四大類不銹鋼的性質(zhì)與用途

關于不銹鋼之性質(zhì)及用途，一般人大概都會有某種程度的了解。例如在一般之大氣中，不銹鋼是不易生銹的。以不銹鋼為材料制成的餐具及裝飾品也非常美觀。當然由于科技的進展，不銹鋼的種類也跟著增多，其用途也更廣泛，它的各種優(yōu)良性質(zhì)也被人們握著而發(fā)揮了它們的功能?？傊?，不銹鋼就像其它的合金材料一樣，在工業(yè)上已擔任著重要的任務。

基本上，不銹鋼是鐵與鉻的合金。除了鉻元素外，還因含有鎳、碳、鉬、鈦、鈳、硒等而成為不同類的不銹鋼。大體上，冶金工業(yè)界將不銹鋼分為四類：即馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和沉淀硬化式不銹鋼。其中以第一及第三類用途較廣。

（一）馬氏不銹鋼

共同點是以鉻為主要合金元素。不含鎳，具磁性，經(jīng)熱處理后可得高硬度與高強度。其主要顯微金相結(jié)構(gòu)為馬氏體。最早發(fā)展成功的是420型不銹鋼，此鋼只有在硬化下才具防蝕性能，如經(jīng)「退火處理」而軟化，所含的碳就與鉻結(jié)合而成金屬間化合物的碳化鉻（Cr23C6）。也就是說，一份重之碳須與十六份重之鉻相結(jié)合，此種不銹鋼通常含0.35％之碳。是以5.6％之鉻就用于形成Cr23C6，剩下來的8.4％鉻遠低于11％最低含鉻要求。所以軟化下的420型不銹鋼其防蝕性就差些。經(jīng)過硬化后的420型不銹鋼不含碳化鉻的金屬間化合物，就保有良好的防蝕性。為了改善420型，經(jīng)過下面所提的幾種處理方式，就產(chǎn)生了近二十種不同性質(zhì)之馬氏體不銹鋼。

1.減少含碳量至0.1％，改進了防蝕性。

2.加硫或硒，改進切削性。

3.同時增加鉻與碳量，以改進強度與防蝕性。

4.加鋁以改進焊接性。

（二）鐵素體不銹鋼

共同點是其主要合金元素也是鉻，具磁性，但不能用熱處理來硬化。顯微金相結(jié)構(gòu)總含有鐵素體。最早發(fā)展成功的是430型不銹鋼，用于裝飾或裝潢方面有多種用途。由于430型之切削性不太好，因此可增加含硫量以改進切削性。也可增加鉻量改進防蝕性，或增加鈦量改進焊接性。

（三）奧氏體不銹鋼

共同點是以鉻與鎳為其主要合金元素，非磁性，不能用熱處理法來硬化，其顯微金相結(jié)構(gòu)為奧氏體。最早發(fā)展成功的是302型不銹鋼。此鋼如熱至攝氏480～900度間時，可析出碳化鉻于晶粒界而起粒間腐蝕。又受熱至攝氏625～870度間時，亦可能引起脆化。因此使用此不銹鋼時，應盡量避免使之處于上述溫度之內(nèi)。市面上約有三十種此類不銹鋼。下面所提的幾種處理方式可提高奧氏體不銹鋼的性質(zhì)。

1.降低含碳量，改進防蝕性。

2.增加含硫及硒，改進切削性。

3.增加鈦、鈳、鉭，形成碳化鈦、碳化鈳或碳化鉭，進而防止碳化鉻出現(xiàn)于晶粒間，可提高防蝕性。

4.增加銅，可增進加工硬化性。

5.增加鉬，可增進高溫強度。

（四）沉淀硬化式不銹鋼

共同點是需要利用沉淀硬化之熱處理技術(shù)來增強此類不銹鋼之強度，其顯微金相結(jié)構(gòu)可能為奧氏體或馬氏體。最早發(fā)現(xiàn)成功的是17-4 PH型不銹鋼。此鋼所含之4％銅于熱處理時析出而增大其硬度。如增加鉬可改進其韌性。此類不銹鋼之發(fā)展乃近二十五年來的事。由于它們常具有奧氏體與馬氏體兩類的優(yōu)點，因此應用范圍愈來愈廣，飛機的結(jié)構(gòu)及其零件也常采用此類型的不銹鋼為材料

不銹鋼的分類、主要成分及機械工藝性能比較

不銹鋼 按主要化學組成可分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻錳氮不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及超低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等；

不銹鋼 按金相組織分類為：鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼、奧氏體(A)型不銹鋼、奧氏體-鐵素體(A-F)型雙相不銹鋼、奧氏體-馬氏體(A-M)型雙相不銹鋼和沉淀硬化(PH)型不銹鋼。