隨著世界經濟的發展,科學技術的進步,不銹鋼作為不銹耐蝕的功能材料、現代結構材料及綠色環保材料已大步進人了工業、商業、家居生活等各個領域,因此我們很有必要全面了解不銹鋼的材料和其在多方面所具有的優異性能。
絕大多數金(jin)屬都是一種主要金(jin)屬元素(su)和一種或(huo)多種添加的(de)(de)元素(su)所(suo)形成的(de)(de)合(he)金(jin)。一般(ban)情況下,固態金(jin)屬和合(he)金(jin)都是由不(bu)規則排列的(de)(de)晶(jing)粒構成,這(zhe)些晶(jing)粒有著確(que)定的(de)(de)晶(jing)體結(jie)(jie)構。所(suo)有不(bu)同種類的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼都是鉻(ge)含量(liang)在11%以上的(de)(de)鐵基合(he)金(jin),許(xu)多鋼種還含有鎳、鉬、錳(meng)、氮和其他合(he)金(jin)元素(su)。不(bu)銹(xiu)鋼中以晶(jing)體結(jie)(jie)構的(de)(de)不(bu)同分為(wei)鐵素(su)體、奧氏(shi)體和馬氏(shi)體,或(huo)其中兩(liang)種或(huo)多種的(de)(de)組織,不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)許(xu)多特性都取(qu)決于(yu)它(ta)們的(de)(de)晶(jing)體結(jie)(jie)構。圖2-1是這(zhe)些晶(jing)體結(jie)(jie)構的(de)(de)示意圖。圖中的(de)(de)黑點表示原子,劃直線是為(wei)了能看清(qing)楚其結(jie)(jie)構。
鐵(tie)素體(ti)是常溫下鐵(tie)和低碳合金(jin)的(de)(de)(de)基(ji)本(ben)晶(jing)體(ti)結(jie)構(體(ti)心立(li)方(fang)(fang))。假(jia)設一個(ge)立(li)方(fang)(fang)體(ti),它的(de)(de)(de)8個(ge)角和幾(ji)何中心點各(ge)有一個(ge)原子(zi)。在晶(jing)粒中這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)立(li)方(fang)(fang)體(ti)以三維的(de)(de)(de)形(xing)式重復(fu)出(chu)現直到碰到一個(ge)不同方(fang)(fang)向的(de)(de)(de)晶(jing)粒。兩(liang)種晶(jing)粒相(xiang)接之處(chu)被稱之為(wei)晶(jing)界。晶(jing)界由許多方(fang)(fang)面(mian)構成,包括界面(mian)、缺陷、雜質及其他物質的(de)(de)(de)晶(jing)粒。它們很復(fu)雜,而(er)且在金(jin)屬的(de)(de)(de)機械(xie)性能和腐蝕性方(fang)(fang)面(mian)起著重要的(de)(de)(de)作用(yong)。
奧(ao)氏體(ti)(ti)在(zai)高(gao)溫(wen)(>800℃)下鐵(tie)(tie)的晶體(ti)(ti)結構(面(mian)(mian)心(xin)立方)。在(zai)奧(ao)氏體(ti)(ti)中,除像鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)立方體(ti)(ti)的每個(ge)(ge)角都有一個(ge)(ge)原子(zi)外,立方體(ti)(ti)六個(ge)(ge)面(mian)(mian)的每個(ge)(ge)面(mian)(mian)的幾何(he)中心(xin)都有一個(ge)(ge)原子(zi)。如果在(zai)鐵(tie)(tie)或鐵(tie)(tie)鉻合金中單(dan)獨加入鎳、錳、氮(dan)或碳或加人其(qi)中的幾種,該面(mian)(mian)心(xin)立方的排列在(zai)常(chang)溫(wen)下將處于穩(wen)定(ding)狀態。
馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)在常溫(wen)下具(ju)有(you)穩(wen)定的結構(gou)(gou),與鐵素體(ti)(ti)(ti)和奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相比,更(geng)接近(jin)于(yu)鐵素體(ti)(ti)(ti),它(ta)也是(shi)體(ti)(ti)(ti)心立方結構(gou)(gou),但是(shi)立方體(ti)(ti)(ti)的一個軸(zhou)被(bei)延長,也就(jiu)是(shi)一個晶(jing)體(ti)(ti)(ti)有(you)三(san)個軸(zhou)成直角,兩個邊相等(deng),一個邊不等(deng)(四方體(ti)(ti)(ti))。對鐵素體(ti)(ti)(ti)或奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的立方晶(jing)體(ti)(ti)(ti)進(jin)行(xing)熱處理(li)(li)或冷作就(jiu)會(hui)出現這樣的情況。馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)在三(san)種(zhong)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)結構(gou)(gou)中(zhong)最硬,強度(du)最好,同時又最難焊接。實(shi)際上(shang)這種(zhong)合金很少進(jin)行(xing)變形處理(li)(li)。