馬氏體(ti)(ti)不銹鋼是指基體(ti)(ti)為馬氏體(ti)(ti)組織,有(you)磁性,通過(guo)熱(re)處理可(ke)調整其力學性能的不銹鋼。
馬(ma)氏體(ti)系(xi)(xi)列(lie)不銹(xiu)鋼大部分是(shi)11~13Cr不銹(xiu)鋼,近年來15~18Cr的高(gao)Cr系(xi)(xi)列(lie)不銹(xiu)鋼逐(zhu)漸多起來。從高(gao)溫的奧氏體(ti)相急劇冷卻,也就是(shi)淬(cui)火,就變(bian)態形(xing)成為馬(ma)氏體(ti)。淬(cui)火則有(you)硬化(hua)性(xing),借助回火熱(re)處理,可擴大其(qi)力學性(xing)能(neng)范(fan)圍。淬(cui)火的硬化(hua)性(xing)是(shi)由于(yu)添(tian)加C、Mn、Ni而提高(gao)的,而添(tian)加Ti、Al等則降(jiang)低其(qi)硬化(hua)性(xing)。它在常溫狀態下具有(you)磁性(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)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼與鐵素體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼和奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼的特(te)性(xing)明顯(xian)不同,馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼加熱到高溫轉變成(cheng)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti),奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)快速冷卻轉變成(cheng)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)組織。馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼有明顯(xian)的相變點,可以(yi)通過(guo)淬火(huo)而強化(hua),而且(qie)鉻含量高,淬透性(xing)好(hao),回火(huo)時可以(yi)在較大(da)的范圍內(nei)調(diao)整(zheng)其硬(ying)度(du)、強度(du)和韌(ren)性(xing)。而且(qie)高碳馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼硬(ying)度(du)較高,因此(ci)既(ji)可作(zuo)為結構鋼用(yong)(yong),也(ye)可以(yi)作(zuo)為工(gong)具鋼用(yong)(yong)。
馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)除(chu)了(le)鉻(ge)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)外,還有鉻(ge)鎳不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),如(ru)14Cr17Ni2鋼(gang)(gang)。鉻(ge)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)按碳(tan)含量(liang)(liang)可(ke)分為低(di)碳(tan)、中(zhong)碳(tan)和高(gao)碳(tan)三種類型,隨著碳(tan)含量(liang)(liang)的增加(jia),鋼(gang)(gang)的強度(du)、硬度(du)和耐磨性(xing)顯著提(ti)高(gao),而冷(leng)塑性(xing)、韌性(xing)和耐蝕性(xing)則下降。
鉻鎳(nie)馬氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang),由于加入了一(yi)定數(shu)量的Ni,鋼(gang)的基體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)由單相(xiang)鐵素體(ti)(ti)過渡到α+γ兩(liang)相(xiang)組(zu)織(zhi),淬火(huo)時(shi)γ相(xiang)轉變為馬氏體(ti)(ti)。這類馬氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)650℃回(hui)火(huo)的組(zu)織(zhi)為回(hui)火(huo)索(suo)氏體(ti)(ti)和(he)呈(cheng)帶狀(zhuang)分布的鐵素體(ti)(ti),因此可通過熱處理來(lai)提高它的性能。這樣既(ji)有Cr17型不(bu)銹鋼(gang)的耐蝕性,又有Cr13型不(bu)銹鋼(gang)的強度(du)。一(yi)般(ban)用于既(ji)要求(qiu)(qiu)高力學(xue)性能、高淬硬性,又要求(qiu)(qiu)耐硝酸(suan)、有機酸(suan)腐(fu)蝕的軸類、活塞桿、泵、閥等部(bu)件,以及彈簧和(he)緊固件。
馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)的主要特點是,常溫下具有強磁性,其耐腐蝕性能不是十分(fen)突出,但(dan)強度(du)較高(gao),常作為高(gao)強度(du)結(jie)構鋼(gang)。
高溫(wen)下具有(you)穩定的奧氏體(ti)組織(zhi),空冷或(huo)油冷下轉(zhuan)變成(cheng)馬(ma)(ma)氏體(ti)相,常(chang)溫(wen)下具有(you)完全的馬(ma)(ma)氏體(ti)組織(zhi)。