1 不鏽鋼定義

在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼，不鏽鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好，不必經過鍍色等表面處理，而發揮不鏽鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼鐵的一種，通常稱為不鏽鋼。代表性能的有13鉻鋼，18-鉻鎳鋼等高合金鋼。

從金相學角度分析，因為不鏽鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜，這個膜隔離開與鋼内侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。

為了保持不鏽鋼所固有的耐腐蝕性，鋼必須含有12%以上的鉻。

2不鏽鋼種類

不鏽鋼可以按用途、化學成分及金相組織來大體分類。

以奧氏體系類的鋼由18%鉻-8%鎳為基本組成，各元素的加入量變化的不同，而開發各種用途的鋼種。

以化學成分分類：

1. CR系列：鐵素體系列、馬氏體系列

2. CR-NI系列：奧氏體系列，異常系列，析出硬化系列。

以金相組織的分類：

1. 奧氏體不鏽鋼

2. 鐵素體不鏽鋼

3. 馬氏體不鏽鋼

4. 雙相不鏽鋼

5.沉澱硬化不鏽鋼

3不鏽鋼的标識方法

1.鋼的編号和表示方法

1.用國際化學元素符号和本國的符号來表示化學成份，用阿拉伯字母來表示成份含量：如：中國、俄國12CrNi3A

2.用固定位數數字來表示鋼類系列或數字；如：美國、日本、300系、400系、200系；

3.用拉丁字母和順序組成序号，隻表示用途。

2.我國的編号規則

1.采用元素符号

2.用途、漢語拼音，

平爐鋼：P、 沸騰鋼：F、 鎮靜鋼：B、甲類鋼：A、T8：特8、

GCr15：滾珠

合結鋼、彈簧鋼，如：20CrMnTi60SiMn、（用萬分之幾表示C含量）

不鏽鋼、合金工具鋼（用千分之幾表示C含量），如：1Cr18Ni9 千分之一（即0.1%C）,不鏽 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如0Cr17Ni13Mo

3.國際不鏽鋼标示方法

美國鋼鐵學會是用三位數字來标示各種标準級的可鍛不鏽鋼的。其中：

1.奧氏體型不鏽鋼用200和300系列的數字标示，

2.鐵素體和馬氏體型不鏽鋼用400系列的數字表示。例如，某些較普通的奧氏體不鏽鋼是以201、 304、 316以及310為标記，

3.鐵素體不鏽鋼是以430和446為标記，馬氏體不鏽鋼 是以410、420以及440C為标

記，雙相（奧氏體－鐵素體），（歡迎關注 材料科學與工程 微信公衆号）

4.不鏽鋼、沉澱硬化不鏽鋼以及含鐵量低于50%的高合金通常是采用專利名稱或商标命名。

4.标準的分類和分級

4-1分級：

①國家标準GB

②行業标準YB

③的方标準

④企業标準Q/CB

4-2 分類：

①産品标準

②包裝标準

③方法标準

④基礎标準

4-3 标準水平（分三級）：

Y級：國際先進水平

I級：國際一般水平

H級：國内先進水平

4-4國标

GB1220-84 不鏽棒材（I級）

GB4241-84 不鏽焊接盤園（H級）

GB4356-84 不鏽焊接盤園（I級）

GB1270-80 不鏽管材（I級）

GB12771-91 不鏽焊管（Y級）

GB3280-84 不鏽冷闆（I級）

GB4237-84 不鏽熱闆（I級）

GB4239-91 不鏽冷帶（I級）

4不鏽鋼專業名詞

通俗地說，不鏽鋼就是不容易生鏽的鋼，實際上一部分不鏽鋼，既有不鏽性，又有耐酸性（耐蝕性）。不鏽鋼的不鏽性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜（鈍化膜）的形成。這種不鏽性和耐蝕性是相對的。試驗表明，鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中，其耐蝕性随鋼中鉻含水量的增加而提高，當鉻含量達到一定的百分比時，鋼的耐蝕性發生突變，即從易生鏽到不易生鏽，從不耐蝕到耐腐蝕。不鏽鋼的分類方法很多。

