不銹(xiu)鋼(gang)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(dian)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(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氏體不(bu)銹(xiu)鋼或奧氏體不銹鋼,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%。
這五類不銹鋼在(zai)成分,金相組織,耐腐(fu)蝕性,可達到的力學性能(neng)及熱(re)處理方式等(deng)方面各有不同。
1. 鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)
鐵素體不銹鋼中的(de)(de)主要(yao)合金元素(su)是鉻,當鋼(gang)中含有大于12%的(de)(de)鉻,再含有其他穩定鐵素(su)體的(de)(de)元素(su)時,則(ze)鋼(gang)中的(de)(de)組織(zhi)結構基本上是鐵素(su)體,在室溫下的(de)(de)組織(zhi)也是鐵素(su)體。
鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)組織決(jue)定了(le)其具有(you)不太高的(de)(de)強度,而且(qie)不能通過(guo)熱處(chu)理(li)方法強化(hua),該鋼(gang)種有(you)一定的(de)(de)塑(su)性,但(dan)脆性較(jiao)大。鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)對(dui)硝(xiao)酸等氧(yang)化(hua)性介質(zhi)有(you)良好的(de)(de)耐腐(fu)蝕性。且(qie)隨(sui)著(zhu)鉻含量的(de)(de)增(zeng)加,其抗氧(yang)化(hua)性介質(zhi)腐(fu)蝕的(de)(de)能力(li)也增(zeng)加。在還原(yuan)性介質(zhi)中的(de)(de)耐腐(fu)蝕性較(jiao)差(cha)。在含氯(lv)化(hua)物介質(zhi)中有(you)良好的(de)(de)抗應力(li)腐(fu)蝕開(kai)裂能力(li)。
2. 馬(ma)氏體不銹鋼
馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼主要(yao)含(han)12%~18%的鉻(ge)元素,并(bing)依(yi)據使用條件要(yao)求調整其含(han)碳量,一(yi)般在0.1%~0.4%,對于做工具使用時,含(han)碳量可(ke)達0.8%~1.0%.有的還(huan)根據需要(yao)加入一(yi)定(ding)量的鎳(nie)、鉬等合金元素。
馬氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼在加熱(re)時可以(yi)(yi)發生相變,因此,可以(yi)(yi)通過熱(re)處理方法在很大范圍(wei)內調整(zheng)其力(li)學性(xing)能(neng),這使馬氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼可以(yi)(yi)用于制(zhi)造(zao)有較高(gao)強度要求的零部件(jian)。
馬氏體不銹(xiu)鋼在無機酸(suan)(suan)、有機酸(suan)(suan)及有機酸(suan)(suan)鹽中有較好(hao)的耐腐蝕性。在硫酸(suan)(suan)、鹽酸(suan)(suan)、熱硝(xiao)酸(suan)(suan)中的耐腐蝕能(neng)力差。
3. 奧氏體不銹鋼(gang)
奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼都含(han)有較(jiao)高的(de)鉻,一般大(da)于18%,含(han)有8%左(zuo)右的(de)鎳(nie)(nie),有的(de)以錳(Mn)取代部分鎳(nie)(nie),為進一步提高耐腐蝕性(xing),有的(de)還加入鉬、銅、硅(Si)、鈦(Ti)、鈮(Nb)等合金(jin)元(yuan)素。奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼與(yu)鐵素體不銹(xiu)鋼相(xiang)似(si),加熱時不發生相(xiang)變,不能(neng)通過(guo)熱處理方法強(qiang)化力學(xue)性(xing)能(neng),其強(qiang)度較(jiao)低,塑性(xing)、韌性(xing)較(jiao)高。
奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)比(bi)馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)好,鉻(ge)-鎳奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)對氧化性(xing)(xing)(xing)介質耐(nai)(nai)腐(fu)蝕,含鉬、銅、硅的(de)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)硫酸中有更好的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)。含穩定化元(yuan)素鈦(tai)或鈮的(de)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有良好的(de)抗(kang)晶間腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)。提高奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中鉻(ge)、鉬、鎳、氮(dan)元(yuan)素,可提高抗(kang)點腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)。
4. 沉淀硬化不銹鋼
沉淀硬化不銹鋼(gang)的(de)特點是,在(zai)成分中除含有鉻、鎳元(yuan)(yuan)素外,還含有可以在(zai)熱處理時能形成沉淀析出相(xiang)的(de)銅(tong)、鋁(Al)、鈦、鈮(ni)、鉬等(deng)元(yuan)(yuan)素,并以此使鋼(gang)得(de)到強(qiang)化。
沉淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼可以通(tong)(tong)過(guo)熱(re)處理方法調整力學性能(neng)。所以,沉淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼既(ji)彌(mi)補了馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼耐腐蝕(shi)性較差(cha)的不(bu)足(zu),又(you)彌(mi)補了奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼不(bu)能(neng)通(tong)(tong)過(guo)熱(re)處理方法強化(hua)的不(bu)足(zu),使其既(ji)保證機械性能(neng)有較大的調節(jie)空(kong)間,又(you)具有較好的耐腐蝕(shi)性能(neng),越來越得到重視(shi)。
5. 雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(鐵(tie)素體-奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼)
雙相不銹鋼一(yi)般含有17%~30%的(de)(de)鉻和3%~13%的(de)(de)鎳(nie),另外,還加入(ru)鉬、銅、鈮、氮(dan)等元素。另一(yi)個特點是將(jiang)含碳量控制(zhi)得很低。依據成分不同,有的(de)(de)以(yi)鐵(tie)素體(ti)為主(zhu)(zhu),有的(de)(de)以(yi)奧氏(shi)體(ti)為主(zhu)(zhu),構(gou)成鐵(tie)素體(ti)和奧氏(shi)體(ti)兩(liang)相共存(cun)的(de)(de)組織狀(zhuang)態(tai)。
雙相不銹鋼采用正確的固溶處理后,因(yin)為含有強化元素,使其具有比奧(ao)氏體(ti)不銹鋼稍高的機械性能。
雙相不銹鋼中(zhong)因含(han)有(you)較高(gao)量的鉻及其他多種對耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性有(you)效的合金元素(su),所以,耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性能好,特別是耐(nai)(nai)點腐(fu)蝕(shi)(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)及耐(nai)(nai)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂性能好。雙相不銹鋼雖然出現得較晚,但已(yi)經受到重視,應(ying)用于各個(ge)方面。

