不銹鋼(gang)的(de)牌(pai)號(hao)、成分、性(xing)能各(ge)異,常用的(de)分類(lei)(lei)方(fang)法主要(yao)是按(an)鋼(gang)的(de)主要(yao)化學成分(特征元素)和(he)組織結構以及二者相結合(he)的(de)方(fang)法來進行分類(lei)(lei)。
一、按鋼中的主(zhu)要(yao)化學成分(特(te)征元(yuan)素(su))分類(lei)
最常用是(shi)按鋼(gang)中特(te)征元素分為鉻(ge)系不(bu)銹鋼(gang)和鉻(ge)鎳(nie)系不(bu)銹鋼(gang)兩(liang)大類。
1. 鉻系
除鐵外,鋼中的(de)主要(yao)合(he)金元(yuan)素是(shi)鉻,這類不銹(xiu)鋼稱(cheng)為鉻系不銹(xiu)鋼,相當于(yu)美(mei)國的(de)AISI 400系列(lie)。
2. 鉻鎳系(xi)
除鐵外,鋼(gang)中的(de)主要合金元素是鉻和(he)鎳,這類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)稱為鉻鎳系不(bu)銹(xiu)鋼(gang),相當(dang)于美國的(de)AISI 300系列。
二、按(an)鋼的組織結(jie)構特征分類
鋼的組(zu)織(zhi)結(jie)(jie)構是指鋼的晶體結(jie)(jie)構和鋼的顯(xian)微組(zu)織(zhi)的特征。不銹(xiu)鋼按(an)其組(zu)織(zhi)結(jie)(jie)構的不同進行分類,主(zhu)要可分為五(wu)大類。即(ji)鐵素體不銹(xiu)鋼、奧氏體不銹(xiu)鋼、馬氏體不銹(xiu)鋼、雙相不銹(xiu)鋼和沉(chen)淀硬化不銹(xiu)鋼。
1. 鐵素(su)體不(bu)銹鋼(F)
高、低溫度下晶體結構均為體心立方 見圖1. 4a ,鐵(tie)素體不銹鋼(gang)的顯微組織見圖1.4(b)。
①. 晶體結構(gou)(gou) 系指晶體的(de)微觀構(gou)(gou)造,在鋼(gang)(gang)鐵材料(liao)中,常見(jian)的(de)晶體結構(gou)(gou)主要有體心(xin)立(li)方和面心(xin)立(li)方兩類。鋼(gang)(gang)的(de)晶體結構(gou)(gou)是(shi)決定(ding)鋼(gang)(gang)的(de)力學(xue)(xue)、化學(xue)(xue)、物理等(deng)性(xing)能(neng)的(de)最基本的(de)因(yin)素之一。
②. 顯微組織(zhi) 在(zai)顯微鏡下觀察到的鋼的組織(zhi)。
一(yi)般鐵的晶(jing)體(ti)(ti)(ti)(ti)結(jie)構也(ye)是體(ti)(ti)(ti)(ti)心立方。而鉻(ge)是鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素,所以,鉻(ge)加入鐵中,鋼(gang)的晶(jing)體(ti)(ti)(ti)(ti)結(jie)構沒有改變。鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)的代表性牌號有0Cr11Ti(409)和1Cr17(430)等。
使鋼(gang)形(xing)成鐵素(su)體(ti)的元素(su)還有Mo、Si、Al、W、Ti、Nb等。
2. 奧氏體不銹鋼(A)
向鐵素體不銹鋼中加入適量具有奧氏體形成能力的鎳元素,便會得到高溫和室溫下均為面心立方晶體結構[見圖1.5a 的奧氏體不銹鋼。奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼的顯微組織見圖1.5(b)。
使鋼形成奧氏體的(de)元(yuan)素除Ni外,還有C、N、Mn、Cu等。
3. 馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼(M)
高溫下為奧氏體,室溫和低溫下組織為馬氏體,馬氏體系自奧氏體轉變而來的相變產物。馬氏體不銹鋼的晶體結構為體心四方(具有長方度的體心立方),見圖1.6(a),而低碳,特別是超低碳馬氏體不銹鋼的晶體結構則為體心立方。 馬氏體不銹鋼的顯微組織見圖1.6(b)。Fe-Cr-C馬氏體不銹鋼的代表性牌號有1Cr13(410)等;馬氏體不銹鋼的代表性牌號有1Cr17Ni2(431)、00Cr13Ni5Mo等。
為了便于大家對不(bu)銹鋼(gang)中前三種組織結構的了解,表1.2中列(lie)出了鐵(tie)(低碳鋼(gang))和不(bu)銹鋼(gang)組織結構的對比。
4. 雙相不銹鋼(F+A)
鋼的基體組織為鐵素體和奧氏體具有一定比例的雙相結構。它們的顯微組織見圖1.7。雙相不銹鋼的代表性牌號有1Cr25Ni5Mo1.5(AISI 329),1Cr21Ni5Ti(1X21H5T),00Cr22Ni5Mo3N(SAF 2205)和 00Cr26Ni7Mo3N (SAF 2507)等。
前述形(xing)成鐵素體的(de)元素和形(xing)成奧氏(shi)體的(de)元素在鋼內(nei)合理配(pei)比,便可得到F+A雙相不銹鋼。
5. 沉淀(dian)硬化不銹鋼(PH)
是在室溫下(xia),鋼(gang)(gang)的基(ji)體(ti)組織(zhi)可以(yi)(yi)是馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)、奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)以(yi)(yi)及鐵素(su)體(ti),經適宜(yi)熱處(chu)理,在基(ji)體(ti)上沉(chen)淀(析出)碳化物和金(jin)屬間化合物等(deng)進一步使不銹鋼(gang)(gang)強化的一類不銹鋼(gang)(gang)。代表性牌(pai)號(hao)有0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH,AISI 630),0Cr17Ni7Al (17-7PH,AISI 631)等(deng)。
三、按鋼(gang)的化(hua)學成分(fen)和組織結(jie)(jie)構相(xiang)結(jie)(jie)合的方法分(fen)類
按(an)鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)特征(zheng)元素和鋼(gang)(gang)(gang)的(de)組織結構相結合(he)的(de)方法分類可以(yi)有很多類型。例如,馬(ma)氏(shi)體(ti)鉻(ge)(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),馬(ma)氏(shi)體(ti)鉻(ge)(ge)鎳(nie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),奧氏(shi)體(ti)鉻(ge)(ge)鎳(nie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),奧氏(shi)體(ti)鉻(ge)(ge)錳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)等。
除(chu)了上(shang)述(shu)分類(lei)方法外,還有按性能(neng)和用(yong)途;按鋼的功能(neng)特點(dian)等的分類(lei),此處不再一(yi)一(yi)列舉(ju)。
圖1.8系(xi)不銹鋼分(fen)類(lei)的簡單概(gai)括(kuo)和(he)代表性牌號簡圖。