按室溫下的組織結構分類，有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不鏽鋼；按主要化學成分分類，基本上可分為鉻不鏽鋼和鉻鎳不鏽鋼兩大系統；按用途分則有耐硝酸不鏽鋼、耐硫酸不鏽鋼、耐海水不鏽鋼等等，按耐蝕類型分可分為耐腐蝕不鏽鋼、耐應力腐蝕不鏽鋼、耐晶間腐蝕不鏽鋼等；按功能特點分類又可分為無磁不鏽鋼、易切削不鏽鋼、低溫不鏽鋼、高強度不鏽鋼等等。由于不鏽鋼材具有優異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度範圍内的強韌性等系列特點，所以在重工業、輕工業、生活用品行業以及建築裝飾等行業中獲取得廣泛的應用。（歡迎關注 材料科學與工程 微信公衆号）

奧氏體不鏽鋼：在常溫下具有奧氏體組織的不鏽鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時，具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不鏽鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不鏽鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強度較低，不可能通過相變使之強化，僅能通過冷加工進行強化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外，如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高矽的奧氏體不鏽鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由于奧氏體不鏽鋼具有全面的和良好的綜合性能，在各行各業中獲得了廣泛的應用。

鐵素體不鏽鋼：在使用狀态下以鐵素體組織為主的不鏽鋼。含鉻量在11%~30%，具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳，有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，這類鋼具導熱系數大，膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點，多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊後塑性和耐蝕性明顯降低等缺點，因而限制了它的應用。爐外精煉技術（AOD或VOD）的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低，因此使這類鋼獲得廣泛應用。

奧氏體--鐵素體雙相不鏽鋼：是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不鏽鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不鏽鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不鏽鋼的475℃脆性以及導熱系數高，具有超塑性等特點。與奧氏體不鏽鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不鏽鋼具有優良的耐孔蝕性能，也是一種節鎳不鏽鋼。

馬氏體不鏽鋼：通過熱處理可以調整其力學性能的不鏽鋼，通俗地說，是一類可硬化的不鏽鋼。典型牌号為Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火後硬度較高，不同回火溫度具有不同強韌性組合，主要用于蒸汽輪機葉片、餐具、外科手工器械。根據化學成分的差異，馬氏體不鏽鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同，還可分為馬氏體不鏽鋼、馬氏體和半奧氏體（或半馬氏體）沉澱硬化不鏽鋼以及馬氏體時效不鏽鋼等。

5不鏽鋼的物理化學機械特性

不鏽鋼的物理性能主要用以下幾方面來表示：

1.熱膨脹系數：因溫度變化而引起物質量度元素的變化。膨脹系數是膨脹－溫度曲線的斜率，瞬時膨脹系數是特定溫度下的斜率，兩個指定的溫度之間的平均斜率是平均熱膨脹系數。膨脹系數可以用體積或者是長度表示，通常是用長度表示。

2.密度：物質的密度是該物質單位體積的質量，單位是kg/m3或1b/in3。

3.彈性模量：當施加力于單位長度棱柱的兩端能引起物體在長度上的單位變化時，單位面積上所需的力稱為彈性模量。單位為1b/in3或N/m3。

4.電阻率：在單位長度立方體材料的兩對面之間測量的電阻，單位用Ω?m，μΩ?cm或（已廢的）Ω/(circular mil.ft)來表示。

5.磁導率：無量綱系數，表示物質易被磁化的程度，是磁感應強度與磁場強度之比。

6.熔化溫度範圍：确定合金開始凝固和凝固完了的溫度。

7.比熱： 單位質量的物質溫度改變1度所需要的熱量。在英制和CGs制中二者比熱的數值相同，因為熱量的單位（Biu或cal)取決于單位質量的水升高1度聽需的熱量。國際單位制中比熱的數值與英制或CGS制是不同的，因為能量的單位（J）是按不同的定義定的。比熱的單位是Btu(1b?0F)及J/（kg ?k）。

