奧氏體馬氏體鐵素體不鏽鋼區别?

鐵素體型不鏽鋼

它的内部顯微組織為鐵素體，其鉻的質量分數在11.5％~32.0%範圍内。随着鉻含量的提高，其耐酸性能也提高，加入钼（Mo）後，則可提高耐酸腐蝕性和抗應力腐蝕的能力。這類不鏽鋼的國家标準牌号有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等。

430是鐵素體不鏽鋼。

鐵素體不鏽鋼是含鉻大于14％的低碳鉻不鏽鋼，含鉻大于27％的任何含碳量的鉻不鏽鋼，以及在上述成分基礎上再添加有钼、钛、铌、矽、鋁、、鎢、釩等元素的不鏽鋼，化學成分中形成鐵素體的元素占絕對優勢，基體組織為鐵素。這類鋼在淬火（固溶）狀态下的組織為鐵素體，退火及時效狀态的組織中則可見到少量碳化物及金屬間化合物。

屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不鏽鋼因為含鉻量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機械性能與工藝性能較差，多用于受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。

馬氏體型不鏽鋼

它的顯微組織為馬氏體。這類鋼中鉻的質量分數為11.5％~18.0％，但碳的質量分數最高可達0.6％。碳含量的增高，提高了鋼的強度和硬度。在這類鋼中加入的少量鎳可以促使生成馬氏體，同時又能提高其耐蝕性。這類鋼的焊接性較差。列入國家标準牌号的鋼闆有1Cr13、2 Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2等。

410是馬氏體不鏽鋼，其中碳最大含量為0.15%，錳最大含量1.00%，矽最大含量為1.00%，鉻含量為11.50~13.50%。為通用型可熱處理不鏽鋼，耐腐蝕，耐熱，硬度可達42HRC或更高些。

奧氏體型不鏽鋼

其顯微組織為奧氏體。它是在高鉻不鏽鋼中添加适當的鎳（鎳的質量分數為8％~25%）而形成的，具有奧氏體組織的不鏽鋼。奧氏體型不鏽鋼以Cr18Ni19鐵基合金為基礎，在此基礎上随着不同的用途，發展成圖1-2所示的鉻鎳奧氏體不鏽鋼系列。

奧氏體、鐵素體、馬氏體不鏽鋼在用途上如何區分？

工業上應用的不鏽鋼按金相組織可分為三大類：鐵素體不鏽鋼，馬氏體不鏽鋼，奧氏體不鏽鋼。可以把這三類不鏽鋼的特點歸納(如下表)，但需要說明的是馬氏體不鏽鋼并不是都不可焊接，隻是受某些條件的限制，如焊前應預熱焊後應作高溫回火等，而使焊接工藝比較複雜。實際生産中一些馬氏體不鏽鋼如 1Cr13，2Cr13以及2Cr13與45鋼焊接還是比較多的。

馬氏體不鏽鋼屬于鉻不鏽鋼。

由于含碳量高，碳化鉻多，鋼的耐蝕性能下降，雖可通過熱處理的方法改善，但防腐性不高。馬氏體不鏽鋼多用于制造力學性能要求較高，并有一定耐蝕性能要求的零件，如汽輪機葉片、噴嘴、閥座、量具、刃具等。

鐵素體不鏽鋼也屬于鉻不鏽鋼。

含碳量小，抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕能力強，有高溫抗氧化性能好等特點。主要用于制作化工設備中的容器、管道。

奧氏體不鏽鋼屬于鉻鎳不鏽鋼。

具有很高的耐蝕性，優良的塑性，良好的焊接性及低溫韌性，不具有磁性，易加工硬化。主要用于在腐蝕介質中工作的零件、容器、管道、醫療器械以及抗磁環境中。

不鏽鋼的分類、主要成分及性能比較

以上分類僅是按鋼的基體組織分的，由于鋼中穩定奧氏體及形成鐵素體的元素的作用不能互相平衡，以及由于大量的鉻使平衡圖S點左移，工業中應用的不鏽鋼的組織除了上面講的三種基本類型以外，還有馬氏體—鐵素體，奧氏體－鐵素體，奧氏體－馬氏體等過渡型的複相不鏽鋼，以及具有馬氏體－碳化物組織的不鏽鋼。

