不銹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體不銹鋼晶間腐蝕的弱點于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)不(bu)銹鋼(gang)種(zhong)(zhong)(zhong),開始主(zhu)要是(shi)以(yi)(yi)美(mei)國(guo)的(de)AISI(美(mei)國(guo)鋼(gang)鐵協會)標準規定的(de)鋼(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)為中心,其多(duo)數被列(lie)入JIS中。從20世紀60年代起隨(sui)著對各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)性質要求的(de)提高以(yi)(yi)及用途(tu)的(de)擴大(da),歐美(mei)鋼(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)改良或(huo)獨自(zi)鋼(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)開發(fa)被蓬(peng)勃(bo)開展。其結果是(shi)現(xian)在大(da)約有80種(zhong)(zhong)(zhong)鋼(gang)被列(lie)入日(ri)本標準。


  這些不(bu)銹鋼(gang)的鋼(gang)種(zhong)(zhong)從成分(fen)(fen)上被分(fen)(fen)類為 Fe-Cr系(xi)(xi)和 Fe-Cr-Ni系(xi)(xi),并根據合金成分(fen)(fen)按鋼(gang)種(zhong)(zhong)性質繪制(zhi)了(le)分(fen)(fen)類系(xi)(xi)統圖(tu)(tu),見(jian)附(fu)(fu)圖(tu)(tu)1及附(fu)(fu)圖(tu)(tu)2。附(fu)(fu)圖(tu)(tu)1列出(chu)了(le)馬氏體(ti)和鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang);附(fu)(fu)圖(tu)(tu)2列出(chu)了(le)奧氏體(ti)和雙相不(bu)銹鋼(gang)。另外(wai),記號中含有J文字(zi)的鋼(gang)的大部分(fen)(fen)是日本獨自改良或開(kai)發的鋼(gang)種(zhong)(zhong),約占全(quan)部鋼(gang)種(zhong)(zhong)的1/3。


  附圖1所示的(de)Fe-Cr系是(shi)以(yi)(yi)410鋼(gang)(13Cr)為(wei)(wei)(wei)(wei)綱,大(da)致以(yi)(yi)鉻含量(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)13%和大(da)于13%來分開(kai)。馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)大(da)多為(wei)(wei)(wei)(wei)13%Cr,并添加(jia)0.5%以(yi)(yi)下的(de)其(qi)他(ta)元素以(yi)(yi)改善其(qi)形成性(xing)(xing)、耐(nai)蝕性(xing)(xing)、切削(xue)性(xing)(xing)、硬度等。13Cr鋼(gang)因為(wei)(wei)(wei)(wei)硬度高,因而改良的(de)切削(xue)鋼(gang)種(zhong)被(bei)大(da)量(liang)開(kai)發,同時也被(bei)列人JIS.將(jiang)鉻含量(liang)增加(jia)至16%~17%的(de)鋼(gang)系是(shi)以(yi)(yi)大(da)量(liang)添加(jia)碳(tan)提(ti)高硬度、耐(nai)磨性(xing)(xing)的(de)鋼(gang)種(zhong)為(wei)(wei)(wei)(wei)主體,為(wei)(wei)(wei)(wei)提(ti)高韌(ren)性(xing)(xing)而添加(jia)鎳的(de)431鋼(gang)(16Cr-2Ni);更進一步加(jia)以(yi)(yi)改善的(de)鋼(gang)種(zhong)有沉淀硬化(hua)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)-630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。


附圖1.jpg


  另外(wai),對(dui)鐵(tie)素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)系列的(de)(de)馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼(gang),如13Cr,其焊接(jie)性(xing)、耐蝕(shi)性(xing)、加(jia)(jia)工(gong)性(xing)的(de)(de)改(gai)善,可通(tong)(tong)過(guo)添加(jia)(jia)鋁或降低碳(tan)含(han)量(liang)使鐵(tie)素(su)體組織(zhi)的(de)(de)焊接(jie)性(xing)和加(jia)(jia)工(gong)性(xing)得以提高。對(dui)于(yu)17Cr鋼(gang),在(zai)430鋼(gang)(17Cr-0.06C)的(de)(de)基(ji)礎(chu)上根據目的(de)(de)不同開發了(le)(le)許多鋼(gang)種(zhong),特別是通(tong)(tong)過(guo)降低碳(tan)、氮(dan)含(han)量(liang)大(da)量(liang)開發了(le)(le)提高加(jia)(jia)工(gong)性(xing)、焊接(jie)性(xing)以及通(tong)(tong)過(guo)添加(jia)(jia)鉬提高耐腐蝕(shi)性(xing)的(de)(de)鋼(gang)種(zhong),使鐵(tie)素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)用途(tu)得以擴大(da)。作為大(da)幅度提高耐腐蝕(shi)性(xing)的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)有含(han)22%~30%Cr、1%~4%Mo的(de)(de)鋼(gang)種(zhong),其中(zhong)4種(zhong)已被列入(ru)日本標準(zhun)(JIS).