8.熱導率：物質導熱的速率的量度。在單位截面積物質上建立單位長度上的1度的溫度梯度時，那麼熱導率定義為單位時間傳導的熱量，熱導率的單位為 Btu/(h?ft?0F)或w/(m ?K)。

9.熱擴散率：是确定物質内部溫度前遷速率的一種性能，是熱導率對比熱和密度乘積的比值，熱擴散率單位以Btu/(h?ft?0F)或w/(m?k)表示。

6不鏽鋼的性能與組織

目前已知的化學元素有100多種，在工業中常用的鋼鐵材料中可以遇到的化學元素約二十多種。對于人們在與腐蝕現象作長期鬥争的實踐而形成的不鏽鋼這一特殊鋼系列來說，最常用的元素有十幾種，除了組成鋼的基本元素鐵以外，對不鏽鋼的性能與組織影響最大的元素是：碳、鉻、鎳、錳、矽、钼、钛、铌、钛、錳、氮、銅、钴等。這些元素中除碳、矽、氮以外，都是化學元素周期表中位于過渡組的元素。（歡迎關注 材料科學與工程 微信公衆号）

實際上工業上應用的不鏽鋼都是同時存在幾種以至十幾種元素的，當幾種元素共存于不鏽鋼這一個統一體中時，它們的影響要比單獨存在時複雜得多，因為在這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，因此不鏽鋼的組織決定于各種元素影響的總和。

1.各種元素對不鏽鋼的性能和組織的影響和作用

1-1.鉻在不鏽鋼中的決定作用：

決定不鏽鋼性屬的元素隻有一種，這就是鉻，每種不鏽鋼都含有一定數量的鉻。迄今為止，還沒有不含鉻的不鏽鋼。鉻之所以成為決定不鏽鋼性能的主要元素，根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以後，促使其内部的矛盾運動向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發展。這種變化可以從以下方面得到說明：

1.鉻使鐵基固溶體的電極電位提高

2.鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化

鈍化是由于陽極反應被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現象。構成金屬與合金鈍化的理論很多，主要有薄膜論、吸附論及電子排列論。

1-2. 碳在不鏽鋼中的兩重性

碳是工業用鋼的主要元素之一，鋼的性能與組織在很大程度上決定于碳在鋼中的含量及其分布的形式，在不鏽鋼中碳的影響尤為顯著。碳在不鏽鋼中對組織的影響主要表現在兩方面，一方面碳是穩定奧氏體的元素，并且作用的程度很大（約為鎳的30倍），另一方面由于碳和鉻的親和力很大，與鉻形成—系列複雜的碳化物。所以，從強度與耐腐蝕性能兩方面來看，碳在不鏽鋼中的作用是互相矛盾的。

認識了這一影響的規律，我們就可以從不同的使用要求出發，選擇不同含碳量的不鏽鋼。

總的來講，目前工業中獲得應用的不鏽鋼的含碳量都是比較低的，大多數不鏽鋼的含碳量在0.1~0.4％之間，耐酸鋼則以含碳0.1~0.2％的居多。含碳量大于0.4％的不鏽鋼僅占鋼号總數的一小部分，這是因為在大多數使用條件下，不鏽鋼總是以耐腐蝕為主要目的。此外，較低的含碳量也是出于某些工藝上的要求，如易于焊接及冷變形等。

1-3. 鎳在不鏽鋼中的作用是在與鉻配合後才發揮出來的

鎳是優良的耐腐蝕材料，也是合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素，但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織，含鎳量要達到24％；而隻有含鎳27％時才使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨構成不鏽鋼。但是鎳與鉻同時存在于不鏽鋼中時，含鎳的不鏽鋼卻具有許多可貴的性能。

基于上面的情況可知，鎳作為合金元素在不鏽鋼中的作用，在于它使高鉻鋼的組織發生變化，從而使不鏽鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。

