2-1.鐵素體鋼
含鉻大(dà)於14%的(de)低碳鉻不鏽鋼,含鉻大幹27%的任何含碳量(liàng)的鉻不鏽鋼,以及(jí)在上述成分基礎上再添加有鉬、鈦、铌、矽、鋁(lǚ)、、鎢、釩等元素(sù)的(de)不鏽鋼,化學成分中形成鐵素體的元素(sù)占(zhàn)絕對優勢,基體組(zǔ)織為(wéi)鐵素。這類鋼在淬火(固溶)狀態下的(de)組織為鐵(tiě)素體,退火及時效狀態的組(zǔ)織中則可見到少量碳化物及金屬間化合物。屬於這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不鏽鋼因為含鉻量高,耐腐(fǔ)蝕性能與抗氧化性能(néng)均比較好,但(dàn)機械性能與工藝性(xìng)能較差,多用於受力不大的(de)耐酸結構及作抗氧化鋼使用(yòng)。
2-2.鐵素休-馬(mǎ)氏體鋼
這類鋼在高溫(wēn)時為(wéi)y+a(或δ)兩相狀態,快冷時發生y-M轉變,鐵素體仍被保留,常溫組織為馬氏體和鐵素體,由於成分及加熱溫度的不(bú)同(tóng),組織(zhī)中的鐵(tiě)素體量可在百分之幾至幾十的範圍內變化。0Crl3鋼,lCrl3鋼(gāng),鉻偏上限而碳偏(piān)下限的2Cr13鋼,Cr17Ni2鋼,Cr17wn4鋼,以及在ICrl3鋼基礎上發展起來的許多改型12%鉻熱強鋼(這類鋼也叫做耐熱不鏽(xiù)鋼)中的許多鋼號,如Cr11MoV,Cr12WMoV,Crl2W4MoV,18Crl2WMoVNb等均屬幹這一類。
鐵素體(tǐ)—馬氏體鋼可(kě)以部分地接受淬火強化,故可獲(huò)得較高的機械性能。但它們的機械性能與工藝性能在很大程度(dù)上(shàng)受組織中鐵素(sù)體的含量及分布形態的影響。這類鋼按成分(fèn)中的含鉻量分屬12~14%與15~18%兩個係列。前(qián)者(zhě)具有抵抗大氣及弱腐蝕性介質的能(néng)力,並且具(jù)有良好的減震性及較小的線膨脹係數;後者的耐腐蝕性能與相同(tóng)含鉻量的鐵素(sù)體耐酸鋼相當,但(dàn)在一(yī)定(dìng)程度上也保留(liú)著高鉻鐵素體鋼的(de)某些缺點。
2-3.馬氏體鋼(gāng)
這類鋼在正常淬火溫度下處在y相(xiàng)區,但它們(men)的(de)y相僅在高溫時穩定,M點一般(bān)在3OO℃左右,故冷卻時轉變為馬氏體。
這(zhè)類鋼包括2Cr13,2Cr13Ni2,3Cr13以及部分改(gǎi)型12%鉻熱強鋼,如13Cr14NiWVBA,Cr11Ni2MoWVB鋼等。馬氏體不鏽鋼的機械性能、耐腐(fǔ)蝕性能、工藝性能與物理性能,均和含鉻12~14%的鐵素體-馬氏體不鏽(xiù)鋼相近。由於組織中沒有遊離的鐵素體,機械性能比上述鋼(gāng)要高,但熱處理時的過熱敏感性較低。

2-4.馬氏體—碳化物鋼
Fe-C合金的並析點的含碳為0.83%,在不鏽鋼中由於鉻使S點左移(yí),含12%鉻和大於0.4%碳的鋼(圖11-3),以及含18%鉻和大於0.3%碳的鋼(圖卜)3)均屬於過共析鋼。這類鋼在正常淬火(huǒ)溫度加熱,次生碳化物不能完全溶於奧(ào)氏體(tǐ),因此淬火(huǒ)後的組織為馬氏(shì)體和碳化物組成。
屬於這一類的不鏽鋼牌(pái)號不多,卻是一些含碳比較高(gāo)的不鏽鋼,如4Crl3、9Cr18、9Crl8MoV 、9Crl7MoVCo鋼等,含碳量偏上限的3Crl3鋼在(zài)較低的溫度下淬火,也可能出現這樣的組織。由(yóu)於含碳量高,上述9Cr18等三個鋼號中雖含有較多的鉻,但其耐腐蝕性能僅與(yǔ)含12~14%鍺的不鏽鋼相當。這(zhè)類(lèi)鋼的主要用途是要求高硬及耐磨的零件,如(rú)切削工(gōng)具、軸承、彈簧(huáng)及醫療器械等。
2-5.奧氏體(tǐ)鋼
