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(dian)硬化不(bu)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(ti)不銹鋼奧氏(shi)體不銹(xiu)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(bu)銹鋼在(zai)成分,金相組織,耐腐蝕(shi)性,可達到的力學性能及熱處理(li)方(fang)式等(deng)方(fang)面各有不(bu)同。


1. 鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)


鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼中的(de)主要合金元素是鉻(ge),當(dang)鋼中含有(you)(you)大于12%的(de)鉻(ge),再含有(you)(you)其他穩(wen)定鐵素體(ti)的(de)元素時,則鋼中的(de)組織結構基本上是鐵素體(ti),在(zai)室溫下的(de)組織也是鐵素體(ti)。


鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)組織決定了(le)其(qi)具有不太高的(de)強度(du),而且不能(neng)通過熱處(chu)理方(fang)法強化,該鋼種有一定的(de)塑性(xing)(xing),但脆性(xing)(xing)較大。鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼對硝酸等氧化性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)有良好的(de)耐腐蝕性(xing)(xing)。且隨著鉻含量(liang)的(de)增(zeng)加,其(qi)抗(kang)(kang)氧化性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)腐蝕的(de)能(neng)力(li)(li)也增(zeng)加。在還(huan)原性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)中(zhong)的(de)耐腐蝕性(xing)(xing)較差。在含氯化物介(jie)質(zhi)中(zhong)有良好的(de)抗(kang)(kang)應(ying)力(li)(li)腐蝕開(kai)裂能(neng)力(li)(li)。


2. 馬氏體不銹(xiu)鋼


馬(ma)氏體不銹鋼主(zhu)要(yao)含(han)12%~18%的(de)鉻元素,并(bing)依據使(shi)用條(tiao)件要(yao)求調整其含(han)碳量,一般在0.1%~0.4%,對(dui)于做工(gong)具使(shi)用時,含(han)碳量可達0.8%~1.0%.有的(de)還根據需要(yao)加入一定量的(de)鎳(nie)、鉬等合金元素。


馬(ma)(ma)氏體不銹(xiu)鋼在加熱時(shi)可(ke)以(yi)發(fa)生(sheng)相變,因此,可(ke)以(yi)通過熱處(chu)理方法(fa)在很(hen)大范圍內調(diao)整(zheng)其(qi)力學(xue)性能,這使馬(ma)(ma)氏體不銹(xiu)鋼可(ke)以(yi)用于制造有較高強度要求的零(ling)部件。


馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在無(wu)機(ji)酸(suan)(suan)、有(you)(you)機(ji)酸(suan)(suan)及有(you)(you)機(ji)酸(suan)(suan)鹽中(zhong)有(you)(you)較好的耐腐(fu)蝕(shi)性。在硫(liu)酸(suan)(suan)、鹽酸(suan)(suan)、熱硝酸(suan)(suan)中(zhong)的耐腐(fu)蝕(shi)能(neng)力差(cha)。


3. 奧氏體不(bu)銹鋼


奧氏體不銹鋼(gang)都含有較高的鉻(ge),一(yi)般(ban)大于18%,含有8%左右(you)的鎳,有的以(yi)錳(Mn)取代部分鎳,為進一(yi)步提(ti)高耐腐蝕性,有的還(huan)加入(ru)鉬、銅、硅(Si)、鈦(tai)(Ti)、鈮(Nb)等合金元素(su)。奧氏體不銹鋼(gang)與鐵素(su)體不銹鋼(gang)相(xiang)似(si),加熱時不發生相(xiang)變,不能(neng)通過熱處理方法強化力學性能(neng),其強度(du)較低,塑性、韌(ren)性較高。


奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)比馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)好,鉻-鎳奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)對氧(yang)化性介質耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi),含(han)鉬、銅、硅的(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在硫酸(suan)中有更好的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性。含(han)穩定化元素鈦或鈮的(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)有良好的(de)抗(kang)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)。提高(gao)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中鉻、鉬、鎳、氮元素,可提高(gao)抗(kang)點腐(fu)蝕(shi)性能(neng)。


4. 沉淀硬化不銹鋼


沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)的特點是,在成(cheng)分中除含有鉻、鎳元(yuan)素(su)外,還(huan)含有可以在熱處(chu)理時能(neng)形(xing)成(cheng)沉淀析出相的銅、鋁(Al)、鈦(tai)、鈮(ni)、鉬(mu)等元(yuan)素(su),并以此使鋼(gang)得到強(qiang)化(hua)。


沉淀(dian)硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)可以(yi)通過熱處理方(fang)法(fa)調整力學性能。所以(yi),沉淀(dian)硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)既彌補了(le)馬氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性較差的不(bu)(bu)足(zu),又彌補了(le)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)(bu)能通過熱處理方(fang)法(fa)強化的不(bu)(bu)足(zu),使其既保證機械性能有(you)較大(da)的調節空間,又具有(you)較好的耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性能,越來越得到重視。


5. 雙相(xiang)不銹鋼(鐵素(su)體-奧(ao)氏體不銹鋼)


 雙相(xiang)不銹鋼一(yi)般含(han)有17%~30%的鉻和(he)3%~13%的鎳(nie),另外,還加入(ru)鉬、銅(tong)、鈮、氮(dan)等元素。另一(yi)個特點(dian)是(shi)將含(han)碳量控(kong)制(zhi)得很低。依據成(cheng)分不同(tong),有的以鐵(tie)素體為主,有的以奧(ao)氏(shi)體為主,構成(cheng)鐵(tie)素體和(he)奧(ao)氏(shi)體兩相(xiang)共(gong)存的組織狀態。


雙相不(bu)銹鋼采用正(zheng)確的固溶處理(li)后,因(yin)為含有強化元素,使其具有比奧氏體不(bu)銹鋼稍高的機(ji)械性能(neng)。


雙相(xiang)不銹鋼中因含有(you)較高量的鉻及(ji)(ji)其(qi)他多種(zhong)對耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性有(you)效的合金元素,所以(yi),耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性能好(hao),特別是耐(nai)(nai)點腐(fu)蝕、縫(feng)隙腐(fu)蝕及(ji)(ji)耐(nai)(nai)應力腐(fu)蝕開(kai)裂性能好(hao)。雙相(xiang)不銹鋼雖然出現得較晚,但已經受到重視(shi),應用于各個方(fang)面(mian)。