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(jue)大多(duo)(duo)(duo)數金(jin)(jin)(jin)(jin)屬都是(shi)(shi)一種(zhong)主要(yao)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬元(yuan)素(su)(su)和(he)一種(zhong)或多(duo)(duo)(duo)種(zhong)添加的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)(su)所形(xing)成的(de)(de)(de)(de)合金(jin)(jin)(jin)(jin)。一般情況下(xia),固態金(jin)(jin)(jin)(jin)屬和(he)合金(jin)(jin)(jin)(jin)都是(shi)(shi)由不(bu)規則排列的(de)(de)(de)(de)晶粒(li)(li)構(gou)(gou)成,這些晶粒(li)(li)有(you)著確(que)定的(de)(de)(de)(de)晶體(ti)結(jie)構(gou)(gou)。所有(you)不(bu)同種(zhong)類的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼都是(shi)(shi)鉻含量在11%以上(shang)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)基合金(jin)(jin)(jin)(jin),許多(duo)(duo)(duo)鋼種(zhong)還(huan)含有(you)鎳、鉬、錳、氮和(he)其(qi)他(ta)合金(jin)(jin)(jin)(jin)元(yuan)素(su)(su)。不(bu)銹鋼中(zhong)以晶體(ti)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同分為鐵(tie)素(su)(su)體(ti)、奧氏體(ti)和(he)馬氏體(ti),或其(qi)中(zhong)兩種(zhong)或多(duo)(duo)(duo)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)組織,不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)許多(duo)(duo)(duo)特性(xing)都取決(jue)于它們的(de)(de)(de)(de)晶體(ti)結(jie)構(gou)(gou)。圖(tu)2-1是(shi)(shi)這些晶體(ti)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)示(shi)意(yi)圖(tu)。圖(tu)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)黑(hei)點表示(shi)原子,劃直線(xian)是(shi)(shi)為了能看清楚其(qi)結(jie)構(gou)(gou)。
鐵(tie)素體(ti)(ti)是常溫下鐵(tie)和低(di)碳合金的(de)(de)基本晶(jing)(jing)體(ti)(ti)結構(體(ti)(ti)心立(li)方(fang))。假(jia)設一(yi)(yi)個立(li)方(fang)體(ti)(ti),它的(de)(de)8個角和幾何中(zhong)心點(dian)各有一(yi)(yi)個原子。在晶(jing)(jing)粒中(zhong)這樣(yang)的(de)(de)立(li)方(fang)體(ti)(ti)以三維的(de)(de)形式重(zhong)復(fu)出(chu)現直到碰到一(yi)(yi)個不(bu)同方(fang)向(xiang)的(de)(de)晶(jing)(jing)粒。兩種晶(jing)(jing)粒相接之處被稱之為晶(jing)(jing)界(jie)(jie)。晶(jing)(jing)界(jie)(jie)由許多方(fang)面構成,包括界(jie)(jie)面、缺(que)陷、雜質及(ji)其他物質的(de)(de)晶(jing)(jing)粒。它們很復(fu)雜,而且在金屬的(de)(de)機械性能(neng)和腐蝕性方(fang)面起著重(zhong)要的(de)(de)作用。
奧氏體在(zai)高溫(>800℃)下鐵(tie)的(de)(de)晶體結構(面(mian)心(xin)立(li)方)。在(zai)奧氏體中,除像鐵(tie)素體立(li)方體的(de)(de)每(mei)(mei)個(ge)(ge)角都有一(yi)個(ge)(ge)原子(zi)外,立(li)方體六(liu)個(ge)(ge)面(mian)的(de)(de)每(mei)(mei)個(ge)(ge)面(mian)的(de)(de)幾(ji)何中心(xin)都有一(yi)個(ge)(ge)原子(zi)。如果在(zai)鐵(tie)或(huo)鐵(tie)鉻合金中單獨(du)加入鎳(nie)、錳、氮或(huo)碳(tan)或(huo)加人其中的(de)(de)幾(ji)種(zhong),該面(mian)心(xin)立(li)方的(de)(de)排列在(zai)常溫下將處于穩定狀態(tai)。
馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)在常溫下具有穩定的結構,與鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)和奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相比,更接(jie)(jie)近于鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti),它(ta)也是(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)心立(li)方(fang)結構,但是(shi)立(li)方(fang)體(ti)(ti)(ti)(ti)的一(yi)個(ge)軸被延長,也就是(shi)一(yi)個(ge)晶體(ti)(ti)(ti)(ti)有三(san)個(ge)軸成直角,兩個(ge)邊相等(deng),一(yi)個(ge)邊不等(deng)(四方(fang)體(ti)(ti)(ti)(ti))。對鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)或奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的立(li)方(fang)晶體(ti)(ti)(ti)(ti)進(jin)行熱處(chu)理或冷作就會出現這樣的情況。馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)在三(san)種(zhong)晶體(ti)(ti)(ti)(ti)結構中(zhong)最硬(ying),強度(du)最好,同時又最難(nan)焊(han)接(jie)(jie)。實際上這種(zhong)合金很少進(jin)行變形處(chu)理。