馬氏體不鏽鋼是指基體為馬氏體組織,有磁性,通過熱處理可(ke)調整(zheng)其力學(xue)性能的不鏽鋼。
馬氏體係列不鏽鋼大部分是11~13Cr不鏽鋼,近年來15~18Cr的高Cr係列不鏽鋼逐漸多起來。從(cong)高溫的奧氏體相急(ji)劇冷卻,也就是淬火,就變態(tai)形成為馬氏體。淬火則有硬化性,借助回火熱處理,可(ke)擴(kuo)大其力學(xue)性能範(fan)圍(wei)。淬火的硬化性是由於添加C、Mn、Ni而提高的,而添加Ti、Al等則降低其硬化性。它在(zai)常溫狀態(tai)下具有磁性。
常用的馬氏體不鏽鋼包括12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13及14Cr17Ni2等。鉻在(zai)鋼中的作用是多方(fang)麵的如提高鋼的強度、淬透性等,但其最主(zhu)要的作用是提高鋼的耐(nai)蝕性。鋼的耐(nai)蝕性與鋼中的鉻含量有極大的關係,隻有鉻含量(質量分數)大於12%時,才能顯著提高鋼基體的電極電位(wei),從(cong)而提高鋼的耐(nai)蝕性。由於鉻能顯著地提高鋼的淬透性,所以這類鋼加熱成奧氏體狀態(tai)空冷時,小斷(duan)麵的工件都(du)能得(de)到馬氏體組織。而且(qie)隨著鋼中碳含量的增加,強度、硬度和耐(nai)磨性提高,其主(zhu)要原因是碳與鉻形成了碳化物(Cr23C6),使(shi)基體的鉻含量降低所致(<12%)。馬氏體不鏽鋼具有強烈的淬硬傾(qing)向,易(yi)出現(xian)冷裂紋(wen),焊接接頭受熱超(chao)過1150℃的區域,晶粒顯著增大,過快或(huo)過慢的冷卻速度都(du)可(ke)能引起接頭脆化,也會造成475℃脆化,晶間腐蝕傾(qing)向較小,30Cr13、40Cr13、40Cr17Mo、95Cr18的淬硬傾(qing)向更(geng)強,一般(ban)不能焊接。
馬氏體不鏽鋼與鐵素(su)體不鏽鋼和奧氏體不鏽鋼的特(te)性明顯不同(tong),馬氏體不鏽鋼加熱到高溫轉變成奧氏體,奧氏體快速冷卻轉變成馬氏體組織。馬氏體不鏽鋼有明顯的相變點,可(ke)以通過淬火而強化,而且(qie)鉻含量高,淬透性好,回火時可(ke)以在(zai)較大的範(fan)圍(wei)內調整(zheng)其硬度、強度和韌性。而且(qie)高碳馬氏體不鏽鋼硬度較高,因此既可(ke)作為結(jie)構(gou)鋼用,也可(ke)以作為工具鋼用。
馬氏體不鏽鋼中除(chu)了鉻不鏽鋼外,還有鉻鎳(nie)不鏽鋼,如14Cr17Ni2鋼。鉻不鏽鋼按(an)碳含量可(ke)分為低碳、中碳和高碳三種類型(xing),隨著碳含量的增加,鋼的強度、硬度和耐(nai)磨性顯著提高,而冷塑性、韌性和耐(nai)蝕性則下降。
鉻鎳(nie)馬氏體不鏽鋼,由於加入了一定(ding)數量的Ni,鋼的基體組織由單相鐵素(su)體過渡(du)到α+γ兩相組織,淬火時γ相轉變為馬氏體。這類馬氏體不鏽鋼650℃回火的組織為回火索氏體和呈(cheng)帶狀分布的鐵素(su)體,因此可(ke)通過熱處理來提高它的性能。這樣既有Cr17型(xing)不鏽鋼的耐(nai)蝕性,又有Cr13型(xing)不鏽鋼的強度。一般(ban)用於既要求高力學(xue)性能、高淬硬性,又要求耐(nai)硝酸(suan)、有機酸(suan)腐蝕的軸類、活塞杆、泵、閥等部件,以及彈簧和緊固(gu)件。
馬氏體不鏽鋼的主(zhu)要特(te)點是,常溫下具有強磁性,其耐(nai)腐蝕性能不是十分突出,但強度較高,常作為高強度結(jie)構(gou)鋼。
高溫下具有穩(wen)定(ding)的奧氏體組織,空冷或(huo)油(you)冷下轉變成馬氏體相,常溫下具有完全的馬氏體組織。