  附圖(tu)2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Ni系不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)大部分(fen)是由奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)組成(cheng)。本來奧(ao)(ao)氏(shi)體系列(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是302鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(18Cr-8Ni-0.1C),但是大多(duo)數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)都是由將碳含量(liang)(liang)降低到0.08%以下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)開(kai)(kai)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。奧(ao)(ao)氏(shi)體系列(lie)(lie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)初期是通(tong)過(guo)(guo)降低碳含量(liang)(liang)、添(tian)加(jia)(jia)鈦、鈮來達到改善耐(nai)(nai)(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。為(wei)了(le)(le)(le)進(jin)一(yi)步提(ti)高(gao)(gao)對非氧化(hua)性(xing)(xing)酸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing),在(zai)上(shang)述(shu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中添(tian)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)Mo或Mo和Cu復合。這已(yi)經在(zai)第1章敘(xu)述(shu)了(le)(le)(le),這些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)也適用于現在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)。從20世紀(ji)60年代(dai)后期起,為(wei)了(le)(le)(le)提(ti)高(gao)(gao)形(xing)成(cheng)性(xing)(xing)而添(tian)加(jia)(jia)銅的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),以及為(wei)了(le)(le)(le)進(jin)一(yi)步提(ti)高(gao)(gao)強度而添(tian)加(jia)(jia)0.1%以上(shang)氮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)被大量(liang)(liang)開(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa),此后也都被JIS所(suo)認定。此外(wai),為(wei)了(le)(le)(le)提(ti)高(gao)(gao)耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)人們對奧(ao)(ao)氏(shi)體系列(lie)(lie)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)進(jin)行了(le)(le)(le)大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改良工(gong)作,像研發(fa)(fa)(fa)了(le)(le)(le)通(tong)過(guo)(guo)添(tian)加(jia)(jia)Si和Cu使耐(nai)(nai)(nai)應力腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)提(ti)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許多(duo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(315J1,315J2);像開(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)了(le)(le)(le)通(tong)過(guo)(guo)添(tian)加(jia)(jia)Mo和N使耐(nai)(nai)(nai)點(dian)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)提(ti)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許多(duo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),同(tong)時也被JIS所(suo)認定。另外(wai),通(tong)過(guo)(guo)大量(liang)(liang)添(tian)加(jia)(jia)鉬、增大鉻含量(liang)(liang)、添(tian)加(jia)(jia)氮開(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)了(le)(le)(le)耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)接近鎳基(ji)合金(Ni-Cr-Mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),其中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)部分(fen)已(yi)被JIS(836L)認定。除此之外(wai),還(huan)開(kai)(kai)發(fa)(fa)(fa)了(le)(le)(le)一(yi)些改善加(jia)(jia)工(gong)硬(ying)化(hua)、耐(nai)(nai)(nai)氧化(hua)性(xing)(xing)、切削性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),其中有(you)從301鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17C-7Ni)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)過(guo)(guo)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)631鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17Cr-7Ni-1A1)等沉淀硬(ying)化(hua)型(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。


附圖 2.jpg


 另外(wai),雙(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)在(zai)成分(fen)上與奧氏體(ti)鋼(gang)(gang)相比Cr/Ni比較大(da),作(zuo)為奧氏體(ti)相和(he)鐵素(su)體(ti)相的(de)兩(liang)相組織的(de)不銹鋼(gang)(gang),除了耐(nai)晶間腐蝕(shi)外(wai),高強度、出色的(de)耐(nai)應力腐蝕(shi)性是其一大(da)特(te)點(dian)。雖然被(bei)列入JIS的(de)雙(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)只有4種,但近幾年其用途不斷在(zai)擴(kuo)大(da)。