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。


 不銹鋼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(shuang)相不(bu)銹(xiu)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氏體不(bu)銹(xiu)鋼奧氏體(ti)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(lei)不銹鋼在成分,金相(xiang)組織,耐腐蝕性,可達到的力學性能及熱處理方式等方面各有(you)不同(tong)。


1. 鐵素體不銹鋼


鐵素體不銹鋼中(zhong)(zhong)的(de)主要合(he)金(jin)元素(su)(su)是(shi)鉻,當鋼(gang)中(zhong)(zhong)含有(you)大于(yu)12%的(de)鉻,再含有(you)其(qi)他穩定(ding)鐵素(su)(su)體(ti)的(de)元素(su)(su)時,則鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)組(zu)織結構基本上是(shi)鐵素(su)(su)體(ti),在室(shi)溫(wen)下的(de)組(zu)織也是(shi)鐵素(su)(su)體(ti)。


鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)的組織決定(ding)(ding)了(le)其具有(you)(you)不(bu)(bu)太高的強度,而且不(bu)(bu)能(neng)通(tong)過熱處理方(fang)法強化,該鋼(gang)種有(you)(you)一定(ding)(ding)的塑性(xing)(xing),但脆性(xing)(xing)較(jiao)大。鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)對(dui)硝(xiao)酸等氧化性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)有(you)(you)良好(hao)的耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)。且隨著鉻含量的增(zeng)(zeng)加,其抗(kang)氧化性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的能(neng)力(li)也增(zeng)(zeng)加。在(zai)還原性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)中的耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)較(jiao)差。在(zai)含氯化物介(jie)質(zhi)中有(you)(you)良好(hao)的抗(kang)應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂能(neng)力(li)。


2. 馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼


馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼主要含(han)12%~18%的(de)鉻元素,并依據(ju)使(shi)用條(tiao)件要求(qiu)調整其(qi)含(han)碳量,一(yi)(yi)般在0.1%~0.4%,對于做(zuo)工(gong)具(ju)使(shi)用時,含(han)碳量可達0.8%~1.0%.有的(de)還根據(ju)需要加入(ru)一(yi)(yi)定量的(de)鎳、鉬等(deng)合金(jin)元素。


馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼在加熱(re)時可(ke)以發(fa)生相變,因此,可(ke)以通過熱(re)處理方法在很大范圍內調整其力學(xue)性能,這使馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼可(ke)以用于制造有較高(gao)強(qiang)度要求的零部件。


馬氏體不銹(xiu)鋼在無(wu)機(ji)酸、有(you)(you)機(ji)酸及(ji)有(you)(you)機(ji)酸鹽(yan)中有(you)(you)較好的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)。在硫酸、鹽(yan)酸、熱硝(xiao)酸中的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)能力差。


3. 奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)


奧氏體不(bu)銹鋼都含有較高(gao)的(de)鉻,一般大于18%,含有8%左右的(de)鎳(nie)(nie),有的(de)以錳(Mn)取代(dai)部分鎳(nie)(nie),為(wei)進一步(bu)提高(gao)耐腐蝕性(xing),有的(de)還加(jia)入鉬、銅、硅(Si)、鈦(Ti)、鈮(Nb)等(deng)合金元素。奧氏體不(bu)銹鋼與鐵素體不(bu)銹鋼相似,加(jia)熱(re)時不(bu)發生相變,不(bu)能通過熱(re)處理方法強(qiang)化力學性(xing)能,其強(qiang)度較低,塑性(xing)、韌性(xing)較高(gao)。


奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕性(xing)能比馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)好,鉻-鎳奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)對氧化性(xing)介質(zhi)耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕,含(han)鉬、銅、硅的(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)在硫酸中有更(geng)好的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕性(xing)。含(han)穩定化元(yuan)素(su)鈦(tai)或鈮的(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)有良好的(de)抗(kang)晶間腐(fu)(fu)蝕性(xing)能。提(ti)高奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)中鉻、鉬、鎳、氮元(yuan)素(su),可提(ti)高抗(kang)點腐(fu)(fu)蝕性(xing)能。


4. 沉淀硬(ying)化不(bu)銹鋼


沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不銹(xiu)鋼的特點是,在成(cheng)分中除含有鉻(ge)、鎳元素外,還含有可以(yi)在熱處理(li)時能形成(cheng)沉(chen)淀(dian)析出相的銅、鋁(Al)、鈦、鈮(ni)、鉬(mu)等元素,并以(yi)此(ci)使鋼得到強化。


沉淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼可以(yi)通(tong)過熱處(chu)理方法調整(zheng)力學性能。所以(yi),沉淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼既彌補了馬氏體不銹(xiu)鋼耐(nai)腐(fu)蝕性較差的(de)不足,又(you)彌補了奧氏體不銹(xiu)鋼不能通(tong)過熱處(chu)理方法強化(hua)的(de)不足,使其既保證機械性能有較大(da)的(de)調節空間,又(you)具有較好的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性能,越來越得到重視(shi)。


5. 雙相不銹鋼(鐵素體-奧氏(shi)體不銹鋼)


 雙相不(bu)銹鋼一般含有17%~30%的鉻(ge)和3%~13%的鎳,另外(wai),還加入(ru)鉬、銅(tong)、鈮、氮等(deng)元(yuan)素(su)。另一個特點(dian)是將含碳量控制得很低。依據成分不(bu)同,有的以鐵素(su)體(ti)(ti)為主(zhu),有的以奧(ao)氏體(ti)(ti)為主(zhu),構成鐵素(su)體(ti)(ti)和奧(ao)氏體(ti)(ti)兩(liang)相共存的組織狀(zhuang)態。


雙相(xiang)不銹(xiu)鋼采(cai)用正確的固溶(rong)處理后,因(yin)為含有強化元素(su),使其(qi)具(ju)有比奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼稍(shao)高的機(ji)械性能。


雙相不銹鋼(gang)中因含有較(jiao)高量的鉻(ge)及(ji)其他多(duo)種對耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)有效(xiao)的合金元素,所(suo)以,耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)好,特別是(shi)耐(nai)點腐(fu)(fu)蝕(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)及(ji)耐(nai)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂性(xing)能(neng)(neng)好。雙相不銹鋼(gang)雖然出現得較(jiao)晚,但(dan)已經受到重視,應用于各個方面。