馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)一(yi)類(lei)(lei)可(ke)通(tong)過(guo)熱處理(淬火回火)對其性(xing)能進行調整的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),通(tong)俗地講(jiang)是(shi)一(yi)類(lei)(lei)可(ke)硬(ying)化的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),此類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)有(you)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)、良(liang)好的(de)(de)(de)力學性(xing)能和(he)(he)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)性(xing),這些(xie)特性(xing)決定了(le)(le)此類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)必須(xu)具(ju)備兩個(ge)基(ji)本條件(jian):其一(yi),在(zai)(zai)平衡相(xiang)(xiang)圖中(zhong)(zhong)必須(xu)有(you)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)區存在(zai)(zai);其二(er),為(wei)(wei)使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)形(xing)成耐(nai)腐蝕的(de)(de)(de)鈍化膜,鉻含量必須(xu)在(zai)(zai)10.5%以上。根據鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)合金元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)差(cha)別,可(ke)將(jiang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)區分(fen)為(wei)(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)鉻不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)(he)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)鉻鎳不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。在(zai)(zai)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)鉻不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)又可(ke)劃(hua)分(fen)成低(di)碳(tan)、中(zhong)(zhong)碳(tan)和(he)(he)高(gao)(gao)碳(tan)三(san)種類(lei)(lei)型。馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)淬火狀態下(xia)具(ju)有(you)體(ti)(ti)(ti)心(xin)四方(fang)(bct)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)結構(馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)),具(ju)有(you)鐵磁性(xing),在(zai)(zai)較弱腐蝕環(huan)境中(zhong)(zhong)具(ju)有(you)耐(nai)蝕性(xing)。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)鉻含量可(ke)達18%,碳(tan)可(ke)以超過(guo)1.2%。為(wei)(wei)了(le)(le)提高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)腐性(xing)和(he)(he)刃具(ju)的(de)(de)(de)鋒利度(du)(du),組織中(zhong)(zhong)允(yun)許(xu)存在(zai)(zai)過(guo)剩碳(tan)化物,為(wei)(wei)了(le)(le)改善(shan)淬火后的(de)(de)(de)回火效應,可(ke)適當加入(ru)鈮(ni)、硅、鎢和(he)(he)釩。含鎳馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)改善(shan)了(le)(le)鉻馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)某(mou)些(xie)介質中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)和(he)(he)提高(gao)(gao)了(le)(le)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)韌性(xing)。馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)碳(tan)是(shi)不(bu)(bu)可(ke)缺少(shao)的(de)(de)(de)重要(yao)元(yuan)(yuan)素(su),它(ta)使Fe-Cr二(er)元(yuan)(yuan)合金形(xing)成γ相(xiang)(xiang)區且(qie)決定了(le)(le)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)淬火狀態下(xia)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)。大(da)量試驗表明,0.10%C的(de)(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)值(zhi)大(da)約為(wei)(wei)35HRC,0.5%C的(de)(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)其硬(ying)度(du)(du)值(zhi)可(ke)超過(guo)60HRC,再高(gao)(gao)的(de)(de)(de)碳(tan)其硬(ying)度(du)(du)值(zhi)未見明顯變化。


我(wo)國(guo)標準中(GB1220-92)共列入18個馬(ma)氏體不銹鋼(gang)牌(pai)號(hao),基本是13%Cr和17%Cr的(de)兩種類(lei)型,為了賦(fu)予鋼(gang)的(de)其他特性(xing)派(pai)生出一(yi)些改進(jin)型牌(pai)號(hao),馬(ma)氏體不銹鋼(gang)的(de)發展網絡見圖3-1。


1.jpg


  馬氏體不銹鋼,由于具有良好的力學性能和中等程度的耐蝕性以及在低于650℃的良好耐熱性,已廣泛應用于各工業領域,低碳和中碳馬氏體不銹鋼,如1Cr13及其改良型,主要用于蒸汽透平、噴氣發動機、氣體透平等領域。在石油和石油化工領域此類材料也得到廣泛應用。


 稍高碳的2Cr13等馬氏體不銹鋼主要用刀具,閥門部件,齒輪、滑輪、開關軸類等機械部件、桿件以及軋輥。高碳馬氏體不銹鋼,如9Cr18Mo等的應用領域包括刀具、軸承、外科和牙科器械、刀剪、彈簧、閥門、軸桿類、凸輪等。


 馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)回火脆性(xing)(xing)溫度(du)范圍出現在(zai)425~565℃,在(zai)此(ci)溫度(du)回火鋼(gang)(gang)的沖(chong)擊韌性(xing)(xing)急劇下降,對(dui)于要(yao)求耐沖(chong)擊的部件應不采用此(ci)溫度(du)回火并避免在(zai)此(ci)溫度(du)范圍內應用。


1. 馬氏體鉻(ge)不銹(xiu)鋼


   馬氏(shi)體鉻不銹鋼(gang)中主要合(he)金(jin)元素是鉻,隨鋼(gang)中含(han)鉻量的(de)提(ti)高,鋼(gang)的(de)耐(nai)蝕性隨之提(ti)高。鋼(gang)的(de)力學性能(neng)主要取決于鋼(gang)中的(de)碳含(han)量,為(wei)了(le)改(gai)善鋼(gang)強度和硬度以(yi)及增強二(er)次硬化效應,有時加入(ru)少(shao)量的(de)鉬。


2. 鉻-鎳(nie)馬氏體不銹鋼


  在鉻(ge)馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的基礎上(shang)加(jia)入(ru)鎳而(er)形成(cheng)鉻(ge)鎳馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。由于鎳的加(jia)入(ru)可使低碳的鐵一鉻(ge)合金具有淬火能(neng)力,同時(shi)由于鎳的存在可使低碳(<0.15%)馬氏(shi)體(ti)鉻(ge)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的鉻(ge)含量向更高(gao)的水(shui)平推移(yi),提高(gao)了鋼(gang)(gang)(gang)的耐蝕性(xing)(xing),從而(er)解決了馬氏(shi)體(ti)鉻(ge)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)為提高(gao)其(qi)耐蝕性(xing)(xing)以損失(shi)鋼(gang)(gang)(gang)的硬度為代(dai)價的難題。此(ci)外鎳的加(jia)入(ru)也改善了鋼(gang)(gang)(gang)的耐還原性(xing)(xing)介質的能(neng)力和提高(gao)了鋼(gang)(gang)(gang)的塑韌性(xing)(xing)。