不銹鋼的性能與組織及各元素的作用 不銹鋼的性能與組織 目前已知的化學(xué)元素有100多種，在工業(yè)中常用的鋼鐵材料中可以遇到的化學(xué)元素約二十多種。對(duì)于人們?cè)谂c腐蝕現(xiàn)象作長(zhǎng)期斗爭(zhēng)的實(shí)踐而形成的不銹鋼這一特殊鋼系列來說，常用的元素有十幾種，除了組成鋼的基本元素鐵以外，對(duì)不銹鋼的性能與組織影響 的元素是：碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。這些元素中除碳、硅、氮以外，都是化學(xué)元素周期表中位于過渡族的元素。 實(shí)際上工業(yè)上應(yīng)用的不銹鋼都是同時(shí)存在幾種以至十幾種元素的，當(dāng)幾種元素共存于不銹鋼這一個(gè)統(tǒng)一體中時(shí)，它們的影響要比單獨(dú)存在時(shí)復(fù)雜得多，因?yàn)樵谶@種情況下不僅要考慮各元素自身的作用，而且要注意它們互相之間的影響，因此不銹鋼的組織決定于各種元素影響的總和。

1Cr17Ni7不銹鋼在工業(yè)大氣、城市大氣條件下抗銹性良好，在中性的氧化性環(huán)境中有較好的耐蝕性。但在海洋大氣條件下或在還原性環(huán)境中耐蝕性較差。另外，該鋼種對(duì)于化工過程中常見的酸、堿、鹽介質(zhì)耐蝕性較差，因而不在化工裝置或設(shè)備中應(yīng)用。 工藝性能 該鋼種熱加工工藝性能良好，鍛軋熱加工溫度范圍為1150-850℃。用生產(chǎn)不銹鋼的常規(guī)生產(chǎn)手段能順利地生產(chǎn)出各種常用規(guī)格的棒、板、帶和絲材。進(jìn)行冷變形加工時(shí)，由于冷作硬化傾向較強(qiáng)，要增加中間軟化退火的次數(shù)。該鋼種適宜的固溶處理溫度（以及中間軟化退火溫度）為1050-1100℃ 該鋼種在固溶態(tài)下焊接無困難。但冷軋態(tài)材料進(jìn)行焊接會(huì)在焊縫附近形成低強(qiáng)度區(qū)而影響使用，因而不在焊接狀態(tài)下應(yīng)用。若不可避免焊接時(shí)，應(yīng)盡量減少熱輸入或采用電阻焊（點(diǎn)焊、滾焊等）。

我國(guó)不銹鋼的發(fā)展和現(xiàn)狀 我國(guó)用電弧爐大量生產(chǎn)不銹鋼系在1949年以后，早期先生產(chǎn)Cr13型馬氏體不銹鋼，掌握生產(chǎn)技術(shù)后，大量生產(chǎn)18-8型Cr-Ni奧氏體鋼，例如1Cr18Ni9Ti，則始于1952年。隨后，為適應(yīng)國(guó)內(nèi)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要，又開始生產(chǎn)含Mo2%-3%的1Cr18Ni12Mo2Ti和1Cr18Ni12Mo3Ti等。為了節(jié)約貴重元素鎳，自1959年起開始仿制以MnN代Ni的1Cr17Mn6Ni5N和1Cr18Mn8Ni5N1958年向AISI 204鋼中加入Mo2%-3%，研制了1Cr18Mn10Ni5Mo3N(204+Mo)用于全循環(huán)法尿素生產(chǎn)裝置以代替1Cr18Ni12Mo2Ti。50年代末到60年代初，開始工業(yè)試制1Cr17Ti，1Cr17Mo2Ti和1Cr25Mo3Ti等無鎳鐵素體不銹鋼，并開始研究耐發(fā)煙硝酸腐蝕的高硅不銹鋼1Cr17Ni14Si4ALTi（相當(dāng)于蘇聯(lián)牌號(hào)ЭИ654），此鋼種實(shí)際上是一種α+γ雙相不銹鋼。60年代開始，由于國(guó)內(nèi)化工、航天、航空、原子能等工業(yè)發(fā)展的需要以及采用電爐氧氣煉鋼技術(shù)，一大批新鋼種，如17-4PH，17-7PH，PH15-7Mo等沉淀硬化不銹鋼，含C≤0.03%的超低碳不銹鋼00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2、00Cr18Ni14Mo3以及無Ni的Cr-Mn-N不銹鋼1Cr18Mn14Mo2N(A4)相繼研制成功并投入了生產(chǎn)。70年代起，為解決化工、原子能工業(yè)中所出現(xiàn)的18-8型Cr-Ni鋼的氯化物應(yīng)力腐蝕問題，一些α+γCr-Ni雙相不銹鋼相繼研制完成并正式生產(chǎn)和應(yīng)用，主要鋼號(hào)有1Cr21Ni5Ti，00Cr26Ni6Ti，00Cr26Ni7Mo2Ti，00Cr18Ni5Mo3Si2(3RE60)和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb等。00Cr18Ni6Mo3Si2Nb是為了解決瑞典牌號(hào)3RE60焊后易出現(xiàn)單相鐵素體組織，導(dǎo)致耐蝕性和韌性下降而發(fā)展的含N、Nb的α+γ雙相不銹鋼。到80年代，為解決氯化物的點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕等局部腐蝕破壞又研制和仿制了含N的第二代α+γ雙相不銹鋼，如00Cr22Ni5Mo2N00Cr25Ni6Mo3N和00Cr25Ni7Mo3WCuN等，不僅使我國(guó)的雙相不銹鋼形成了系列，而且還深入研究了它們的組織和性能以及N在雙相不銹鋼中的作用機(jī)制。

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(jié)構(gòu)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(xué)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(diǎn)和用途來分類，如耐硝酸（硝酸級(jí)）不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點(diǎn)蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕不銹鋼、高強(qiáng)度不銹鋼等。 ④按鋼的功能特點(diǎn)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)和按鋼的化學(xué)成份特點(diǎn)以及兩者相結(jié)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(fù)，則采用按化學(xué)成分與組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相結(jié)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(jí)不銹鋼。