馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)一(yi)(yi)類(lei)(lei)可(ke)通過(guo)熱處理(li)(淬火回火)對其(qi)性(xing)能進行(xing)調整的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),通俗地講是(shi)(shi)一(yi)(yi)類(lei)(lei)可(ke)硬化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),此類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)(ju)有高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)、良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學性(xing)能和(he)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)性(xing),這些特性(xing)決定了此類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)必(bi)須具(ju)(ju)備兩個基本條件:其(qi)一(yi)(yi),在(zai)(zai)平衡相(xiang)圖中(zhong)必(bi)須有奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相(xiang)區存(cun)在(zai)(zai);其(qi)二(er),為使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)形成(cheng)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈍化(hua)膜,鉻(ge)含量(liang)(liang)必(bi)須在(zai)(zai)10.5%以上。根據鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)合金元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別,可(ke)將馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)區分為馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鉻(ge)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鉻(ge)鎳不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。在(zai)(zai)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鉻(ge)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)又可(ke)劃分成(cheng)低(di)碳(tan)、中(zhong)碳(tan)和(he)高(gao)碳(tan)三(san)種類(lei)(lei)型。馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)淬火狀態(tai)下具(ju)(ju)有體(ti)(ti)心(xin)四方(bct)晶體(ti)(ti)結構(馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)),具(ju)(ju)有鐵磁性(xing),在(zai)(zai)較弱腐(fu)蝕環境中(zhong)具(ju)(ju)有耐(nai)(nai)蝕性(xing)。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)含量(liang)(liang)可(ke)達18%,碳(tan)可(ke)以超(chao)過(guo)1.2%。為了提(ti)高(gao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)性(xing)和(he)刃具(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋒(feng)利度(du),組織中(zhong)允(yun)許存(cun)在(zai)(zai)過(guo)剩(sheng)碳(tan)化(hua)物,為了改善淬火后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)回火效應(ying),可(ke)適當加入鈮、硅(gui)、鎢和(he)釩。含鎳馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)改善了鉻(ge)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)某些介質中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)和(he)提(ti)高(gao)了鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)。馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)可(ke)缺少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要元(yuan)素,它使Fe-Cr二(er)元(yuan)合金形成(cheng)γ相(xiang)區且(qie)決定了鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)淬火狀態(tai)下馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)。大量(liang)(liang)試驗表明,0.10%C的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)值(zhi)大約為35HRC,0.5%C的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)其(qi)硬度(du)值(zhi)可(ke)超(chao)過(guo)60HRC,再高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)其(qi)硬度(du)值(zhi)未見明顯變化(hua)。
我國標準(zhun)中(GB1220-92)共列入(ru)18個馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼牌號(hao),基本是13%Cr和(he)17%Cr的(de)(de)兩(liang)種類型,為了賦予鋼的(de)(de)其他特性派(pai)生(sheng)出一(yi)些改進型牌號(hao),馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼的(de)(de)發展網(wang)絡(luo)見圖3-1。
馬氏體不銹鋼,由于具有良好的力學性能和中等程度的耐蝕性以及在低于650℃的良好耐熱性,已廣泛應用于各工業領域,低碳和中碳馬氏體不銹鋼,如1Cr13及其改良型,主要用于蒸汽透平、噴氣發動機、氣體透平等領域。在石油和石油化工領域此類材料也得到廣泛應用。
稍高碳的2Cr13等馬氏體不銹鋼主要用刀具,閥門部件,齒輪、滑輪、開關軸類等機械部件、桿件以及軋輥。高碳馬氏體不銹鋼,如9Cr18Mo等的應用領域包括刀具、軸承、外科和牙科器械、刀剪、彈簧、閥門、軸桿類、凸輪等。
馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼(gang)回火(huo)脆性溫(wen)度(du)范圍(wei)出(chu)現在(zai)425~565℃,在(zai)此溫(wen)度(du)回火(huo)鋼(gang)的沖擊韌(ren)性急(ji)劇下降,對(dui)于(yu)要求耐沖擊的部(bu)件應(ying)不采用此溫(wen)度(du)回火(huo)并避免在(zai)此溫(wen)度(du)范圍(wei)內應(ying)用。
1. 馬(ma)氏體鉻不銹鋼
馬氏體(ti)鉻不(bu)銹鋼(gang)中主要(yao)合金元素是鉻,隨鋼(gang)中含鉻量(liang)的(de)提高(gao),鋼(gang)的(de)耐蝕性隨之(zhi)提高(gao)。鋼(gang)的(de)力學性能主要(yao)取決于鋼(gang)中的(de)碳含量(liang),為了改(gai)善(shan)鋼(gang)強(qiang)度和硬度以(yi)及(ji)增強(qiang)二次硬化效應,有(you)時加入少量(liang)的(de)鉬。
2. 鉻-鎳(nie)馬氏體不(bu)銹鋼
在(zai)鉻馬氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)基礎上加(jia)入鎳(nie)而形成鉻鎳(nie)馬氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)。由于鎳(nie)的(de)(de)(de)加(jia)入可使低碳的(de)(de)(de)鐵(tie)一鉻合金具有(you)淬火(huo)能力,同時由于鎳(nie)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)可使低碳(<0.15%)馬氏體(ti)鉻不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)鉻含量向(xiang)更高的(de)(de)(de)水平推移(yi),提(ti)高了(le)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing),從而解決了(le)馬氏體(ti)鉻不銹鋼(gang)(gang)(gang)為提(ti)高其耐(nai)蝕性(xing)以損(sun)失鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)硬度為代價的(de)(de)(de)難題。此(ci)外鎳(nie)的(de)(de)(de)加(jia)入也(ye)改善了(le)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)還原性(xing)介(jie)質的(de)(de)(de)能力和提(ti)高了(le)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)塑韌性(xing)。