鐵素體鋼

含鉻大于14％的低碳鉻不鏽鋼，含鉻大于27％的任何含碳量的鉻不鏽鋼，以及在上述成分基礎上再添加有钼、钛、铌、矽、鋁、、鎢、釩等元素的不鏽鋼，化學成分中形成鐵素體的元素占絕對優勢，基體組織為鐵素。這類鋼在淬火（固溶）狀态下的組織為鐵素體，退火及時效狀态的組織中則可見到少量碳化物及金屬間化合物。

屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不鏽鋼因為含鉻量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機械性能與工藝性能較差，多用于受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。

2-2.鐵素休－馬氏體鋼

這類鋼在高溫時為y a（或δ）兩相狀态，快冷時發生y-M轉變，鐵素體仍被保留，常溫組織為馬氏體和鐵素體，由于成分及加熱溫度的不同，組織中的鐵素體量可在百分之幾至幾十的範圍内變化。0Crl3鋼，lCrl3鋼，鉻偏上限而碳偏下限的2Cr13鋼，Cr17Ni2鋼，Cr17wn4鋼，以及在1Crl3鋼基礎上發展起來的許多改型12％鉻熱強鋼（這類鋼也叫做耐熱不鏽鋼）中的許多鋼号，如Cr11MoV，Cr12WMoV，Crl2W4MoV，18Crl2WMoVNb等均屬幹這一類。

鐵素體—馬氏體鋼可以部分地接受淬火強化，故可獲得較高的機械性能。但它們的機械性能與工藝性能在很大程度上受組織中鐵素體的含量及分布形态的影響。這類鋼按成分中的含鉻量分屬12~14％與15~18％兩個系列。前者具有抵抗大氣及弱腐蝕性介質的能力，并且具有良好的減震性及較小的線膨脹系數；後者的耐腐蝕性能與相同含鉻量的鐵素體耐酸鋼相當，但在一定程度上也保留着高鉻鐵素體鋼的某些缺點。

2-3.馬氏體鋼

這類鋼在正常淬火溫度下處在y相區，但它們的y相僅在高溫時穩定，M點一般在300℃左右，故冷卻時轉變為馬氏體。

這類鋼包括2Cr13，2Cr13Ni2，3Cr13以及部分改型12％鉻熱強鋼，如13Cr14NiWVBA，Cr11Ni2MoWVB鋼等。馬氏體不鏽鋼的機械性能、耐腐蝕性能、工藝性能與物理性能，均和含鉻12~14％的鐵素體-馬氏體不鏽鋼相近。由于組織中沒有遊離的鐵素體，機械性能比上述鋼要高，但熱處理時的過熱敏感性較低。

馬氏體—碳化物鋼

合金的并析點的含碳為0.83％，在不鏽鋼中由于鉻使S點左移，含12％鉻和大于0.4％碳的鋼，以及含18％鉻和大于0.3％碳的鋼均屬于過共析鋼。這類鋼在正常淬火溫度加熱，次生碳化物不能完全溶于奧氏體，因此淬火後的組織為馬氏體和碳化物組成。

屬于這一類的不鏽鋼牌号不多，卻是一些含碳比較高的不鏽鋼，如4Crl3、9Cr18、9Crl8MoV、9Crl7MoVCo鋼等，含碳量偏上限的3Crl3鋼在較低的溫度下淬火，也可能出現這樣的組織。由于含碳量高，上述9Cr18等三個鋼号中雖含有較多的鉻，但其耐腐蝕性能僅與含12~14％鍺的不鏽鋼相當。這類鋼的主要用途是要求高硬及耐磨的零件，如切削工具、軸承、彈簧及醫療器械等。

