不(bu)銹鋼有許多分類方法,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(ying)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(xiu)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(ma)氏體不(bu)銹鋼奧氏體(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(bu)銹鋼在成(cheng)分,金相組織,耐腐(fu)蝕性,可達(da)到的力學性能(neng)及(ji)熱處(chu)理方式(shi)等方面各有不(bu)同。


1. 鐵素(su)體不銹鋼(gang)


鐵(tie)素體不銹鋼中(zhong)的(de)(de)主要合(he)金元素(su)是鉻,當鋼(gang)中(zhong)含有(you)大于12%的(de)(de)鉻,再含有(you)其(qi)他(ta)穩定鐵素(su)體的(de)(de)元素(su)時,則鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)組(zu)織(zhi)結構(gou)基本(ben)上是鐵素(su)體,在室溫(wen)下的(de)(de)組(zu)織(zhi)也是鐵素(su)體。


鐵(tie)素(su)體不銹鋼的(de)組織(zhi)決定(ding)了其具(ju)有不太高的(de)強度,而且不能(neng)通(tong)過熱處(chu)理方(fang)法強化,該(gai)鋼種有一定(ding)的(de)塑性(xing)(xing)(xing),但脆性(xing)(xing)(xing)較(jiao)大。鐵(tie)素(su)體不銹鋼對(dui)硝(xiao)酸(suan)等(deng)氧化性(xing)(xing)(xing)介質(zhi)有良好的(de)耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)。且隨(sui)著鉻含量的(de)增(zeng)加(jia),其抗(kang)氧化性(xing)(xing)(xing)介質(zhi)腐蝕的(de)能(neng)力(li)也增(zeng)加(jia)。在(zai)還原性(xing)(xing)(xing)介質(zhi)中的(de)耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)較(jiao)差(cha)。在(zai)含氯化物介質(zhi)中有良好的(de)抗(kang)應(ying)力(li)腐蝕開裂(lie)能(neng)力(li)。


2. 馬氏體(ti)不銹鋼


馬氏體不銹鋼主要含(han)12%~18%的鉻元素(su),并依據使用(yong)條件要求調整(zheng)其含(han)碳(tan)量(liang),一般在0.1%~0.4%,對于做工(gong)具(ju)使用(yong)時,含(han)碳(tan)量(liang)可達0.8%~1.0%.有的還(huan)根(gen)據需要加(jia)入一定量(liang)的鎳、鉬等合(he)金元素(su)。


馬(ma)(ma)氏體不銹(xiu)鋼在加熱時可以發生相變,因此,可以通過熱處理方法在很大范(fan)圍內調整其力學性(xing)能(neng),這(zhe)使(shi)馬(ma)(ma)氏體不銹(xiu)鋼可以用于制造有較高強度要求(qiu)的(de)零部件。


馬氏體不(bu)銹鋼在無機酸(suan)、有機酸(suan)及(ji)有機酸(suan)鹽(yan)中有較好的耐腐蝕性。在硫酸(suan)、鹽(yan)酸(suan)、熱硝酸(suan)中的耐腐蝕能力(li)差。


3. 奧(ao)氏體不銹鋼


奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)都含有(you)較(jiao)(jiao)高的鉻,一般大于18%,含有(you)8%左右的鎳,有(you)的以錳(Mn)取代部(bu)分鎳,為進一步提高耐(nai)腐蝕性(xing),有(you)的還加入鉬、銅(tong)、硅(gui)(Si)、鈦(Ti)、鈮(Nb)等合金元(yuan)素(su)(su)。奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)與鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)相(xiang)(xiang)似,加熱(re)時不(bu)發生相(xiang)(xiang)變,不(bu)能通過熱(re)處理方(fang)法強化力學性(xing)能,其(qi)強度較(jiao)(jiao)低,塑性(xing)、韌性(xing)較(jiao)(jiao)高。


奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)耐腐(fu)(fu)蝕性(xing)能比馬氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)好(hao),鉻-鎳奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)對氧化(hua)性(xing)介質(zhi)耐腐(fu)(fu)蝕,含鉬(mu)(mu)、銅(tong)、硅的(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)在硫酸中有更好(hao)的(de)耐腐(fu)(fu)蝕性(xing)。含穩定(ding)化(hua)元(yuan)素(su)鈦或鈮的(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)有良好(hao)的(de)抗(kang)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕性(xing)能。提(ti)高(gao)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中鉻、鉬(mu)(mu)、鎳、氮元(yuan)素(su),可(ke)提(ti)高(gao)抗(kang)點腐(fu)(fu)蝕性(xing)能。


4. 沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼


沉淀硬化不銹鋼的(de)特點(dian)是(shi),在成(cheng)分中除含有(you)鉻、鎳元素(su)外,還含有(you)可以在熱處(chu)理(li)時能(neng)形成(cheng)沉淀析出相的(de)銅、鋁(lv)(Al)、鈦、鈮、鉬等元素(su),并以此使鋼得到強化。


沉淀(dian)硬化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)可以通過(guo)(guo)熱處理方法調整力學性(xing)能(neng)。所(suo)以,沉淀(dian)硬化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)既彌補了馬氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)較差的(de)(de)不足(zu)(zu),又彌補了奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)不能(neng)通過(guo)(guo)熱處理方法強化的(de)(de)不足(zu)(zu),使其既保證機械性(xing)能(neng)有較大的(de)(de)調節(jie)空間(jian),又具有較好(hao)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)能(neng),越來越得到重視。


5. 雙相不銹鋼(gang)(鐵素體-奧氏體不銹鋼(gang))


 雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)一般含(han)有17%~30%的鉻和3%~13%的鎳,另(ling)(ling)外,還(huan)加入鉬(mu)、銅、鈮、氮等元素(su)(su)。另(ling)(ling)一個(ge)特點是將含(han)碳量控制得很低。依(yi)據成分不(bu)同,有的以(yi)(yi)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)為主,有的以(yi)(yi)奧氏(shi)體(ti)(ti)為主,構成鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)和奧氏(shi)體(ti)(ti)兩相(xiang)共存的組(zu)織狀(zhuang)態。


雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)采(cai)用正確(que)的固溶處理(li)后,因為含有(you)(you)強化(hua)元素(su),使其具有(you)(you)比(bi)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)稍高的機械性(xing)能。


雙相不(bu)銹鋼(gang)中因含有較高(gao)量的鉻及其他多(duo)種(zhong)對(dui)耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)有效的合(he)金元素(su),所(suo)以(yi),耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)好(hao)(hao),特別(bie)是耐(nai)(nai)點腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)、縫(feng)隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)及耐(nai)(nai)應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)開裂(lie)性(xing)能(neng)好(hao)(hao)。雙相不(bu)銹鋼(gang)雖然(ran)出現得較晚(wan),但已經受(shou)到重視,應用(yong)于(yu)各個方(fang)面。