉻(ge),當鋼中(zhong)含有大于12%的鉻(ge),再含有其(qi)他穩(wen)定鐵素體的元(yuan)素時,則鋼中(zhong)的組織(zhi)(zhi)結構基本上(shang)是鐵素體,在室(shi)溫下的組織(zhi)(zhi)也是鐵素體。


鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼的(de)(de)組(zu)織決定了其具有(you)不(bu)太高(gao)的(de)(de)強(qiang)度,而且(qie)不(bu)能(neng)通(tong)過熱處理方法強(qiang)化,該鋼種有(you)一定的(de)(de)塑性(xing)(xing),但脆性(xing)(xing)較(jiao)大。鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼對(dui)硝酸(suan)等氧(yang)化性(xing)(xing)介(jie)(jie)質(zhi)有(you)良(liang)好的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)。且(qie)隨著鉻含(han)量的(de)(de)增(zeng)加,其抗(kang)氧(yang)化性(xing)(xing)介(jie)(jie)質(zhi)腐蝕(shi)的(de)(de)能(neng)力也增(zeng)加。在(zai)(zai)還原性(xing)(xing)介(jie)(jie)質(zhi)中的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)較(jiao)差。在(zai)(zai)含(han)氯化物(wu)介(jie)(jie)質(zhi)中有(you)良(liang)好的(de)(de)抗(kang)應(ying)力腐蝕(shi)開裂能(neng)力。


2. 馬氏(shi)體不銹鋼


馬氏體(ti)不(bu)銹鋼主要(yao)(yao)含12%~18%的鉻元素(su),并依據(ju)使用條件(jian)要(yao)(yao)求(qiu)調整其含碳量,一般在0.1%~0.4%,對于做工(gong)具(ju)使用時(shi),含碳量可達0.8%~1.0%.有的還根據(ju)需(xu)要(yao)(yao)加(jia)入一定(ding)量的鎳、鉬等合金元素(su)。


馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)鋼在加(jia)熱時可以發生相變,因(yin)此,可以通過熱處理方法在很大范(fan)圍內(nei)調整其力學(xue)性(xing)能,這使(shi)馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)鋼可以用于制造有較高強度要求(qiu)的零部件。


馬氏體不銹鋼在(zai)(zai)無機(ji)酸、有機(ji)酸及有機(ji)酸鹽(yan)(yan)中有較好的耐腐(fu)蝕性。在(zai)(zai)硫(liu)酸、鹽(yan)(yan)酸、熱(re)硝酸中的耐腐(fu)蝕能力差。


3. 奧氏體(ti)不銹鋼(gang)


奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)都(dou)含(han)有(you)較高(gao)的鉻,一(yi)般大于(yu)18%,含(han)有(you)8%左右的鎳(nie),有(you)的以錳(Mn)取代部分鎳(nie),為進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)耐腐蝕性,有(you)的還加入鉬、銅、硅(gui)(Si)、鈦(Ti)、鈮(ni)(Nb)等合金元素。奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)與鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)相似,加熱時不(bu)發生相變,不(bu)能通過熱處理(li)方法強化力學性能,其(qi)強度較低(di),塑性、韌性較高(gao)。


奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性能(neng)比馬(ma)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)好(hao),鉻(ge)-鎳奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)對氧化性介(jie)質耐(nai)腐蝕(shi),含鉬、銅、硅的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)在硫酸中(zhong)有(you)更好(hao)的(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性。含穩定(ding)化元素(su)鈦或鈮的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)抗(kang)晶間腐蝕(shi)性能(neng)。提高奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)鉻(ge)、鉬、鎳、氮元素(su),可提高抗(kang)點腐蝕(shi)性能(neng)。


4. 沉淀硬化不銹鋼


沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹鋼的特點是,在成(cheng)(cheng)分(fen)中除含有鉻、鎳(nie)元素外,還(huan)含有可以在熱處理時能形成(cheng)(cheng)沉(chen)淀(dian)析出相的銅、鋁(Al)、鈦、鈮、鉬等(deng)元素,并(bing)以此使(shi)鋼得(de)到強(qiang)化(hua)。


沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹鋼可以(yi)通過熱(re)處(chu)理(li)方(fang)法調整(zheng)力學性(xing)(xing)能(neng)。所以(yi),沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹鋼既彌(mi)補了馬氏(shi)體不(bu)銹鋼耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)較差的不(bu)足,又彌(mi)補了奧氏(shi)體不(bu)銹鋼不(bu)能(neng)通過熱(re)處(chu)理(li)方(fang)法強化(hua)的不(bu)足,使其既保(bao)證(zheng)機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)有較大的調節空間,又具有較好的耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng),越(yue)(yue)來越(yue)(yue)得到重視(shi)。


5. 雙相(xiang)不(bu)銹鋼(鐵素體(ti)-奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼)


 雙相(xiang)不(bu)銹鋼一般含有(you)17%~30%的(de)鉻(ge)和3%~13%的(de)鎳(nie),另(ling)外,還(huan)加入鉬、銅(tong)、鈮(ni)、氮等元素(su)。另(ling)一個特點是將含碳量控制得(de)很低(di)。依據成分不(bu)同,有(you)的(de)以鐵素(su)體為主,有(you)的(de)以奧氏體為主,構成鐵素(su)體和奧氏體兩相(xiang)共存的(de)組織狀態。


雙相不(bu)銹鋼采(cai)用(yong)正確的固溶處理(li)后,因(yin)為(wei)含有強化(hua)元素,使其(qi)具有比奧氏體(ti)不(bu)銹鋼稍高的機械(xie)性能(neng)。


雙相不(bu)銹鋼中因含有較高(gao)量(liang)的鉻及其他多種對耐腐蝕(shi)(shi)(shi)性有效的合金元(yuan)素(su),所以,耐腐蝕(shi)(shi)(shi)性能好,特(te)別是(shi)耐點腐蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙腐蝕(shi)(shi)(shi)及耐應力腐蝕(shi)(shi)(shi)開裂性能好。雙相不(bu)銹鋼雖然(ran)出現得較晚(wan),但(dan)已經(jing)受到重視,應用于各個方面。