馬氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)指基體(ti)(ti)為(wei)馬氏體(ti)(ti)組織,有磁(ci)性,通過熱處理可調整其力學性能的不(bu)銹鋼(gang)(gang)。
馬氏(shi)(shi)體系(xi)列不銹鋼大(da)部分是(shi)11~13Cr不銹鋼,近年來(lai)15~18Cr的(de)高(gao)(gao)Cr系(xi)列不銹鋼逐漸(jian)多起來(lai)。從(cong)高(gao)(gao)溫的(de)奧氏(shi)(shi)體相急劇冷卻,也就是(shi)淬(cui)火(huo),就變態(tai)(tai)形成為馬氏(shi)(shi)體。淬(cui)火(huo)則(ze)有硬化性(xing)(xing),借助(zhu)回火(huo)熱(re)處(chu)理,可擴大(da)其力學性(xing)(xing)能范圍。淬(cui)火(huo)的(de)硬化性(xing)(xing)是(shi)由于添(tian)加(jia)(jia)C、Mn、Ni而提(ti)高(gao)(gao)的(de),而添(tian)加(jia)(jia)Ti、Al等則(ze)降(jiang)低其硬化性(xing)(xing)。它在(zai)常(chang)溫狀態(tai)(tai)下具有磁性(xing)(xing)。
常用的馬氏體不銹鋼包括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(ma)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)與(yu)鐵素體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)特性(xing)明(ming)顯(xian)(xian)不同,馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)加熱到高溫轉(zhuan)(zhuan)變(bian)成奧(ao)氏體(ti),奧(ao)氏體(ti)快速冷(leng)卻轉(zhuan)(zhuan)變(bian)成馬(ma)氏體(ti)組織(zhi)。馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)有明(ming)顯(xian)(xian)的(de)相變(bian)點(dian),可(ke)以通過淬(cui)火而(er)強化(hua),而(er)且鉻含量高,淬(cui)透性(xing)好(hao),回(hui)火時可(ke)以在較(jiao)大的(de)范(fan)圍(wei)內(nei)調整(zheng)其硬度(du)、強度(du)和(he)韌性(xing)。而(er)且高碳馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)硬度(du)較(jiao)高,因此(ci)既(ji)可(ke)作為結構鋼(gang)用(yong)(yong),也可(ke)以作為工具鋼(gang)用(yong)(yong)。
馬氏體(ti)不銹鋼中除(chu)了鉻不銹鋼外,還(huan)有鉻鎳不銹鋼,如14Cr17Ni2鋼。鉻不銹鋼按碳(tan)(tan)含量可(ke)分為低碳(tan)(tan)、中碳(tan)(tan)和高(gao)碳(tan)(tan)三種類型,隨著碳(tan)(tan)含量的增加,鋼的強度、硬度和耐(nai)(nai)磨性(xing)顯著提高(gao),而冷塑(su)性(xing)、韌(ren)性(xing)和耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)則下降。
鉻(ge)鎳馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼,由于(yu)加入了(le)一(yi)定(ding)數量的(de)Ni,鋼的(de)基體(ti)組(zu)織(zhi)由單相(xiang)鐵素體(ti)過渡到(dao)α+γ兩相(xiang)組(zu)織(zhi),淬(cui)火(huo)時γ相(xiang)轉變為(wei)馬(ma)氏體(ti)。這(zhe)類(lei)馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼650℃回火(huo)的(de)組(zu)織(zhi)為(wei)回火(huo)索氏體(ti)和(he)呈帶狀分布的(de)鐵素體(ti),因此可通過熱處理來提高(gao)它的(de)性(xing)能。這(zhe)樣既有Cr17型不銹(xiu)鋼的(de)耐(nai)蝕性(xing),又有Cr13型不銹(xiu)鋼的(de)強(qiang)度(du)。一(yi)般用于(yu)既要(yao)求(qiu)高(gao)力學性(xing)能、高(gao)淬(cui)硬(ying)性(xing),又要(yao)求(qiu)耐(nai)硝酸、有機酸腐蝕的(de)軸(zhou)類(lei)、活(huo)塞桿、泵、閥等部件,以及彈(dan)簧和(he)緊固件。
馬(ma)氏體不銹鋼的主(zhu)要特點是,常溫下具有強(qiang)磁性(xing),其耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能不是十分突出,但強(qiang)度較高,常作為(wei)高強(qiang)度結構鋼。
高溫下(xia)具有穩定(ding)的奧氏體組織(zhi),空冷或油冷下(xia)轉變成馬氏體相(xiang),常溫下(xia)具有完全的馬氏體組織(zhi)。