1-4. 錳和氮可以代替鉻鎳不鏽鋼中鎳

鉻鎳奧氏體鋼的優點雖然很多，但近幾十年來由于鎳基耐熱合金與含鎳20％以下的熱強鋼的大量發展與應用，以及化學工業日益發展對不鏽鋼的需要量越來越大，而鎳的礦藏量較少且又集中分布在少數地區，因此在世界範圍内出現了鎳在供和需方面的矛盾。所以在不鏽鋼與許多其他合金領域（如大型鑄鍛件用鋼、工具鋼、熱強鋼等）中，特别是鎳的資源比較缺乏的國家，廣泛地開展了節鎳和以其他元素代鎳的科學研究與生産實踐，在這方面研究和應用比較多的是以錳和氮來代替不鏽鋼與耐熱鋼中的鎳。

錳對于奧氏體的作用與鎳相似。但說得确切一些，錳的作用不在于形成奧氏體，而是在于它降低鋼的臨界淬火速度，在冷卻時增加奧氏體的穩定性，抑制奧氏體的分解，使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫。在提高鋼的耐腐蝕性能方面，錳的作用不大，如鋼中的含錳量從0到10．4%變化，也不使鋼在空氣與酸中的耐腐蝕性能發生明顯的改變。

這是因為錳對提高鐵基固溶體的電極電位的作用不大，形成的氧化膜的防護作用也很低，所以工業上雖有以錳合金化的奧氏體鋼（如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等），但它們不能作為不鏽鋼使用。錳在鋼中穩定奧氏體的作用約為鎳的二分之一，即2％的氮在鋼中的作用也是穩定奧氏體，并且作用的程度比鎳還要大。例如，欲使含18％鉻的鋼在常溫下獲得奧氏體組織，以錳和氮代鎳的低鎳不鏽鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼，目前已在工業中獲得應用，有的已成功地代替了經典的18-8鉻鎳不鏽鋼。

1-5.不鏽鋼中加钛或铌是為了防止晶間腐蝕。

1-6.钼和銅可以提高某些不鏽鋼的耐腐蝕性能。

1-7.其他元素對不鏽鋼的性能和組織的影響

以上主要的九種元素對不鏽鋼的性能和組織的影響，除這些元素對不鏽鋼性能與組織影響較大的元素以外，不鏽鋼中還含有一些其他的元素。有的是和一般鋼一樣為常存雜質元素，如矽、硫、磷等．也有的是為了某些特定的目的而加入的，如钴、硼、硒、稀土元素等。從不鏽鋼的耐腐蝕性能這一主要性質來說，這些元素相對于已讨論的九種元素，都是非主要方面的，雖然如此，但也不能完全忽略，因為它們對不鏽鋼的性能與組織同樣也發生影響。

矽是形成鐵素體的元素，在一般不鏽鋼中為常存雜質元素。

钴作為合金元素在鋼中應用不多，這是因為钴的價格高及其在其它方面（如高速鋼、硬質合金、钴基耐熱合金、磁鋼或硬磁合金等）有着更重要的用途。在一般不鏽鋼中加钴作合金元素的也不多，常用不鏽鋼如9Crl7MoVCo鋼（含1.2-1.8％钴）加钴，目的并不在于提高耐腐蝕性能而在于提高硬度，因為這種不鏽鋼的主要用途是制造切片機械刃具、剪刀及手術刀片等。

硼：高鉻鐵素體不鏽鋼Crl7Mo2Ti鋼中加0．005％硼，可使在沸騰的65％醋酸中的耐腐蝕性能提高。加微量的硼（0.0006~0.0007％）可使奧氏體不鏽鋼的熱态塑性改善。少量的硼由于形成低熔點共晶體，使奧氏體鋼焊接時産生熱裂紋的傾向增大，但含有較多的硼（0．5~0．6％）時，反而可防止熱裂紋的産生。因為當含有0．5~0．6％的硼時，形成奧氏體－硼化物兩相組織，使焊縫的熔點降低。熔池的凝固溫度低于半溶化區時，母材在冷卻時産生的張應力，由處于液态．固态的焊縫金屬承受，此時是不緻引起裂縫的，即使在近縫區形成了裂紋，也可以為處于液态－固态的熔池金屬所填充。含硼的鉻鎳奧氏體不鏽鋼在原子能工業中有着特殊的用途。

