不銹(xiu)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(bu)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(ao)氏體不銹(xiu)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。


  在日本生產的(de)(de)(de)不銹鋼(gang)種(zhong),開始主(zhu)要是以美國的(de)(de)(de)AISI(美國鋼(gang)鐵協會)標準(zhun)規定(ding)的(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong)為(wei)中(zhong)心(xin),其(qi)多數(shu)被列入(ru)JIS中(zhong)。從(cong)20世紀60年代(dai)起隨(sui)著對各種(zhong)性(xing)質(zhi)要求的(de)(de)(de)提高以及用途的(de)(de)(de)擴大,歐美鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)改(gai)良或獨自鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)開發被蓬勃開展(zhan)。其(qi)結果(guo)是現在大約有80種(zhong)鋼(gang)被列入(ru)日本標準(zhun)。


  這些不銹鋼(gang)(gang)的(de)鋼(gang)(gang)種從成(cheng)分(fen)(fen)上(shang)被分(fen)(fen)類(lei)為(wei) Fe-Cr系和(he) Fe-Cr-Ni系,并根據合金(jin)成(cheng)分(fen)(fen)按(an)鋼(gang)(gang)種性質(zhi)繪(hui)制了(le)分(fen)(fen)類(lei)系統圖(tu)(tu)(tu),見(jian)附(fu)圖(tu)(tu)(tu)1及附(fu)圖(tu)(tu)(tu)2。附(fu)圖(tu)(tu)(tu)1列出了(le)馬氏體(ti)和(he)鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang);附(fu)圖(tu)(tu)(tu)2列出了(le)奧氏體(ti)和(he)雙相不銹鋼(gang)(gang)。另外,記號中含有J文字的(de)鋼(gang)(gang)的(de)大(da)部分(fen)(fen)是日本獨自(zi)改(gai)良或(huo)開(kai)發的(de)鋼(gang)(gang)種,約(yue)占全部鋼(gang)(gang)種的(de)1/3。


  附圖1所(suo)示的(de)Fe-Cr系是(shi)以(yi)410鋼(13Cr)為(wei)綱(gang),大(da)致以(yi)鉻含量(liang)為(wei)13%和大(da)于(yu)13%來(lai)分開(kai)。馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼大(da)多為(wei)13%Cr,并添(tian)加0.5%以(yi)下的(de)其他元(yuan)素以(yi)改(gai)善(shan)其形成性(xing)、耐蝕性(xing)、切(qie)削(xue)性(xing)、硬(ying)(ying)度(du)等。13Cr鋼因為(wei)硬(ying)(ying)度(du)高,因而改(gai)良的(de)切(qie)削(xue)鋼種被大(da)量(liang)開(kai)發,同時也被列人(ren)JIS.將鉻含量(liang)增加至16%~17%的(de)鋼系是(shi)以(yi)大(da)量(liang)添(tian)加碳提高硬(ying)(ying)度(du)、耐磨性(xing)的(de)鋼種為(wei)主體(ti),為(wei)提高韌性(xing)而添(tian)加鎳的(de)431鋼(16Cr-2Ni);更進一(yi)步加以(yi)改(gai)善(shan)的(de)鋼種有(you)沉淀硬(ying)(ying)化型不銹(xiu)鋼-630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。


附圖1.jpg


  另外,對鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)系列的(de)(de)馬氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),如13Cr,其焊(han)接(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)、加工(gong)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)改(gai)善,可通過(guo)添(tian)加鋁或降低(di)碳(tan)含量(liang)使鐵(tie)素(su)(su)體組織的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)和加工(gong)性(xing)(xing)(xing)得以提(ti)高(gao)。對于17Cr鋼(gang)(gang),在430鋼(gang)(gang)(17Cr-0.06C)的(de)(de)基礎上根據目(mu)的(de)(de)不(bu)(bu)同開發(fa)了許多鋼(gang)(gang)種(zhong),特別是通過(guo)降低(di)碳(tan)、氮含量(liang)大(da)量(liang)開發(fa)了提(ti)高(gao)加工(gong)性(xing)(xing)(xing)、焊(han)接(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)以及通過(guo)添(tian)加鉬(mu)提(ti)高(gao)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong),使鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)用途得以擴大(da)。作為大(da)幅度提(ti)高(gao)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)有(you)含22%~30%Cr、1%~4%Mo的(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong),其中4種(zhong)已被列入日本標準(zhun)(JIS).


