常用幾種不銹鋼及其熱處理性能

常用不銹鋼按正火熱處理后鋼的組織組成物來劃分，可分為馬氏體型不銹鋼、鐵素體型不銹鋼、奧氏體型不銹鋼和過渡型不銹鋼(半奧氏體型不銹鋼，即兼有奧氏體和馬氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn))。現(xiàn)將各種不銹鋼的成分及其特點(diǎn)分述如下。

(1)馬氏體型不銹鋼

鋼中含鉻量為12%～18%，含碳量0.10%～0.4%，淬火后可得到馬氏體組織，這種不銹鋼叫做馬氏體型不銹鋼。

馬氏體型不銹鋼在淬火回火后具有良好的強(qiáng)度、塑性、韌性及抗腐蝕性。馬氏體型或半馬氏體型不銹鋼都具有磁性。

馬氏體型不銹鋼正火或淬火后的組織為馬氏體。半馬氏體型不銹鋼正火后的組織為馬氏體+鐵素體。淬火后的組織視其成分與淬火溫度而定，可以是馬氏體，也可以是馬氏體+奧氏體。它們都可以通過熱處理來強(qiáng)化。

常用的馬氏體型不銹鋼有2Cr13、3Cr13、4Cr13。而1Cr13屬于半馬氏體型不銹鋼。

1Cr13與2Cr13鋼經(jīng)淬火和高溫回火后，具有良好的綜合力學(xué)性能，宜制造要求塑性較好與受沖擊載荷作用的零件，多用于要求一定強(qiáng)度與韌性的結(jié)構(gòu)零件。如汽輪機(jī)的葉片、水壓機(jī)閥、熱裂設(shè)備的配件以及在高溫下的螺釘、螺母和日常生活用具等。3Cr13和4Cr13鋼經(jīng)淬火和低溫回火后，具有高的硬度和耐磨性，適用于需要高硬度耐磨零件，耐蝕零件和器件。如熱油泵軸、柱塞、彈簧、滾動(dòng)軸承配件、醫(yī)療器件、刀具、儀表軸等。

注意事項(xiàng)：

①Cr13型不銹鋼導(dǎo)熱性差，淬火加熱時(shí)應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為700～900℃，時(shí)間為1～3h，以免發(fā)生開裂。

②3Cr13與4Cr13鋼加熱時(shí)應(yīng)注意防止表面脫碳，因?yàn)槊撎紩?huì)使淬火后硬度降低。

③淬火后應(yīng)及時(shí)回火，以免引起開裂，間隔時(shí)間不應(yīng)超過8h。

(2)鐵素體型不銹鋼

典型的鐵素體型不銹鋼有Cr17、Cr17T1、Cr25、Cr25T1、Cr28等。它們?cè)趶?qiáng)烈的氧化性介質(zhì)中具有良好的抗腐蝕能力，這類鋼可以抵抗硝酸、熱磷酸等強(qiáng)烈腐蝕性溶液的腐蝕。所以是應(yīng)用于化工設(shè)備的優(yōu)越材料之一。同時(shí)，因它們一般均具有良好的高溫抗氧化性能，所以，也被用作耐高溫材料。

這類鋼的含碳量很低(≤0.15%)，而含鉻量很高(>17%)，在加熱和冷卻過程中組織不發(fā)生變化，因此不能通過熱處理來強(qiáng)化。

鐵素體不銹鋼的熱處理比較簡(jiǎn)單，一般在退火狀態(tài)下使用。退火的目的是為了消除加工應(yīng)力和獲得單一的鐵素體組織，一般是加熱至750～850℃進(jìn)行退火處理。過高的加熱溫度將引起晶粒長(zhǎng)大，使鋼變脆;并且長(zhǎng)大的晶粒又不能用熱處理方法加以細(xì)化，故加熱溫度應(yīng)嚴(yán)格控制。退火保溫時(shí)間為1～2h，也可按材料厚度(1.5min/mm)計(jì)算。退火后空冷，或水冷。

應(yīng)該注意，鐵素體型不銹鋼在400～425℃溫度范圍內(nèi)停留會(huì)導(dǎo)致鋼的脆化，通常稱為“475℃脆性”對(duì)于產(chǎn)生的脆性，可通過加熱到475℃以上保溫后快冷的方法來消除。

鐵素體型不銹鋼的缺點(diǎn)是韌性低，脆性大。產(chǎn)生脆性的原因有三個(gè)方面。

第一是晶粒粗大，鐵素體型不銹鋼在加熱和冷卻時(shí)不發(fā)生相變，粗大的鑄態(tài)組織不能通過熱處理來改變。

第二是475℃脆性，含Cr量大于15%的高鉻鐵素體不銹鋼，在400～500℃溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間停留或在此溫度范圍內(nèi)緩冷時(shí)，會(huì)導(dǎo)致室溫脆化，強(qiáng)度升高，塑性、韌性接近于零。由于475℃左右脆化現(xiàn)象最嚴(yán)重，故稱475℃脆性。

第三是σ相脆性，含Cr量大于15%的高鉻鐵素體不銹鋼在520～820℃溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)從δ-鐵素體中析出的金屬間化合物FeCr，叫σ相。σ相常常沿晶界分布，析出時(shí)還伴有體積變化，使脆性增大，也會(huì)引起鋼的晶間腐蝕，降低抗氧化性能。

(3)鉻鎳不銹鋼(18-8型鉻鎳不銹鋼)

18-8型鉻鎳不銹鋼，屬于單相奧氏體不銹鋼，含碳量低于0.20%，而鉻含量一般大于18%，而鎳含量大于9%。其強(qiáng)度和硬度較低，塑性和韌性較好。用于制造耐酸、堿等溶液的零件，如化工容器、耐酸泵零件等。

18-8型不銹鋼有1Cr18Ni9 Ti、1Cr18Ni9、2Cr18N19等。加入合金元素鈦(Ti)，可以有效地防止晶間腐蝕。其屬于鉻鎳不銹鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性，并具有高的塑性和焊接性，但其切削加工性較差。在航空、造船、汽車、化工、醫(yī)療器械等工業(yè)中廣泛地應(yīng)用。并且由于這類鋼元磁性，因此在儀器儀表工業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用。