磷：在一般不鏽鋼中都是雜質元素，但其在奧氏體不鏽鋼中的危害性不像在一般鋼中那樣顯著，故含量可允許高一些，如有的資料提出可達0．06％，以利于冶煉控制。個别的含錳的奧氏體鋼的含磷量可達0．06％（如2Crl3NiMn9鋼）以至0.08％（如Cr14Mnl4Ni鋼）。利用磷對鋼的強化作用，也有加磷作為時效硬化不鏽鋼的合金元素，PH17－10P鋼(含0．25％磷)乃PH－HNM鋼（含0．30磷）等。

硫和硒：在一般不鏽鋼中也是常有雜質元素。但向不鏽鋼中加0．2~0．4％的硫，可提高不鏽鋼的切削性能，硒也具有同樣的作用。硫和硒提高不鏽鋼的切削性能，是因為它們降低不鏽鋼的韌性，例如一般18－8鉻鎳不鏽鋼的沖擊值可達30公斤/厘米2。含0．31％硫的18－8鋼（0．084％C、18．15％Cr、9．25％Ni）的沖擊值為1．8公斤/平方厘米；含0。22％硒的18－8鋼（0．094％C、18．4％Cr、9％Ni）的沖擊值為3．24公斤/平方厘米。硫與硒均降低不鏽鋼的耐腐蝕性能，所以實際應用它們作為不鏽鋼的合金化元素的很少。

稀土元素：稀土元素應用于不鏽鋼，目前主要在于改善工藝性能方面。如向Crl7Ti鋼和Cr17Mo2Ti鋼中加少量的稀土元素，可以消除鋼錠中因氫氣引起的氣泡和減少鋼坯中的裂紋。奧氏體和奧氏體－鐵素體不鏽鋼中加0．02~0．5％的稀土元素（铈镧合金），可顯著改善鍛造性能。曾有一種含19．5%鉻、23％鎳以及钼銅錳的奧氏體鋼，由于熱加工工藝性能在過去隻能生産鑄件，加稀土元素後則可軋制成各種型材。

2.按金相組織對不鏽鋼的分類及各類不鏽鋼的一般特點

按化學成分（主要是含鉻量）及用途，不鏽鋼分為不鏽與耐酸兩大類。工業上還按自高溫（900-1100度）加熱空氣冷卻後鋼的基體組織的類型對不鏽鋼進行分類，這是基于我們上面所讨論的碳及合金元素對不鏽鋼組織影響的特點決定的。

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。

7不鏽鋼的分類、主要成分及性能比較

分類 大概成分 （%） 淬火性 耐蝕性 加工性 可焊接性 磁性

CCr Ni

鐵素體系 0．35以下 16-27 - 無 佳 尚佳 尚可 有

馬氏體系 1．20以下 11-15 - 自硬性 可 可 不可 有

奧氏體系 0．25以下 16以上 7以上 無 優 優 優 無

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。

2-1.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ICrl3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等均屬于這一類。

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3OO℃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。

2-4.馬氏體—碳化物鋼

Fe－C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（圖11-3），以及含18％鉻和大于0.3％碳的鋼（圖蔔）3）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。

2-5.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。

2-6.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.奧氏缽－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一7Ni一A1、15Cr－9Ni－A1,17Cr—5Ni－Mo、15Cr-8Ni－Mo一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100一150）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。

8不鏽鋼的耐蝕性能

腐蝕的種類和定義

一種不鏽鋼可在許多介質中具有良好的耐蝕性，但在另外某種介質中，卻可能因化學穩定性低而發生腐蝕。所以說，一種不鏽鋼不可能對所有介質都耐蝕。在衆多的工業用途中，不鏽鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據使用的經驗來看，除機械失效外，不鏽鋼的腐蝕主要表現在：不鏽鋼的一種嚴重的腐蝕形式是局部腐蝕（亦即應力腐蝕開裂、點腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕）。這些局部腐蝕所導緻的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實上，很多失效事故是可以通過合理的選材而予以避免的。

