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不锈钢的结构与性能特点 林泉电机厂 张金辉 报告内容 不锈钢的特点及分类 不锈钢的发展 不锈钢的生产工艺技术发展 不锈钢的产量和消费量 不锈钢的应用 不锈钢的合理选择 中国不锈钢产业发展面临的主要问题 中国不锈钢品种及市场发展趋势 奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢具有面心立方晶体结构，无磁性，不能通过热处理强化，只能采用冷加工强化手段提高强度。奥氏体不锈钢是不锈钢家族中最重要的一类，由于其耐蚀、良好的常温和低温塑性、易成形和良好的可焊性而广泛应用于各工业领域和日常消费领域，在我国标准中已列入33个牌号，尚有大量非标准牌号在使用。奥氏体不锈钢得产量约占不锈钢产量的70%，其产品覆盖板、管、丝、带、棒、锻件等几乎所有的冶金产品类型。 根据形成奥氏体基体得合金化类型，可将奥氏体不锈钢区分为铬镍奥氏体不锈钢和铬锰奥氏体不锈钢两大基本系列，前者以镍为主要奥氏体形成元素，后者奥氏体形成元素主要是锰。通常奥氏体不锈钢中含有质量分数为16-26%Cr，镍的质量分数可高达35%，锰的质量分数可以达到18%。近年来开发成功的超级奥氏体不锈钢中的铬质量分数高达7%，尚含有约质量分数为0.5%的氮。此类钢具有2倍于常规奥氏体不锈钢的屈服强度和优异得耐均匀腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀的能力，可解决常规不锈钢难于克服的腐蚀问题。 奥氏体不锈钢牌号很多，大量生产和使用的仅几个牌号，其中0Cr18Ni9, 00Cr18Ni10，0Cr17Ni12Mo2，00Cr17Ni14Mo2，以及相应得改进型牌号约占不锈钢产量的50%。 马氏体不锈钢 马氏体不锈钢是一类可通过热处理（淬火回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲是一类可硬化的不锈钢。此类钢具有高的硬度、良好的力学性能和不锈性，这些特性决定了此类钢必须具备两个条件：其一，在平衡相图中必须有奥氏体相区存在；其二，为使钢形成耐腐蚀的钝化膜，铬的质量分数必须在10.5%以上。 根据钢中合金元素的差别，可将马氏体不锈钢区分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。在马氏体铬不锈钢中又可划分成低碳、中碳和高碳三种类型。马氏体不锈钢在淬火状态下具有体心四方晶体结构，具有铁磁性，在较弱腐蚀环境中具有耐蚀性。钢中铬的质量分数可达18%，碳的质量分数可以超过1.2%。为了提高钢的耐蚀性和刃具的锋利度，组织中允许存在过剩碳化物，为了改善淬火后的回火效应，可适当加入铌、硅、钨和钒。含镍马氏体不锈钢改善了铬马氏体不锈钢在某些介质中的耐蚀性和提高了钢的韧性。马氏体中碳是不可缺少的重要元素，它使Fe-Cr二元合金形成γ相区且决定了钢在淬火状态下马氏体的硬度。 沉淀硬化不锈钢 是一类含沉淀硬化元素（铜、铝、钛、铌）的铁铬镍合金，可以通过热处理进行强化，此类钢具有高强度，足够的韧性和适宜的耐蚀性，主要应用于宇航工业和一些高技术产业。 沉淀硬化不锈钢可区分为马氏体、半奥氏体和奥氏体沉淀硬化不锈钢3种主要类型，近年来又出现了铁素体沉淀硬化不锈钢。 沉淀硬化不锈钢的热处理是获得良好综合性能的重要工艺手段，沉淀硬化不锈钢热处理工艺复杂，只有按所规定的温度、时间、冷却速度进行控制才能得到理想的性能。 马氏体沉淀硬化不锈钢的Mf在室温以上，因此从适宜的固溶处理温度进行空冷可完全转变为马氏体，然后在480-620℃进行单一时效即可达到硬化目的。对于一些不能完全转变成马氏体的钢种，可增加冷处理工序，然后再时效。 半奥氏体沉淀硬化不锈钢热处理最为复杂，增加了调整处理工序。这类沉淀硬化不锈钢的成分处于平衡状态，Ms点正好低于室温，因此从固溶处理温度冷至室温，钢的组织主要是奥氏体组织，具有良好的韧性有利于成形加工，但为了使其转变为马氏体，必须进行调整处理，调整处理的目的是通过碳和合金元素从奥氏体中析出来提高Mf 和Ms，以利于马氏体转变。 奥氏体沉淀硬化不锈钢的Ms点低到使其不可能转变成马氏体，主要靠在奥氏体上析出金属间化合物予以强化。此类钢的热处理是采用在适宜的温度进行固溶处理后再施以时效处理方式。时效温度较前两类钢高，时效时间更长。 对大多数沉淀硬化不锈钢在480-510oC进行时效，使用标准的时效时间，使之处于完全时效或轻微过时效状态，可获得最佳强度和韧性的配合。在510oC以上进行时效，处于明显的过时效状态，在要求具有较高的塑韧性的情况下使用。 沉淀硬化不锈钢中的沉淀相 不锈钢的发展 不锈钢问世至今将近一个世纪，在20世纪初，正值冶金学领域各项发明最繁盛时期，基于对铬在钢中作