不銹鋼從化學成分上大致可分為Fe-Cr系和Fe-Cr-Ni系,從金屬組織上可分為奧氏體型、鐵素體型、馬氏體型、奧氏體-鐵素體的雙相型以及沉淀硬化型5類。其中奧氏體型、鐵素體型以及馬氏體型不(bu)銹鋼正如第1章敘述的是1912~1914年由歐洲或美國發明的。不過,雙相不銹鋼是為了克服奧氏體不銹(xiu)鋼晶間腐蝕的弱點于20世紀30年代在歐洲開發的。另一方面,沉淀硬化不銹鋼作為高強度不銹鋼于20世紀40年代在美國被開發的。奧氏體、鐵素體以及馬氏體不銹鋼,正如2.3節敘述的,在1959年JIS(日本標準規格)制定時其中的一部分鋼種被列人日本標準規格。沉淀硬化不銹鋼是從1965年、雙相不銹鋼是從1972年被列人日本標準的。


  在日本(ben)生(sheng)產的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)種(zhong),開始主要是以(yi)美國的(de)(de)AISI(美國鋼(gang)鐵協會)標準規定的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)為中心,其多數被(bei)列(lie)入(ru)JIS中。從20世紀60年代(dai)起(qi)隨(sui)著對各種(zhong)性質要求的(de)(de)提高(gao)以(yi)及用途的(de)(de)擴大(da),歐美鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)改(gai)良或獨自鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)開發被(bei)蓬勃開展。其結果(guo)是現在大(da)約(yue)有80種(zhong)鋼(gang)被(bei)列(lie)入(ru)日本(ben)標準。


  這些不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)從成分上被分類為(wei) Fe-Cr系(xi)和(he) Fe-Cr-Ni系(xi),并根(gen)據合(he)金成分按(an)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)性質繪制(zhi)了分類系(xi)統圖,見附(fu)圖1及附(fu)圖2。附(fu)圖1列出了馬氏體(ti)和(he)鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang);附(fu)圖2列出了奧氏體(ti)和(he)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。另(ling)外,記號中含(han)有(you)J文字的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)大部(bu)分是日(ri)本(ben)獨(du)自(zi)改良(liang)或開(kai)發的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),約占(zhan)全部(bu)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)1/3。


  附圖1所示的(de)(de)Fe-Cr系是以410鋼(gang)(gang)(gang)(13Cr)為綱,大致以鉻含(han)量為13%和大于13%來(lai)分開(kai)。馬(ma)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)(gang)大多為13%Cr,并添加(jia)0.5%以下的(de)(de)其他元素以改善其形(xing)成性、耐(nai)蝕性、切削性、硬(ying)度等。13Cr鋼(gang)(gang)(gang)因(yin)為硬(ying)度高(gao),因(yin)而改良的(de)(de)切削鋼(gang)(gang)(gang)種被大量開(kai)發,同時也被列人(ren)JIS.將(jiang)鉻含(han)量增加(jia)至(zhi)16%~17%的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)系是以大量添加(jia)碳提高(gao)硬(ying)度、耐(nai)磨性的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種為主體,為提高(gao)韌性而添加(jia)鎳(nie)的(de)(de)431鋼(gang)(gang)(gang)(16Cr-2Ni);更(geng)進一(yi)步加(jia)以改善的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種有沉淀硬(ying)化型不銹鋼(gang)(gang)(gang)-630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。


附圖1.jpg


  另(ling)外,對鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)系列(lie)的(de)馬氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),如13Cr,其焊接性(xing)、耐(nai)蝕(shi)性(xing)、加工(gong)(gong)(gong)性(xing)的(de)改(gai)善,可通過(guo)添加鋁或降(jiang)低碳(tan)含(han)量使鐵素體組(zu)織的(de)焊接性(xing)和加工(gong)(gong)(gong)性(xing)得以提高(gao)。對于17Cr鋼(gang),在430鋼(gang)(17Cr-0.06C)的(de)基礎(chu)上根據(ju)目的(de)不(bu)同開(kai)發了許(xu)多鋼(gang)種(zhong)(zhong),特別是通過(guo)降(jiang)低碳(tan)、氮含(han)量大量開(kai)發了提高(gao)加工(gong)(gong)(gong)性(xing)、焊接性(xing)以及(ji)通過(guo)添加鉬提高(gao)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)的(de)鋼(gang)種(zhong)(zhong),使鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)用(yong)途得以擴大。作為大幅度提高(gao)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)的(de)鋼(gang)種(zhong)(zhong)有含(han)22%~30%Cr、1%~4%Mo的(de)鋼(gang)種(zhong)(zhong),其中4種(zhong)(zhong)已被列(lie)入(ru)日(ri)本(ben)標準(JIS).


