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標(biāo)題: 馬氏體,、鐵素體、奧氏體不銹鋼的性能對比,？ [打印本頁]

作者: 蕭蕭天竹 時間: 2008-7-6 16:20
標(biāo)題: 馬氏體,、鐵素體,、奧氏體不銹鋼的性能對比？
馬氏體,、鐵素體,、奧氏體不銹鋼的性能對比？
請大家總結(jié)下馬氏體,、鐵素體,、奧氏體不銹鋼的區(qū)別和特點(diǎn)？

作者: 燕南飛 時間: 2008-7-7 09:47
工業(yè)上應(yīng)用的不銹鋼按金相組織可分為三大類：鐵素體不銹鋼,，馬氏體不銹鋼,，奧氏體不銹鋼�,？梢园堰@三類不銹鋼的特點(diǎn)歸納(如下表),，但需要說明的是馬氏體不銹鋼并不是都不可焊接，只是受某些條件的限制,，如焊前應(yīng)預(yù)熱焊后應(yīng)作高溫回火等,，而使焊接工藝比較復(fù)雜。實際生產(chǎn)中一些馬氏體不銹鋼如 1Cr13,2Cr13以及2Cr13與45鋼焊接還是比較多的,。
不銹鋼的分類、主要成分及性能比較
分類大概成分（%）淬火性耐蝕性加工性可焊接性磁性
C Cr Ni
鐵素體系 0．35以下 16-27 - 無佳尚佳尚可有
馬氏體系 1．20以下 11-15 - 自硬性可可不可有
奧氏體系 0．25以下 16以上 7以上無優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 無
以上分類僅是按鋼的基體組織分的,，由于鋼中穩(wěn)定奧氏體及形成鐵素體的元素的作用不能互相平衡,，以及由于大量的鉻使平衡圖S點(diǎn)左移，工業(yè)中應(yīng)用的不銹鋼的組織除了上面講的三種基本類型以外,，還有馬氏體—鐵素體,，奧氏體－鐵素體，奧氏體－馬氏體等過渡型的復(fù)相不銹鋼,，以及具有馬氏體－碳化物組織的不銹鋼,。

2-1.鐵素體鋼
含鉻大于14％的低碳鉻不銹鋼，含鉻大干27％的任何含碳量的鉻不銹鋼,，以及在上述成分基礎(chǔ)上再添加有鉬,、鈦、鈮,、硅,、鋁、,、鎢,、釩等元素的不銹鋼，化學(xué)成分中形成鐵素體的元素占絕對優(yōu)勢,，基體組織為鐵素,。這類鋼在淬火（固溶）狀態(tài)下的組織為鐵素體,，退火及時效狀態(tài)的組織中則可見到少量碳化物及金屬間化合物。
屬于這一類的有Crl7,、Cr17Mo2Ti,、Cr25，Cr25Mo3Ti,、Cr28等,。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,，但機(jī)械性能與工藝性能較差,，多用于受力不大的耐酸結(jié)構(gòu)及作抗氧化鋼使用。

2-2.鐵素休－馬氏體鋼
這類鋼在高溫時為y+a（或δ）兩相狀態(tài),，快冷時發(fā)生y-M轉(zhuǎn)變,，鐵素體仍被保留，常溫組織為馬氏體和鐵素體,由于成分及加熱溫度的不同,，組織中的鐵素體量可在百分之幾至幾十的范圍內(nèi)變化,。0Crl3鋼，lCrl3鋼,，鉻偏上限而碳偏下限的2Cr13鋼,，Cr17Ni2鋼，Cr17wn4鋼,，以及在 ICrl3鋼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的許多改型12％鉻熱強(qiáng)鋼（這類鋼也叫做耐熱不銹鋼）中的許多鋼號,，如Cr11MoV，Cr12WMoV,， Crl2W4MoV,，18Crl2WMoVNb等均屬干這一類。
鐵素體—馬氏體鋼可以部分地接受淬火強(qiáng)化,，故可獲得較高的機(jī)械性能,。但它們的機(jī)械性能與工藝性能在很大程度上受組織中鐵素體的含量及分布形態(tài)的影響。這類鋼按成分中的含鉻量分屬12～14％與15～18％兩個系列,。前者具有抵抗大氣及弱腐蝕性介質(zhì)的能力,，并且具有良好的減震性及較小的線膨脹系數(shù)；后者的耐腐蝕性能與相同含鉻量的鐵素體耐酸鋼相當(dāng),，但在一定程度上也保留著高鉻鐵素體鋼的某些缺點(diǎn),。

2-3.馬氏體鋼
這類鋼在正常淬火溫度下處在y相區(qū)，但它們的y相僅在高溫時穩(wěn)定,，M點(diǎn)一般在3OO℃左右,，故冷卻時轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。
這類鋼包括2Cr13,2Cr13Ni2,3Cr13以及部分改型12％鉻熱強(qiáng)鋼,，如13Cr14NiWVBA,，Cr11Ni2MoWVB鋼等,。馬氏體不銹鋼的機(jī)械性能、耐腐蝕性能,、工藝性能與物理性能,，均和含鉻12～14％的鐵素體-馬氏體不銹鋼相近。由于組織中沒有游離的鐵素體,，機(jī)械性能比上述鋼要高,，但熱處理時的過熱敏感性較低。