奧氏體鋼

這類鋼含有較多擴大y區和穩定奧氏體的元素，在高溫時為均為y相，冷卻時由于Ms點在室溫以下，所以在常溫下具有奧氏體組織。18-8、18-12、25-20、20-25Mo等鉻鎳不鏽鋼，以錳代替部分鎳并加氮的低鎳不鏽鋼如Cr18Mnl0Ni5，Cr13Ni4Mn9，Cr17Ni4Mn9N，Cr14Ni3Mnl4Ti鋼等均屬于這一類。

奧氏體不鏽鋼具有前已述及的許多優點，雖然機械性能也比較低，和鐵素體不鏽鋼—樣不能熱處理強化，但可以通過冷加工變形的方法，利用加工硬化作用提高它們的強度。這類鋼的缺點是對晶間腐蝕及應力腐蝕比較敏感，需通過适當地合金添加劑及工藝措施消除。

奧氏體－鐵素體鋼

這類鋼因擴大y區和穩定奧氏體元素的作用程度，不足以使鋼在常溫或很高的溫度下具有純奧氏體組織，因此為奧氏體－鐵素體複相狀态，其鐵素體量也因成分及加熱溫度不同而可在較大的範圍内變化。

屬于這一類的不鏽鋼很多，如低碳的18-8鉻鎳鋼，加钛、铌、钼的18-8鉻鎳鋼，特别是在鑄鋼的組織中均可見到鐵素體，此外含鉻大于14~15％而碳低于0.2％的鉻錳不鏽鋼（如Cr17Mnll），以及目前研究的和已獲得應用的大多數鉻錳氮不鏽鋼等。與純奧氏體不鏽鋼比較，這類鋼的優點很多，如屈服強度較高，抗晶間腐蝕的能力較高，應力腐蝕的敏感性低，焊接時産生熱裂紋的傾向小，鑄造流動性好等等。缺點是壓力加工性能較差，點腐蝕傾向較大，易産生c相脆性，在強磁場作用下表現出弱磁性等。所有這些優點和缺點均來源于組織中的鐵素體。

2-7.奧氏體－馬氏體鋼

這類鋼的Ms點低于室溫，固溶處理以後為奧氏體組織，易于成形和焊接。通常可用兩種工藝方法使之發生馬氏體轉變。一是固溶處理以後經700~800度加熱，奧氏體因析出碳化鉻而轉變為介穩定狀态，Ms點升高至室溫以上，冷卻時轉變為馬氏體；二是固溶處理以後直接冷卻至Ms與Mf點之間，使奧氏體轉變為馬氏體。後一方法可獲得較高的耐腐蝕性能，但固溶處理以後至深冷的間隔時間不宜過久，否則會因奧氏體的陳化穩定作用而使深冷的強化效應降低。經上述處理以後鋼再經400~500度時效，使析出金屬間化合物進—步強化。這類鋼的典型鋼号有17Cr-7Ni-A1、15Cr-9Ni-A1，17Cr-5Ni-Mo、15Cr-8Ni-Mo-A1等等。這類鋼也稱為奧氏體－馬氏體時效不鏽鋼，并因為實際上這些鋼的組織中除奧氏體和馬氏體以外，還存在不同數量的鐵素體，故也稱為半奧氏體沉澱硬化不鏽鋼。

這類鋼是50年代後期發展和應用的新型不鏽鋼，它們總的特點是強度高（C可達100~150）及熱強性好，但由于含鉻量較低并在熱處理時有碳化鉻析出，因此耐腐蝕性能比标準的奧氏體不鏽鋼要低一些。也可以說這類鋼的高強度是在犧牲一部分耐腐蝕性能與其他性能（如非磁性）的情況下獲得的，目前這類鋼主要用于航空工業及火箭導彈生産方面，一般機械制造中應用尚不普遍，并且在分類上也有把它們納為超高強度鋼的一個系列。

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