金屬的腐蝕，按機理可分為特理腐蝕、化學腐蝕與電化學腐蝕三種。生活實際、工程實際中的金屬腐蝕，絕大多數都屬于電化學腐蝕。

應力腐蝕開裂（SCC）：是指承受應力的合金在腐蝕性環境中由于裂紋的擴展而互生失效的一種通用術語。應力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌，但它也可能發生于韌性高的材料中。發生應力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應力（不論是殘餘應力還是外加應力，或者兩者兼而有之）和特定的腐蝕介質存在。型紋的形成和擴展大緻與拉應力方向垂直。這個導緻應力腐蝕開裂的應力值，要比沒有腐蝕介質存在時材料斷裂所需要的應力值小得多。在微觀上，穿過晶粒的裂紋稱為穿晶裂紋，而沿晶界擴圖的裂紋稱為沿晶裂紋，當應力腐蝕開裂擴展至其一深度時（此處，承受載荷的材料斷面上的應力達到它在空氣中的斷裂應力），則材料就按正常的裂紋（在韌性材料中，通常是通過顯微缺陷的聚合）而斷開。因此，由于應力腐蝕開裂而失效的零件的斷面，将包含有應力腐蝕開裂的特征區域以及與已微缺陷的聚合相聯系的“韌窩”區域。

點腐蝕：點腐蝕是指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微而分散發生高度的局部腐蝕，常見蝕點的尺寸小于1.00mm，深度往往大于表面孔徑，輕者有較淺的蝕坑，嚴重的甚至形成穿孔。

晶間腐蝕：晶粒間界是結晶學取向不同的晶粒間紊亂錯合的界城，因而，它們是鋼中各種溶質元素偏析或金屬化合物（如碳化物和δ相）沉澱析出的有利區城。因此，在某些腐蝕介質中，晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類型的腐蝕被稱為晶間腐蝕，大多數的金屬和合金在特定的腐蝕介質中都可能呈現晶間腐蝕。晶間腐蝕是一種有選擇性的腐蝕破壞，它與一般選擇性腐蝕不同之處在于，腐蝕的局部性是顯微尺度的，而宏觀上不一定是局部的。（歡迎關注 材料科學與工程 微信公衆号）

縫隙腐蝕：是指在金屬構件縫隙處發生斑點狀或潰瘍形的宏觀蝕坑，是局部腐蝕的一種形式，它可能發生于溶液停滞的縫隙之中或屏蔽的表面内。這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的結合處形成，例如，在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、松動的表面沉積物以及海生物相接燭之處形成。

全面腐蝕：是用來描述在整個合金表面上以比較均勻的方式所發生的腐蝕現象的術語。當發生全面腐蝕時，材料由于腐蝕而逐漸變薄，甚至材料腐蝕失效。不鏽鋼在強酸和強堿中可能呈現全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題并不怎麼令人擔心，因為，這種腐蝕通常可以通過簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文獻資料而預測它。

均勻腐蝕：是指接觸腐蝕介質的金屬表面全部産生腐蝕的現象。根據不同的使用情況對耐蝕提出不同的指标要求，一般可分為兩大類：

1. 不鏽鋼指在大氣及弱腐蝕介質中耐蝕的鋼。腐蝕速率小于0.01mm/年的，認為是"完全耐蝕"；腐蝕速率小于0.1mm/年的，認為是"耐蝕"的。

2. 耐蝕鋼指在各種強烈腐蝕介質中能耐蝕的鋼。

9各種不鏽鋼的耐腐蝕性能

304 是一種通用性的不鏽鋼，它廣泛地用于制作要求良好綜合性能（耐腐蝕和成型性）的設備和機件。

301不鏽鋼在形變時呈現出明顯的加工硬化現象，被用于要求較高強度的各種場合。

302 不鏽鋼實質上就是含碳量更高的304不鏽鋼的變種，通過冷軋可使其獲得較高的強度。

302B 是一種含矽量較高的不鏽鋼，它具有較高的抗高溫氧化性能。

303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不鏽鋼，用于主要要求易切削和表而光浩度高的場合。303Se不鏽鋼也用于制作需要熱镦的機件，因為在這類條件下，這種不鏽鋼具有良好的可熱加工性。

