不銹(xiu)鋼的牌(pai)號、成(cheng)分(fen)(fen)、性能(neng)各異,常用的分(fen)(fen)類方法(fa)主要是按鋼的主要化學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)(特征元素(su))和組(zu)織結構以及二(er)者相結合的方法(fa)來進行分(fen)(fen)類。
一、按鋼中的(de)主要(yao)化(hua)學成(cheng)分(特征(zheng)元素)分類
最(zui)常用(yong)是按鋼中特征元素分為鉻系不銹(xiu)鋼和鉻鎳系不銹(xiu)鋼兩大類。
1. 鉻系(xi)
除鐵外,鋼中的(de)主要合金(jin)元素是鉻,這類(lei)不銹鋼稱為鉻系不銹鋼,相當于(yu)美國的(de)AISI 400系列。
2. 鉻鎳(nie)系(xi)
除鐵外,鋼中的(de)(de)主要合金元(yuan)素是鉻(ge)和(he)鎳(nie),這類(lei)不(bu)銹鋼稱為鉻(ge)鎳(nie)系不(bu)銹鋼,相當(dang)于美國(guo)的(de)(de)AISI 300系列。
二(er)、按鋼的組織結構特征分(fen)類
鋼(gang)(gang)的組織(zhi)(zhi)結(jie)構是指鋼(gang)(gang)的晶體結(jie)構和鋼(gang)(gang)的顯(xian)微組織(zhi)(zhi)的特征。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)按其(qi)組織(zhi)(zhi)結(jie)構的不(bu)(bu)同(tong)進行分類,主要(yao)可分為五大類。即鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、馬(ma)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和沉淀硬(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
1. 鐵素(su)體不銹鋼(gang)(F)
高、低溫度下晶體結構均為體心立方 見圖1. 4a ,鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)的顯微組織見圖1.4(b)。
①. 晶(jing)(jing)體結(jie)構(gou) 系指晶(jing)(jing)體的微觀構(gou)造,在鋼(gang)鐵材料中,常見的晶(jing)(jing)體結(jie)構(gou)主(zhu)要有體心(xin)立方(fang)和面(mian)心(xin)立方(fang)兩類(lei)。鋼(gang)的晶(jing)(jing)體結(jie)構(gou)是決定(ding)鋼(gang)的力學、化學、物理等(deng)性能的最基本的因素之一。
②. 顯(xian)微組織(zhi) 在顯(xian)微鏡(jing)下觀察到的鋼的組織(zhi)。
一(yi)般鐵(tie)(tie)的晶(jing)體結構也是體心立方。而鉻是鐵(tie)(tie)素體形成元素,所以,鉻加入鐵(tie)(tie)中,鋼的晶(jing)體結構沒有改變。鐵(tie)(tie)素體不銹鋼的代表性牌號有0Cr11Ti(409)和1Cr17(430)等。
使鋼形成(cheng)鐵(tie)素體的(de)元素還有Mo、Si、Al、W、Ti、Nb等。
2. 奧(ao)氏體不銹鋼(A)
向鐵素體不銹鋼中加入適量具有奧氏體形成能力的鎳元素,便會得到高溫和室溫下均為面心立方晶體結構[見圖1.5a 的奧氏體不銹鋼。奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼的顯微組織見圖1.5(b)。
使鋼形成奧氏體的元素除Ni外,還有C、N、Mn、Cu等。
3. 馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼(M)
高溫下為奧氏體,室溫和低溫下組織為馬氏體,馬氏體系自奧氏體轉變而來的相變產物。馬氏體不銹鋼的晶體結構為體心四方(具有長方度的體心立方),見圖1.6(a),而低碳,特別是超低碳馬氏體不銹鋼的晶體結構則為體心立方。 馬氏體不銹鋼的顯微組織見圖1.6(b)。Fe-Cr-C馬氏體不銹鋼的代表性牌號有1Cr13(410)等;馬氏體不銹鋼的代表性牌號有1Cr17Ni2(431)、00Cr13Ni5Mo等。
為了(le)便于大家對不銹鋼中(zhong)前三(san)種(zhong)組織結構(gou)(gou)的了(le)解,表(biao)1.2中(zhong)列出(chu)了(le)鐵(tie)(低碳鋼)和不銹鋼組織結構(gou)(gou)的對比。
4. 雙相不銹(xiu)鋼(gang)(F+A)
鋼的基體組織為鐵素體和奧氏體具有一定比例的雙相結構。它們的顯微組織見圖1.7。雙相不銹鋼的代表性牌號有1Cr25Ni5Mo1.5(AISI 329),1Cr21Ni5Ti(1X21H5T),00Cr22Ni5Mo3N(SAF 2205)和 00Cr26Ni7Mo3N (SAF 2507)等。
前述(shu)形(xing)成鐵素(su)體的(de)元(yuan)素(su)和形(xing)成奧氏體的(de)元(yuan)素(su)在鋼內合(he)理(li)配比,便(bian)可得(de)到(dao)F+A雙(shuang)相不銹鋼。
5. 沉淀硬化不銹鋼(PH)
是在(zai)室溫下,鋼的(de)基體(ti)組織可以(yi)是馬(ma)氏(shi)體(ti)、奧氏(shi)體(ti)以(yi)及鐵素體(ti),經適(shi)宜熱處理,在(zai)基體(ti)上沉淀(析出(chu))碳(tan)化物和金(jin)屬間化合物等進一(yi)步使不銹(xiu)鋼強化的(de)一(yi)類不銹(xiu)鋼。代表性(xing)牌(pai)號有0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH,AISI 630),0Cr17Ni7Al (17-7PH,AISI 631)等。
三、按鋼的化學成分和組織結構相結合的方法分類
按(an)鋼(gang)中的(de)特(te)征元素(su)和鋼(gang)的(de)組織結構相結合的(de)方(fang)法分類(lei)可以有很多類(lei)型(xing)。例如,馬氏(shi)(shi)體鉻不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),馬氏(shi)(shi)體鉻鎳(nie)(nie)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),奧氏(shi)(shi)體鉻鎳(nie)(nie)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),奧氏(shi)(shi)體鉻錳不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)等。
除了上述(shu)分(fen)類方法外,還(huan)有按性(xing)能(neng)和(he)用途(tu);按鋼的功能(neng)特點等的分(fen)類,此(ci)處不再一一列舉。
圖(tu)1.8系不銹(xiu)鋼分類的簡(jian)單概括和代表性牌號簡(jian)圖(tu)。