2-4.馬氏體—碳化物鋼
Fe－C合金的并析點(diǎn)的含碳為0.83％,，在不銹鋼中由于鉻使S點(diǎn)左移,，含12％鉻和大于0.4％碳的鋼（圖11-3），以及含18％鉻和大于0.3％碳的鋼（圖卜）3）均屬于過共析鋼,。這類鋼在正常淬火溫度加熱,，次生碳化物不能完全溶于奧氏體，因此淬火后的組織為馬氏體和碳化物組成,。
屬于這一類的不銹鋼牌號不多,，卻是一些含碳比較高的不銹鋼，如4Crl3,、9Cr18,、9Crl8MoV 、9Crl7MoVCo鋼等,，含碳量偏上限的3Crl3鋼在較低的溫度下淬火,，也可能出現(xiàn)這樣的組織。由于含碳量高,上述9Cr18等三個鋼號中雖含有較多的鉻,，但其耐腐蝕性能僅與含12～14％鍺的不銹鋼相當(dāng)。這類鋼的主要用途是要求高硬及耐磨的零件,，如切削工具,、軸承、彈簧及醫(yī)療器械等,。

2-5.奧氏體鋼
這類鋼含有較多擴(kuò)大y區(qū)和穩(wěn)定奧氏體的元素,，在高溫時為均為y相，冷卻時由于Ms點(diǎn)在室溫以下,，所以在常溫下具有奧氏體組織,。 18-8， 18－12,、25-20,、20-25Mo等鉻鎳不銹鋼，以錳代替部分鎳并加氮的低鎳不銹鋼如Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9, Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti鋼等均屬于這一類,。
奧氏體不銹鋼具有前已述及的許多優(yōu)點(diǎn),，雖然機(jī)械性能也比較低,，和鐵素體不銹鋼—樣不能熱處理強(qiáng)化，但可以通過冷加工變形的方法,，利用加工硬化作用提高它們的強(qiáng)度,。這類鋼的缺點(diǎn)是對晶間腐蝕及應(yīng)力腐蝕比較敏感，需通過適當(dāng)?shù)睾辖鹛砑觿┘肮に嚧胧┫?font class="jammer">5 C6 `* U& [7 [" K2 Y; ]* \! D

２-6.奧氏體－鐵素體鋼
這類鋼因擴(kuò)大y區(qū)和穩(wěn)定奧氏體元素的作用程度,，不足以使鋼在常溫或很高的溫度下具有純奧氏體組織,，因此為奧氏體－鐵素體復(fù)相狀態(tài)，其鐵素體量也因成分及加熱溫度不同而可在較大的范圍內(nèi)變化,。
屬于這一類的不銹鋼很多,，如低碳的18－8鉻鎳鋼，加鈦,、鈮,、鉬的18－8鉻鎳鋼，特別是在鑄鋼的組織中均可見到鐵素體,，此外含鉻大于14～15％而碳低于0．2％的鉻錳不銹鋼（如Cr17Mnll）,，以及目前研究的和已獲得應(yīng)用的大多數(shù)鉻錳氮不銹鋼等。與純奧氏體不銹鋼比較,，這類鋼的優(yōu)點(diǎn)很多,，如屈服強(qiáng)度較高，抗晶間腐蝕的能力較高,，應(yīng)力腐蝕的敏感性低,，焊接時產(chǎn)生熱裂紋的傾向小，鑄造流動性好等等,。缺點(diǎn)是壓力加工性能較差,，點(diǎn)腐蝕傾向較大，易產(chǎn)生c相脆性,，在強(qiáng)磁場作用下表現(xiàn)出弱磁性等,。所有這些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)均來源于組織中的鐵素體。

2-7.奧氏缽－馬氏體鋼
這類鋼的Ms點(diǎn)低于室溫,，固溶處理以后為奧氏體組織,，易于成形和焊接。通�,？捎脙煞N工藝方法使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變,。一是固溶處理以后經(jīng)700～800度加熱，奧氏體因析出碳化鉻而轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉€(wěn)定狀態(tài),，Ms點(diǎn)升高至室溫以上,，冷卻時轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體；二是固溶處理以后直接冷卻至Ms與Mf點(diǎn)之間,，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,。后一方法可獲得較高的耐腐蝕性能,，但固溶處理以后至深冷的間隔時間不宜過久，否則會因奧氏體的陳化穩(wěn)定作用而使深冷的強(qiáng)化效應(yīng)降低,。經(jīng)上述處理以后鋼再經(jīng)400～500度時效,，使析出金屬間化合物進(jìn)—步強(qiáng)化。這類鋼的典型鋼號有17Cr一7Ni一A1,、15Cr－9Ni－A1,17Cr—5Ni－ Mo,、15Cr-8Ni－Mo一A1等等。這類鋼也稱為奧氏體－馬氏體時效不銹鋼,，并因為實際上這些鋼的組織中除奧氏體和馬氏體以外,，還存在不同數(shù)量的鐵素體，故也稱為半奧氏體沉淀硬化不銹鋼,。
這類鋼是50年代后期發(fā)展和應(yīng)用的新型不銹鋼,，它們總的特點(diǎn)是強(qiáng)度高（C可達(dá)100一150）及熱強(qiáng)性好，但由于含鉻量較低并在熱處理時有碳化鉻析出,，因此耐腐蝕性能比標(biāo)準(zhǔn)的奧氏體不銹鋼要低一些,。也可以說這類鋼的高強(qiáng)度是在犧牲一部分耐腐蝕性能與其他性能（如非磁性）的情況下獲得的，目前這類鋼主要用于航空工業(yè)及火箭導(dǎo)彈生產(chǎn)方面,，一般機(jī)械制造中應(yīng)用尚不普遍,，并且在分類上也有把它們納為超高強(qiáng)度鋼的一個系列。

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