不銹(xiu)鋼從化學成分上大致可分為Fe-Cr系和Fe-Cr-Ni系,從金屬組織上可分為奧氏體型、鐵素體型、馬氏體型、奧氏體-鐵素體的雙相型以及沉淀硬化型5類。其中奧氏體型、鐵素體型以及馬氏體型不銹鋼(gang)正如第1章敘述的是1912~1914年由歐洲或美國發明的。不過,雙相不銹鋼是為了克服奧氏(shi)體不銹鋼(gang)晶間腐蝕的弱點于20世紀30年代在歐洲開發的。另一方面,沉淀硬化不銹鋼作為高強度不銹鋼于20世紀40年代在美國被開發的。奧氏體、鐵素體以及馬氏體不銹鋼,正如2.3節敘述的,在1959年JIS(日本標準規格)制定時其中的一部分鋼種被列人日本標準規格。沉淀硬化不銹鋼是從1965年、雙相不銹鋼是從1972年被列人日本標準的。


  在日(ri)本生產的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)種(zhong),開(kai)始(shi)主要是以(yi)美(mei)國的(de)(de)AISI(美(mei)國鋼(gang)鐵協會)標(biao)準(zhun)規定的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)為中(zhong)心,其多數被列入JIS中(zhong)。從20世紀60年(nian)代起隨著對(dui)各種(zhong)性質要求(qiu)的(de)(de)提(ti)高以(yi)及用途的(de)(de)擴大,歐美(mei)鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)改良或獨自鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)開(kai)發(fa)被蓬勃開(kai)展。其結果是現(xian)在大約有80種(zhong)鋼(gang)被列入日(ri)本標(biao)準(zhun)。


  這些不銹鋼(gang)的(de)鋼(gang)種(zhong)從成分上被(bei)分類(lei)為 Fe-Cr系(xi)和(he)(he) Fe-Cr-Ni系(xi),并根據合(he)金成分按鋼(gang)種(zhong)性(xing)質(zhi)繪制(zhi)了分類(lei)系(xi)統圖(tu)(tu),見附(fu)(fu)圖(tu)(tu)1及(ji)附(fu)(fu)圖(tu)(tu)2。附(fu)(fu)圖(tu)(tu)1列(lie)出(chu)了馬氏(shi)體和(he)(he)鐵素體不銹鋼(gang);附(fu)(fu)圖(tu)(tu)2列(lie)出(chu)了奧(ao)氏(shi)體和(he)(he)雙相不銹鋼(gang)。另外,記(ji)號中含有J文(wen)字的(de)鋼(gang)的(de)大部(bu)分是日本(ben)獨自改良或開發的(de)鋼(gang)種(zhong),約占全部(bu)鋼(gang)種(zhong)的(de)1/3。


  附(fu)圖1所示的Fe-Cr系是(shi)(shi)以(yi)410鋼(gang)(13Cr)為綱,大(da)(da)致以(yi)鉻(ge)含(han)(han)量(liang)為13%和大(da)(da)于13%來分開。馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)大(da)(da)多(duo)為13%Cr,并添加(jia)0.5%以(yi)下的其他元素以(yi)改善其形成性(xing)(xing)(xing)、耐蝕性(xing)(xing)(xing)、切削性(xing)(xing)(xing)、硬(ying)度等。13Cr鋼(gang)因為硬(ying)度高,因而改良的切削鋼(gang)種被大(da)(da)量(liang)開發,同(tong)時(shi)也被列(lie)人JIS.將鉻(ge)含(han)(han)量(liang)增加(jia)至16%~17%的鋼(gang)系是(shi)(shi)以(yi)大(da)(da)量(liang)添加(jia)碳提(ti)高硬(ying)度、耐磨性(xing)(xing)(xing)的鋼(gang)種為主體,為提(ti)高韌(ren)性(xing)(xing)(xing)而添加(jia)鎳的431鋼(gang)(16Cr-2Ni);更進一步加(jia)以(yi)改善的鋼(gang)種有沉淀硬(ying)化型不(bu)銹鋼(gang)-630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。


附圖1.jpg


  另外,對鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)系列(lie)的(de)(de)馬氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang),如13Cr,其焊接(jie)性、耐蝕性、加(jia)工(gong)性的(de)(de)改善,可通過添(tian)(tian)加(jia)鋁或降低碳(tan)含(han)量(liang)使鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)組織的(de)(de)焊接(jie)性和(he)加(jia)工(gong)性得(de)以提(ti)高。對于17Cr鋼(gang)(gang)(gang),在430鋼(gang)(gang)(gang)(17Cr-0.06C)的(de)(de)基礎上根據目(mu)的(de)(de)不(bu)同開發了許(xu)多鋼(gang)(gang)(gang)種,特別是通過降低碳(tan)、氮(dan)含(han)量(liang)大(da)量(liang)開發了提(ti)高加(jia)工(gong)性、焊接(jie)性以及通過添(tian)(tian)加(jia)鉬提(ti)高耐腐(fu)蝕性的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種,使鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)用途得(de)以擴大(da)。作(zuo)為大(da)幅度提(ti)高耐腐(fu)蝕性的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種有含(han)22%~30%Cr、1%~4%Mo的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種,其中4種已被列(lie)入日本標準(JIS).