  附圖2的(de)(de)Fe-Cr-Ni系(xi)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)(da)部分是(shi)(shi)由奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)組成。本來(lai)奧氏(shi)體系(xi)列的(de)(de)基本鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)302鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(18Cr-8Ni-0.1C),但是(shi)(shi)大(da)(da)多數(shu)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)都是(shi)(shi)由將碳含量(liang)(liang)降低到0.08%以下的(de)(de)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)展(zhan)開(kai)(kai)來(lai)的(de)(de)。奧氏(shi)體系(xi)列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)開(kai)(kai)發(fa)(fa)初期是(shi)(shi)通過(guo)降低碳含量(liang)(liang)、添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)鈦、鈮來(lai)達到改善(shan)耐晶間腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)目的(de)(de)。為(wei)了(le)(le)進一(yi)步(bu)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)對(dui)非氧化(hua)性(xing)酸的(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing),在上述鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)了(le)(le)Mo或(huo)Mo和(he)Cu復合(he)。這已經在第1章敘述了(le)(le),這些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)也(ye)適用(yong)于現在的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)。從(cong)20世紀60年代(dai)后(hou)期起,為(wei)了(le)(le)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)形(xing)成性(xing)而添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)銅(tong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),以及為(wei)了(le)(le)進一(yi)步(bu)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)強度(du)而添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)0.1%以上氮的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)被(bei)大(da)(da)量(liang)(liang)開(kai)(kai)發(fa)(fa),此后(hou)也(ye)都被(bei)JIS所認(ren)定(ding)。此外,為(wei)了(le)(le)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)人們對(dui)奧氏(shi)體系(xi)列中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)進行了(le)(le)大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)改良(liang)工(gong)作,像(xiang)研發(fa)(fa)了(le)(le)通過(guo)添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)Si和(he)Cu使(shi)耐應(ying)力腐(fu)蝕(shi)性(xing)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)許多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(315J1,315J2);像(xiang)開(kai)(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)通過(guo)添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)Mo和(he)N使(shi)耐點腐(fu)蝕(shi)性(xing)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)許多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),同時(shi)也(ye)被(bei)JIS所認(ren)定(ding)。另外,通過(guo)大(da)(da)量(liang)(liang)添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)鉬、增大(da)(da)鉻含量(liang)(liang)、添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)氮開(kai)(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)接近鎳基合(he)金(Ni-Cr-Mo)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),其中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)一(yi)部分已被(bei)JIS(836L)認(ren)定(ding)。除此之外,還開(kai)(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)一(yi)些(xie)改善(shan)加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)硬(ying)化(hua)、耐氧化(hua)性(xing)、切削性(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),其中(zhong)(zhong)(zhong)有(you)從(cong)301鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(17C-7Ni)發(fa)(fa)展(zhan)過(guo)來(lai)的(de)(de)631鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(17Cr-7Ni-1A1)等(deng)沉淀硬(ying)化(hua)型(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。


附圖 2.jpg


 另(ling)外,雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在成分上與奧氏體鋼(gang)相(xiang)比Cr/Ni比較大,作(zuo)為奧氏體相(xiang)和鐵素體相(xiang)的兩相(xiang)組(zu)織的不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),除了耐(nai)(nai)晶間腐(fu)(fu)蝕外,高強度(du)、出色(se)的耐(nai)(nai)應力腐(fu)(fu)蝕性是其一大特點。雖然被列(lie)入JIS的雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)只有(you)4種,但近幾年其用途不(bu)斷在擴大。