

不銹鋼可以按組織特征、用途、化學成份、表面類別等多種方式進行分類。
常見的一種分類方法-不銹鋼按其組織特征分為:奧氏體型、奧氏體-鐵素體、鐵素體型、馬氏體型和沉淀硬化型五類。
奧氏體型鋼(A):主要合金元素為鉻和鎳,其次有鈦、鈮、鉬、氮、錳等。具有穩定的奧氏體組織,加熱無相變,無鐵磁性。這類鋼韌性高,脆性轉變溫度低,具有良好的耐蝕性和高溫強度,較好的抗氧化性,良好的壓力加工和焊接性能,但屈服強度較低,且不能采用熱處理方法強化。
鐵素體型鋼(F):主要合金元素為鉻,其含量通常等于大于13%,不含鎳,有些鋼種還添加鉬、鈦、硫等。加熱時無相變,且存在加熱晶粒長大不可逆性,不能用熱處理方法改變。高鉻鐵素體型不銹鋼存在475℃和σ相析出產生的脆性,可用加熱到550℃或800℃以上然后快冷加以。這類鋼具有良好的抗氧化性介質的腐蝕能力,并具有良好的熱加工性及一定的冷加工性能。但缺口敏感性和脆性轉變溫度較高,加熱后對晶間腐蝕也較為敏感。
奧氏體-鐵素體型鋼(雙相不銹鋼)(A-F):在18-8型奧氏體不銹鋼的基礎上添加更多的鉻鉬和硅元素,或降低含碳量制成。其屈服強度約為奧氏體型鋼兩倍,可焊性良好,韌性較高,應力腐蝕、晶間腐蝕及焊接熱裂傾向較奧氏體型鋼小。
馬氏體型鋼(M):主要合金元素是鉻,其含量13%以上,含碳量較高,熱處理時有相變,可采用熱處理方法強化。淬透性較高,含碳高的鋼的鋼空淬也能得到馬氏體。鋼在淬火回火狀態使用,有較高的強度、硬度和耐磨性。
沉淀硬化型鋼(PH):經沉淀硬化熱處理后具有高的強度,耐蝕性優于鐵素體型鋼而略低于奧氏體型鋼。
2Cr13鋼冷塑性變形性能、深拉和深沖性以及切削加工性均尚好,它的熱加工溫度以850-1200℃為宜,隨后需砂冷或及時進行退火處理。它的熱處理工藝見表2-20。此鋼焊后硬化傾向大,易出現裂紋。若用Cr202Cr207等焊條焊接時,焊前需經250-350℃預熱,焊后需在700-730℃回火,若用奧107,奧207等焊條焊接,則可不進行焊后熱處理。
3Cr13鋼由于碳含量高,故冷變形性能較1Cr132Cr13鋼為差,但其熱加工并無困難,熱變形適宜溫度為850-1200℃,隨后需緩冷并及時退火。3Cr13鋼的軟化退火與淬火工藝與1Cr132Cr13相同,但回火溫度較低,一般為200-300℃。由于3Cr13鋼可焊性差,一般情況下它不用于焊接。
4Cr13鋼的熱加工溫度與1Cr13,2Cr13,3Cr13相同。但其冷加工性能較3Cr13更差。熱處理時退火溫度為750-800℃,隨后爐冷;淬火溫度為1050-1100℃,然后油冷;回火工藝與3Cr13鋼相同。此鋼的可焊性很差,一般不用于焊接。
不銹鋼的發明是世界冶金史上的一項重大成就。20世紀初,吉耶(L.B.Guillet)于1904年—1906年和波特萬(A.M.Portevin)于1909—1911年在法國;吉森(W.Giesen)于1907—1909年在英國分別發現了Fe—Cr和Fe—Cr-Ni合金的耐腐蝕性能。蒙納爾茨(P.Monnartz)于1908-1911年在德國提出了不銹性和鈍化理論的許多觀點。工業用不銹鋼的發明者有:布里爾利(H.Brearly)1912—1913年在英國開發了含Cr12%—13%的馬氏體不銹鋼;丹齊曾(C.Dantsizen)1911—1914年在美國開發了含Cr14%—16%,C 0.07% —0.15%的鐵素體不銹鋼;毛雷爾(E.Maurer)和施特勞斯(B.Strauss)1912—1914年在德國開發了含C<1%,Cr 15%—40%,Ni<20%的奧氏體不銹鋼。1929年,施特勞斯(B.Strauss)取得了低碳18-8(Cr-18%,Ni-8%)不銹鋼的 權。為了解決18-8鋼的敏化態晶間腐蝕,1931年德國的霍德魯特(E.Houdreuot)發明了含Ti的18-8不銹鋼(相當于現在的1Cr18Ni9Ti或AISI 321)。幾乎與此同時,在法國的Unieux實驗室發現了奧氏體不銹鋼中含有鐵素體時,鋼的耐晶間腐蝕性能會得到明顯改善,從而開發了γ+α雙相不銹鋼。1946年,美國的史密斯埃塔爾(R.Smithetal)研制了馬氏體沉淀硬化型不銹鋼17-4PH;隨后既具有高強度又可進行冷加工成形的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼17-7PH和PH15-7Mo等相繼問世。至少,不銹鋼家族中的主要鋼類,即馬氏體、鐵素體、奧氏體、α+γ雙相以及沉淀硬化型等不銹鋼*便基本齊全了,且一直延續到現在。
不銹鋼鋼種很多,性能又各異,常見的分類方法有:
① 按鋼的組織結構分類,如馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼等。
② 按鋼中的主要化學成分或鋼中一些特征元素來分類,如鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、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。
③ 按鋼的性能特點和用途來分類,如耐硝酸(硝酸級)不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、高強度不銹鋼等。
④按鋼的功能特點分類,如低溫不銹鋼,無磁不銹鋼,易切削不銹鋼,超塑性不銹鋼等。
目前常用的分類方法是按鋼的組織結構特點和按鋼的化學成份特點以及兩者相結合的方法來分類。例如,把目前的不銹鋼分為:馬氏體鋼,鐵素體鋼,奧氏體鋼,雙相鋼和沉淀硬化型鋼等五大類,或分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大類。本書為了敘述方便并避免重復,則采用按化學成分與組織結構特點相結合的分類方法,即馬氏體不銹鋼(包括馬氏體Cr不銹鋼和馬氏體Cr-Ni不銹鋼),鐵素體不銹鋼,奧氏體不銹鋼(包括Cr-Ni和Cr-Mn-Ni(-N)奧氏體不銹鋼),α+γ雙相不銹鋼及超級不銹鋼。