304L 是碳含量較低的304不鏽鋼的變種，用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至最少，而碳化物的析出可能導緻不鏽鋼在某些環境中産生晶間腐蝕（焊接侵蝕）。

304N 是一種含氮的不鏽鋼，加氮是為了提高鋼的強度。

305和384 不鏽鋼含有較高的鎳，其加工硬化率低，适用于對冷成型性要求高的各種場合。

308 不鏽鋼用于制作焊條。

309、310、314及330 不鏽鋼的鎳、鉻含量都比較高，為的是提高鋼在高溫下的抗氧化性能和蠕變強度。而30S5和310S乃是309和310不鏽鋼的變種，所不同者隻是碳含量較低，為的是使焊縫附近所析出的碳化物減至最少。330不鏽鋼有着特别高的抗滲碳能力和抗熱震性．

316和317 型不鏽鋼含有鋁，因而在海洋和化學工業環境中的抗點腐蝕能力大大地優于304不鏽鋼。其中，316型不鏽鋼由變種包括低碳不鏽鋼316L、含氮的高強度不鏽鋼316N以及合硫量較高的易切削不鏽鋼316F。

321、347及348 是分别以钛，铌加钽、铌穩定化的不鏽鋼，适宜作高溫下使用的焊接構件。348是一種适用于核動力工業的不鏽鋼，對钽和鑽的合量有着一定的限制。

10表面加工等級、特征及用途

原創：NO.1 熱軋後施以熱處理及酸洗處理的表面。一般用于冷軋材料，工業用槽罐、化學工業裝置等，厚度較厚由2.0MM-8.0MM。

鈍面：NO.2D 冷軋後經熱處理、酸洗者，其材質柔軟，表面呈銀白色光澤，用於深沖壓加工，如汽車構件、水管等。

霧面：NO.2B 冷軋後經熱處理、酸洗，再以精軋加工使表面為适度之光亮者。由於表面光滑，易於再研磨，使表面更加光亮，用途廣泛，如餐具、建材等。采用改善機械性能的表面處理後，幾乎滿足所有用途。

粗砂：NO.3 用100-120号研磨帶研磨出來的産品。具有較佳的光澤度，具有不連續的粗紋。用于建築内外裝飾材料、電器産品及廚房設備等。

細砂：NO.4 用粒度150-180号研磨帶研磨出來的産品。具有較佳的光澤度，具有不連續的粗紋，條紋比 NO.3細。用于浴池、建築内外裝飾材料、電器産品、廚房設備及食品設備等。

#320 用320号研磨帶研磨出來的産品。具有較佳的光澤度，具有不連續的粗紋，條紋比 NO.4細。用于浴池、建築内外裝飾材料、電器産品、廚房設備及食品設備等。

毛絲面HAIRLINE：HL NO.4經适當粒度抛光砂帶的連續研磨生成研磨花紋的産品（細分 150-320号）。主要用于建築裝飾，電梯，建築物的門、面闆等。

亮面：BA 經冷軋後施以光亮退火，并經過平整得到的産品。表面光澤度極好，有很高的反射率。如同鏡面的表面。用于家電産品、鏡子、廚房設備、裝飾材料等。

11産品特性及用途

SUS304：具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械性能,沖壓彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現象,無磁性。廣泛用于家庭用品（1、2類餐具）、櫥櫃、室内管線、熱水器、鍋爐、浴缸、汽車配件、醫療器具、建材、化學、食品工業、農業、船舶部件。

SUS304L：奧氏體基本鋼種，用途最為廣泛；耐蝕性和耐熱性優良；低溫強度和機械性能優良；單相奧氏體組織，無熱處理硬化現象（無磁性，使用溫度-196--800℃）。

