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臺(tái)灣不銹鋼有一個(gè)基本元素,即它們都含鉻。在含量大約為12%時(shí),該元素通過(guò)自發(fā)形成一種穩(wěn)定的、透明的鈍化膜來(lái)延緩腐蝕。較高的合金含量可通過(guò)強(qiáng)化薄膜和快速自我修復(fù)薄膜來(lái)提高抗腐蝕性。臺(tái)灣商業(yè)品牌的不銹鋼鉻含量上限約為30%。 圖所示為某一含碳量下的鉻一鐵雙合金相圖。所謂的γ環(huán)區(qū)(奧氏體)是在鉻含量約為11-13%情況下產(chǎn)生的。如果其它奧氏體形成元素增加的話,鉻含量可擴(kuò)大至約16-18% 。特別應(yīng)該注意的是碳、氮和鎳的影響,它們可擴(kuò)大穩(wěn)定奧氏體的范圍。圖5表明了碳和氮元素的加入對(duì)邊界移動(dòng)的影響。 如果臺(tái)灣不銹鋼在加熱和冷卻過(guò)程中通過(guò)γ相區(qū)。它經(jīng)過(guò)鐵素體——奧氏體——馬氏體轉(zhuǎn)變,而稱為馬氏體不銹鋼,一般這樣的不銹鋼是磁性的類似鐵并且可以通過(guò)熱處理使其硬化。 另一方面,含鉻17%的合金(很少甚至沒(méi)有奧氏體形成元素)位于γ環(huán)的外邊,保留了鐵素體結(jié)構(gòu),但通過(guò)熱處理不能使其硬化。也有磁性(由于鐵素體結(jié)構(gòu))稱之為鐵素體不銹鋼,鐵素體不銹鋼在所有溫度下為一同相。
臺(tái)灣不銹鋼鋼種很多,性能又各異,常見(jiàn)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(lái)分類,如臺(tái)灣鉻不銹鋼、臺(tái)灣鉻鎳不銹鋼、臺(tái)灣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(lái)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)力腐蝕不銹鋼板、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(wú)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(lái)分類。例如,把目前的臺(tái)灣不銹鋼分為: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(shū)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。
臺(tái)灣不銹鋼可以按組織特征、用途、化學(xué)成份、表面類別等多種方式進(jìn)行分類。 常見(jiàn)的一種分類方法-臺(tái)灣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。臺(tái)灣 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(wěn)定的奧氏體組織,加熱無(wú)相變,無(wú)鐵磁性。這類鋼韌性高,脆性轉(zhuǎn)變溫度低,具有良好的耐蝕性和高溫強(qiáng)度,較好的抗氧化性,良好的壓力加工和焊接性能,但屈服強(qiáng)度較低,且不能采用熱處理方法強(qiáng)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(shí)無(wú)相變,且存在加熱晶粒長(zhǎng)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(chǎn)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(zhì)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(zhuǎn)變溫度較高,加熱后對(duì)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(chǔ)上添加更多的鉻鉬和硅元素,或降低含碳量制成。其屈服強(qiáng)度約為奧氏體型鋼兩倍,可焊性良好,韌性較高,應(yīng)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(shí)有相變,可采用熱處理方法強(qiáng)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(tài)使用,有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。 沉淀硬化型鋼(PH):經(jīng)沉淀硬化熱處理后具有高的強(qiáng)度,耐蝕性優(yōu)于鐵素體型鋼而略低于奧氏體不銹鋼板。
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