馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)是指基體(ti)為馬氏體(ti)組(zu)織,有磁性(xing),通過熱處理可調整(zheng)其力學性(xing)能(neng)的不銹(xiu)鋼(gang)。
馬(ma)(ma)氏(shi)體系(xi)列不(bu)銹鋼(gang)(gang)大部分(fen)是11~13Cr不(bu)銹鋼(gang)(gang),近年來15~18Cr的(de)高Cr系(xi)列不(bu)銹鋼(gang)(gang)逐漸多起來。從高溫的(de)奧氏(shi)體相(xiang)急劇冷卻,也就(jiu)(jiu)是淬(cui)火(huo)(huo),就(jiu)(jiu)變態形成為馬(ma)(ma)氏(shi)體。淬(cui)火(huo)(huo)則有硬(ying)化(hua)性,借(jie)助回火(huo)(huo)熱處理(li),可擴大其(qi)力學性能范圍。淬(cui)火(huo)(huo)的(de)硬(ying)化(hua)性是由于添加(jia)C、Mn、Ni而提高的(de),而添加(jia)Ti、Al等則降(jiang)低其(qi)硬(ying)化(hua)性。它在常溫狀態下具有磁(ci)性。
常用的馬氏體不銹鋼(gang)包括12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13及14Cr17Ni2等。鉻在鋼中的作用是多方面的如提高鋼的強度、淬透性等,但其最主要的作用是提高鋼的耐蝕性。鋼的耐蝕性與鋼中的鉻含量有極大的關系,只有鉻含量(質量分數)大于12%時,才能顯著提高鋼基體的電極電位,從而提高鋼的耐蝕性。由于鉻能顯著地提高鋼的淬透性,所以這類鋼加熱成奧氏體狀態空冷時,小斷面的工件都能得到馬氏體組織。而且隨著鋼中碳含量的增加,強度、硬度和耐磨性提高,其主要原因是碳與鉻形成了碳化物(Cr23C6),使基體的鉻含量降低所致(<12%)。馬氏體不銹鋼具有強烈的淬硬傾向,易出現冷裂紋,焊接接頭受熱超過1150℃的區域,晶粒顯著增大,過快或過慢的冷卻速度都可能引起接頭脆化,也會造成475℃脆化,晶間腐蝕傾向較小,30Cr13、40Cr13、40Cr17Mo、95Cr18的淬硬傾向更強,一般不能焊接。
馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)特性(xing)明(ming)(ming)顯不(bu)(bu)同,馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)加(jia)熱到高(gao)溫轉變成(cheng)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti),奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)快(kuai)速冷卻(que)轉變成(cheng)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組織。馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有明(ming)(ming)顯的(de)相變點,可(ke)以(yi)通過淬火而強化,而且鉻含量高(gao),淬透性(xing)好,回火時可(ke)以(yi)在較大的(de)范圍內調整其硬(ying)度、強度和(he)韌性(xing)。而且高(gao)碳馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)硬(ying)度較高(gao),因此既可(ke)作(zuo)為結構鋼(gang)(gang)(gang)用,也可(ke)以(yi)作(zuo)為工具鋼(gang)(gang)(gang)用。
馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)除了鉻(ge)(ge)不(bu)銹鋼(gang)外,還有鉻(ge)(ge)鎳(nie)不(bu)銹鋼(gang),如14Cr17Ni2鋼(gang)。鉻(ge)(ge)不(bu)銹鋼(gang)按碳含量可(ke)分為低(di)碳、中(zhong)碳和(he)高碳三(san)種類型,隨(sui)著碳含量的增加,鋼(gang)的強(qiang)度、硬度和(he)耐(nai)磨性(xing)(xing)顯著提(ti)高,而冷塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)和(he)耐(nai)蝕性(xing)(xing)則下(xia)降。
鉻鎳(nie)馬(ma)(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,由于(yu)加入了一(yi)定(ding)數(shu)量的(de)(de)(de)Ni,鋼的(de)(de)(de)基體(ti)組(zu)織由單(dan)相(xiang)鐵素體(ti)過渡到α+γ兩相(xiang)組(zu)織,淬火(huo)(huo)時γ相(xiang)轉(zhuan)變為(wei)馬(ma)(ma)氏體(ti)。這類馬(ma)(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼650℃回火(huo)(huo)的(de)(de)(de)組(zu)織為(wei)回火(huo)(huo)索(suo)氏體(ti)和呈帶狀分布的(de)(de)(de)鐵素體(ti),因此(ci)可通過熱處理來提(ti)高(gao)(gao)它的(de)(de)(de)性能。這樣既有Cr17型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)耐蝕性,又有Cr13型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)強度。一(yi)般(ban)用于(yu)既要求(qiu)高(gao)(gao)力學性能、高(gao)(gao)淬硬性,又要求(qiu)耐硝酸、有機酸腐蝕的(de)(de)(de)軸類、活(huo)塞桿、泵、閥(fa)等部(bu)件,以及彈簧和緊固件。
馬氏體不(bu)銹鋼的(de)主(zhu)要特點是,常(chang)溫下具有強(qiang)磁性,其耐腐蝕(shi)性能(neng)不(bu)是十分突(tu)出(chu),但強(qiang)度(du)較高,常(chang)作為(wei)高強(qiang)度(du)結構鋼。
高(gao)溫下具有穩定的奧氏(shi)(shi)體組織,空冷或油冷下轉變成馬氏(shi)(shi)體相,常溫下具有完全的馬氏(shi)(shi)體組織。