SUS304Cu：以17Cr-7Ni-2Cu為基本組成的奧氏不鏽鋼；成形性優良，特别是拔絲和抗時效裂紋性好；--耐腐蝕性與304相同。

SUS316：耐蝕性和高溫強度特别好，可在苛刻的條件下使用,加工硬化性好,無磁性。适于海水用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料生産設備、照相、食品工業、沿海設施

SUS316L：鋼中添加Mo（2-3%），故耐蝕性和高溫強度優良；SUS316L含碳量比SUS316低，因此，抗晶間腐蝕性比SUS316優良；高溫蠕變強度高。可在苛刻的條件使用,加工硬化性好,無磁性。适于海水用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料生産設備、照相、食品工業、沿海設施

SUS321：在304鋼中添加Ti，故抗晶間腐蝕性優良；高溫強度和高溫抗氧性優良；成本高，加工性比SUS304差。耐熱材料、汽車、飛行器排氣管管路，鍋爐爐蓋、管道,化學裝置、熱交換器.

SUH409H：加工性能、焊接性能良好,高溫抗氧化性能良好,能夠承受的溫度範圍從室溫直到575℃。廣泛用于汽車尾氣排氣系統。

SUS409L：控制鋼中的C和N含量，故焊接性、成形性和耐蝕性優良；含11%Cr，高溫和常溫下為具有BCC結構的鐵素體不鏽鋼；因填了Ti，750℃以下有空氧化性和耐蝕性。

SUS410：馬氏體代表鋼種，強度高，硬度高（有磁性）；抗腐蝕性差，不适合于嚴重腐蝕環境下使用；含C量低，加工性好，通過熱處理可使表面硬化。

SUS420J2：馬氏體代表鋼種，強度高，硬度高（有磁性）；耐腐蝕性差，加工成形性差，耐磨性好；能夠進行熱處理改善機械性能。廣泛用于加工刀具、管嘴、閥門、闆尺、餐具。

SUS430：熱膨脹率低,成型性及耐氧化性好适用于耐熱器具、燃燒器、家電産品、2類餐具、廚房洗滌槽。價格低，加工性好是理想的SUS304的替代品；抗英裡腐蝕性好，典型的非熱處理硬化性鐵素體系不鏽鋼。

12不鏽鋼的物理性能、力學性能和耐熱性能

不鏽鋼的物理性能

不鏽鋼和碳鋼的物理性能數據對比，碳鋼的密度略高于鐵素體和馬氏體型不鏽鋼，而略低于奧氏體型不鏽鋼；電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不鏽鋼排序遞增；線膨脹系數大小的排序也類似，奧氏體型不鏽鋼最高而碳鋼最小；碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不鏽鋼有磁性，奧氏體型不鏽鋼無磁性，但其冷加工硬化生成成氏體相變時将會産生磁性，可用熱處理方法來消除這種馬氏體組織而恢複其無磁性。

奧氏體型不鏽鋼與碳鋼相比，具有下列特點；

1.高的電陰率，約為碳鋼的5倍。

2.大的線膨脹系數，比碳鋼大40％，并随着溫度的升高，線膨脹系數的數值也相應地提高。

3.低的熱導率，約為碳鋼的1/3。

不鏽鋼的力學性

不論不鏽鋼闆還是耐熱鋼闆，奧氏體型的鋼闆的綜合性能最好，既有足夠的強度，又有極好的塑性同時硬度也不高，這也是它們被廣泛采用的原因之一。奧氏體型不鏽鋼同絕大多數的其它金屬材料相似，其抗拉強度、屈服強度和硬度，随着溫度的降低而提高；塑性則随着溫度降低而減小。其抗拉強度在溫度15~80°C範圍内增長是較為均勻的。更重要的是：随着溫度的降低，其沖擊韌度減少緩慢，并不存在脆性轉變溫度。所以不鏽鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。

不鏽鋼的耐熱性能

耐熱性能是指高溫下，既有抗氧化或耐氣體介質腐蝕的性能即熱穩定性，同時在高溫時雙有足夠的強度即熱強性。

來源：材料科學與工程

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