不锈钢及其热处理知识

 

美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中：
① 奥氏体型不锈钢用 200 和 300

 

系列的数字标示，

② 铁素体和马氏体型不锈钢用 400 系列的数字表示。例如，某些较普通的奥氏体不锈钢
是以 201  

、 304  

、 316 以及 310

 

为标记，

③ 铁素体不锈钢是以 430 和 446

 

为标记，马氏体不锈钢 是以 410、420 以及 440C 为标

 

记，双相（奥氏体－铁素体），
④ 不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于 50%的高合
　大家知道固态金属及合金都是晶体，即在其内部原子是按一定规律排列的，排列的方
式一般有三种即：体心立方晶格结构、面心立方晶格结构和密排六方晶格结构。金属是由
多晶体组成的，它的多晶体结构是在金属结晶过程中形成的。组成铁碳合金的铁具有两种
晶格结构：910℃以下为具有体心立方晶格结构的 α——铁，910℃以上为具有面心立方晶
格结构的 Υ——铁。如果碳原子挤到铁的晶格中去，而又不破坏铁所具有的晶格结构，这
样的物质称为固溶体。碳溶解到 α——铁中形成的固溶体称铁素体，它的溶碳能力极低，
最大溶解度不超过 0.02%。而碳溶解到 Υ——铁中形成的固溶体则称奥氏体，它的溶碳能
力较高，最高可达 2%。奥氏体是铁碳合金的高温相。

　　钢在高温时所形成的奥氏体，过冷到 727℃以下时变成不稳定的过冷奥氏体。如以极
大的冷却速度过冷到 230℃以下，这时奥氏体中的碳原子已无扩散的可能，奥氏体将直
接转变成一种含碳过饱和的 α 固溶体，称为马氏体。由于含碳量过饱和，引起马氏体强度
和硬度提高、塑性降低，脆性增大。
        
　　不锈钢的耐蚀性主要来源于铬。实验证明，只有含铬量超过 12%时钢的耐蚀性能才会
大大提高，因此，不锈钢中的含铬量一般均不低于 12%。由于含铬量的提高，对钢的组织
也有很大影响，当铬含量高而碳含量很少时，铬会使铁碳平衡，图上的 Υ 相区缩小，甚
至消失，这种不锈钢为铁素体组织结构，加热时不发生相变，称为铁素体型不锈钢。
        
  当含铬量较低(但高于 12%)，碳含量较高，合金在从高温冷却时，极易形成马氏体，故

 

称这类钢为马氏体型不锈钢。

  镍可以扩展 Υ 相区，使钢材具有奥氏体组织。如果镍含量足够多，使钢在室温下也具有
奥氏体组织结构，则称这种钢为奥氏体型不锈钢。

不锈钢有两种分类法：一种是按合金元素的特点，划分为铬不锈钢和铬镍不锈钢；另一

 

种是按在正火状态下钢的组织状态 ，划分为 M 不锈钢、F 不锈钢、A 不锈钢和 A 一 F 双相

 

不锈钢。

 

一、马氏体不锈钢 典型的马氏体不锈钢钢号有 1Cr13～4Cr13 和 9Cr18 等 

1Cr13 钢加工工艺性能良好。可不经预热进行深冲、弯曲、卷边及焊接。2Crl3 冷变形前不

 

要求预热，但焊接前需预热 ，ICrl3、2Cr13 主要用来制作耐蚀结构件如汽轮机叶片等，
而 3Cr13、4Cr13 主要用来制作医疗器械外科手术刀及耐磨零件；9Cll8 可做耐蚀轴承及
刀具。

 

 

二、铁素体不锈钢 铁素作不锈钢的含 Cr 量一般为 13％～30％合碳量低于 0.25%。

 

有时还加入其它合金元素。金相组织主要是台铁 素体，加热及冷却过程中没有 <=>

α

γ

 

转变，不能用热处理进行强化。抗氧化性强，加入合金元素比可在有机酸及 含 Cl-的介质
中有较强的抗蚀。同时，它还具有良好的热加工性及一定的冷加工性。铁体不锈钢主要用
来制作要求有较高的耐蚀性而强度要求较低的构件，广泛用于制造生产硝酸、氮肥等设备