  附圖2的(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Ni系(xi)(xi)(xi)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)部(bu)分是(shi)由(you)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)組成。本來(lai)(lai)奧(ao)氏體(ti)系(xi)(xi)(xi)列的(de)(de)(de)(de)(de)基本鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)302鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(18Cr-8Ni-0.1C),但是(shi)大(da)多數的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)都(dou)是(shi)由(you)將(jiang)碳含量降低到(dao)0.08%以(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)展開(kai)(kai)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)。奧(ao)氏體(ti)系(xi)(xi)(xi)列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)發(fa)(fa)初(chu)期是(shi)通(tong)過降低碳含量、添(tian)(tian)加(jia)鈦、鈮來(lai)(lai)達到(dao)改善耐(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。為了(le)(le)(le)進一(yi)步提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)對非氧化(hua)性(xing)酸的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing),在(zai)(zai)上述鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)添(tian)(tian)加(jia)了(le)(le)(le)Mo或Mo和(he)Cu復合(he)。這已經在(zai)(zai)第(di)1章(zhang)敘述了(le)(le)(le),這些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)也適(shi)用于現在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)。從20世紀(ji)60年代后(hou)期起,為了(le)(le)(le)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)形成性(xing)而添(tian)(tian)加(jia)銅(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),以(yi)及為了(le)(le)(le)進一(yi)步提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)而添(tian)(tian)加(jia)0.1%以(yi)上氮的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)被大(da)量開(kai)(kai)發(fa)(fa),此后(hou)也都(dou)被JIS所認定。此外(wai),為了(le)(le)(le)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)人們(men)對奧(ao)氏體(ti)系(xi)(xi)(xi)列中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)進行了(le)(le)(le)大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)改良(liang)工作,像研發(fa)(fa)了(le)(le)(le)通(tong)過添(tian)(tian)加(jia)Si和(he)Cu使(shi)(shi)耐(nai)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)許多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(315J1,315J2);像開(kai)(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)(le)通(tong)過添(tian)(tian)加(jia)Mo和(he)N使(shi)(shi)耐(nai)點腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)許多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),同時也被JIS所認定。另(ling)外(wai),通(tong)過大(da)量添(tian)(tian)加(jia)鉬、增大(da)鉻含量、添(tian)(tian)加(jia)氮開(kai)(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)(le)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)接近(jin)鎳基合(he)金(jin)(Ni-Cr-Mo)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),其(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分已被JIS(836L)認定。除(chu)此之(zhi)外(wai),還開(kai)(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)(le)一(yi)些改善加(jia)工硬化(hua)、耐(nai)氧化(hua)性(xing)、切削性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),其(qi)中(zhong)(zhong)有從301鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17C-7Ni)發(fa)(fa)展過來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)631鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(17Cr-7Ni-1A1)等(deng)沉淀(dian)硬化(hua)型不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。


附圖 2.jpg


 另外(wai),雙(shuang)相(xiang)不銹鋼在成(cheng)分上與奧(ao)氏體鋼相(xiang)比Cr/Ni比較大,作為奧(ao)氏體相(xiang)和鐵素體相(xiang)的兩相(xiang)組(zu)織(zhi)的不銹鋼,除(chu)了耐晶間腐(fu)蝕外(wai),高強度、出色的耐應力腐(fu)蝕性是(shi)其一大特點(dian)。雖然被(bei)列入JIS的雙(shuang)相(xiang)不銹鋼只有4種,但近幾年其用途(tu)不斷在擴大。