  附圖2的(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Ni系(xi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)大部分(fen)是由(you)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)組(zu)成。本(ben)來奧(ao)氏體(ti)(ti)系(xi)列(lie)的(de)(de)(de)(de)基本(ben)鋼(gang)是302鋼(gang)(18Cr-8Ni-0.1C),但是大多(duo)數的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong)都是由(you)將(jiang)碳(tan)含量(liang)(liang)降低(di)到0.08%以(yi)(yi)下的(de)(de)(de)(de)304鋼(gang)發展(zhan)(zhan)開(kai)來的(de)(de)(de)(de)。奧(ao)氏體(ti)(ti)系(xi)列(lie)鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)開(kai)發初期是通(tong)(tong)過降低(di)碳(tan)含量(liang)(liang)、添(tian)加(jia)鈦、鈮來達(da)到改(gai)善耐(nai)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。為(wei)(wei)了(le)(le)進一(yi)步提(ti)(ti)高對非氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing),在(zai)上(shang)述鋼(gang)中(zhong)添(tian)加(jia)了(le)(le)Mo或Mo和Cu復(fu)合。這(zhe)已經(jing)在(zai)第1章敘(xu)述了(le)(le),這(zhe)些鋼(gang)也適(shi)用于(yu)現在(zai)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong)。從20世紀60年代(dai)后(hou)期起,為(wei)(wei)了(le)(le)提(ti)(ti)高形成性(xing)而添(tian)加(jia)銅的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong),以(yi)(yi)及為(wei)(wei)了(le)(le)進一(yi)步提(ti)(ti)高強度而添(tian)加(jia)0.1%以(yi)(yi)上(shang)氮的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong)被(bei)大量(liang)(liang)開(kai)發,此(ci)后(hou)也都被(bei)JIS所認定。此(ci)外(wai),為(wei)(wei)了(le)(le)提(ti)(ti)高耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)人們(men)對奧(ao)氏體(ti)(ti)系(xi)列(lie)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong)進行了(le)(le)大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)改(gai)良工作,像(xiang)研發了(le)(le)通(tong)(tong)過添(tian)加(jia)Si和Cu使耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)性(xing)提(ti)(ti)高的(de)(de)(de)(de)許多(duo)鋼(gang)種(zhong)(315J1,315J2);像(xiang)開(kai)發了(le)(le)通(tong)(tong)過添(tian)加(jia)Mo和N使耐(nai)點腐(fu)蝕(shi)性(xing)提(ti)(ti)高的(de)(de)(de)(de)許多(duo)鋼(gang)種(zhong),同時也被(bei)JIS所認定。另外(wai),通(tong)(tong)過大量(liang)(liang)添(tian)加(jia)鉬(mu)、增(zeng)大鉻含量(liang)(liang)、添(tian)加(jia)氮開(kai)發了(le)(le)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)接(jie)近鎳(nie)基合金(Ni-Cr-Mo)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong),其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)一(yi)部分(fen)已被(bei)JIS(836L)認定。除(chu)此(ci)之外(wai),還(huan)開(kai)發了(le)(le)一(yi)些改(gai)善加(jia)工硬(ying)化(hua)(hua)、耐(nai)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)、切削性(xing)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong),其中(zhong)有從301鋼(gang)(17C-7Ni)發展(zhan)(zhan)過來的(de)(de)(de)(de)631鋼(gang)(17Cr-7Ni-1A1)等沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。


附圖 2.jpg


 另外(wai)(wai),雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)在成分上與奧氏(shi)體鋼(gang)相(xiang)比(bi)(bi)Cr/Ni比(bi)(bi)較大,作為奧氏(shi)體相(xiang)和鐵素體相(xiang)的兩(liang)相(xiang)組織的不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),除了耐晶間(jian)腐蝕外(wai)(wai),高強(qiang)度、出色(se)的耐應力腐蝕性是(shi)其(qi)一大特(te)點。雖然被列(lie)入JIS的雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)只(zhi)有4種(zhong),但近幾年其(qi)用途不(bu)(bu)(bu)斷在擴大。