這類鋼(gāng)含有較多擴大y區和穩(wěn)定奧氏體的元素,在高溫(wēn)時(shí)為均為y相,冷卻時由於Ms點在(zài)室溫以(yǐ)下,所以在常溫下具有奧氏體組織。 18-8, 18-12、25-20、20-25Mo等鉻鎳不鏽鋼(gāng),以錳代替部分鎳並加氮(dàn)的低鎳不鏽鋼(gāng)如Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9,Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti鋼等均屬於這一類。
奧(ào)氏體不鏽鋼具有前已述及的(de)許多優點,雖然機械性(xìng)能(néng)也比較低,和鐵素體(tǐ)不鏽鋼—樣不能熱處(chù)理強化,但可以通(tōng)過冷加工變形的方法,利用加工硬(yìng)化作用提高它們的強(qiáng)度。 這(zhè)類鋼的缺點是對(duì)晶間腐蝕(shí)及(jí)應力腐蝕(shí)比(bǐ)較敏(mǐn)感(gǎn),需通過適當地合金添(tiān)加劑及工藝措(cuò)施消除(chú)。
2-6.奧氏(shì)體-鐵素體鋼
這類鋼因擴大(dà)y區(qū)和穩定奧氏體元素的作用程度,不足以使鋼在常溫或很高的(de)溫度下具有純奧氏體組織,因此為(wéi)奧(ào)氏體-鐵素體複相狀態,其鐵素體量也(yě)因成分及加熱溫度不同而可在較大的範圍內變(biàn)化(huà)。
屬於這一(yī)類的不鏽鋼很多,如低碳的18-8鉻鎳鋼,加鈦、铌、鉬的18-8鉻鎳鋼,特別是在(zài)鑄鋼的組織中均可見到鐵素體,此外含鉻(gè)大於14~15%而(ér)碳低於0.2%的鉻錳不(bú)鏽鋼(如Cr17Mnll),以及目前研究的和已獲得應用(yòng)的大多(duō)數鉻錳氮不鏽鋼等。與純奧氏體不鏽鋼(gāng)比較,這類鋼的優點很多,如屈服(fú)強度較(jiào)高,抗晶間(jiān)腐蝕的能力較高,應力腐蝕的敏感性低,焊接時產生熱裂紋的傾向小,鑄造流動性好等(děng)等。缺點是壓力(lì)加工性能較差,點腐蝕傾向較大,易產生c相脆性(xìng),在強磁場作用下(xià)表現出弱磁性等。所有這些優點和(hé)缺點均來源於組織中的鐵素體(tǐ)。
2-7.奧氏缽-馬氏體鋼
這類鋼的Ms點低於室溫,固溶處(chù)理以(yǐ)後為奧氏(shì)體(tǐ)組織,易於成形和焊接。通常可用兩種(zhǒng)工藝方法使之發生(shēng)馬氏體轉變。一是固溶處理以後經700~800度加熱,奧(ào)氏體因析出(chū)碳化鉻而(ér)轉變為介穩(wěn)定狀態,Ms點升高至室溫以上,冷卻時(shí)轉變為馬氏體;二是固溶處理以後直接(jiē)冷卻至Ms與Mf點之間,使奧氏體轉變(biàn)為馬氏體。後一方法(fǎ)可(kě)獲得(dé)較(jiào)高的耐腐蝕性能(néng),但固溶處(chù)理以後至深冷的間隔時間不宜過久,否則會因奧氏(shì)體的陳化穩定(dìng)作用(yòng)而使深(shēn)冷的(de)強化效應降低。經上述處理(lǐ)以後鋼再經400~500度時效,使析出金屬間化合物進—步強化。這類鋼的典型鋼號有17Cr一7Ni一A1、15Cr-9Ni-A1,17Cr—5Ni-Mo、15Cr-8Ni-Mo一A1等等。這類鋼也稱為奧氏體-馬氏體時效不鏽鋼,並因為實際上這些鋼的組織中除奧氏體和馬氏體以外,還存在(zài)不同數量的鐵素體,故(gù)也稱為半奧(ào)氏體沉澱硬化不鏽鋼。
這類鋼是50年代後(hòu)期發展和應用的新型不鏽鋼,它們總的特點是強度高(C可達100一150)及熱強(qiáng)性好,但由於含鉻量(liàng)較(jiào)低並在熱處理時有碳化鉻(gè)析出,因此(cǐ)耐腐蝕性能比標準的奧氏體不鏽鋼要低一些。也可以說這類鋼的高強度(dù)是(shì)在犧牲一部分耐腐蝕(shí)性能與其(qí)他性能(如(rú)非磁性)的情況下獲得的,目前這類鋼主要用於航(háng)空工業及火箭(jiàn)導(dǎo)彈生產方麵,一般機(jī)械(xiè)製造中(zhōng)應用尚不普遍,並且在分類上也有把它們納為超高強度鋼的一個係列(liè)。
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