不銹鋼可依照其添加鎳與鉻合金元素,分成五種不同微結(jié)構(gòu)(相)的型式,即奧氏體、鐵素體、馬氏體、析出硬化型及雙相型不銹鋼。下面小編來(lái)為您解析,五種不銹鋼鎳和鉻的含量百分比關(guān)系。
一、奧氏體不銹鋼
在主要元素為鐵之基材中,加入鉻(含量約16至25 wt%)及鎳(含量約7至20 wt%)而成。 鎳使合金保持在奧氏體,具有較佳之高溫性質(zhì)、低溫韌性、耐蝕性及成形性。 奧氏體不銹鋼,有最佳的抗蝕能力,因此占了不銹鋼全部使用量的70 %。
圖一、304奧氏體金相組織
在一般情況下,無(wú)磁性,只有少數(shù)較不穩(wěn)定的鋼種,經(jīng)冷加工(Coldwork)后具有磁性。鋼種在國(guó)際上常以300系稱之,基本型為302與含較低碳的304不銹鋼,鉻與鎳的含量分別18 wt%及8wt%,此即一般俗稱的18-8不銹鋼。 奧氏體不銹鋼,容易在含氯離子的環(huán)境,海水與鹽水中,產(chǎn)生孔蝕現(xiàn)象,因此,316不銹鋼便是利用304不銹鋼加入2.5 wt %的鉬,來(lái)抑制孔蝕現(xiàn)象。200系不銹鋼從300系不銹鋼發(fā)展而來(lái),以較鎳廉價(jià)的錳,取代鎳,雖成本較低,耐蝕性也相對(duì)較差。
二、鐵素體不銹鋼
主要元素僅有鐵及鉻,鉻含量約12至30 wt%,此鋼種在不同溫度下均為鐵素體,即不會(huì)因溫度的變化而發(fā)生相變化,國(guó)際上常以400系不銹鋼稱之。 由于合金元素少了鎳,故為較廉價(jià)的不銹鋼,耐蝕性相對(duì)奧氏體不銹鋼也較差,其中代表鋼種為430不銹鋼,鉻含量約17 wt%,雖然耐蝕性較差,但有成本低廉的優(yōu)勢(shì),因此,在一般工業(yè)與日常生活上,低腐蝕環(huán)境下,仍廣泛使用。 常見(jiàn)的鐵素體不銹鋼,依照鉻含量范圍及熱處理后形成的馬氏體分成兩類︰
(一)鉻含量約15至18 wt%以及碳含量約0.06 wt%,例: 430不銹鋼(鉻含量17 wt%與碳含量0.06 wt%)。
(二)鉻含量約25至30 wt%以及碳含量約0.08 wt%,例: 446不銹鋼(鉻含量25 wt%與碳含量0.08 wt%)。
三、馬氏體不銹鋼
此型不銹鋼,含鉻量約12至17 wt%,含碳量約0.15至1.2 wt%,為400系及500系不銹鋼,基本型是410,其鉻含量約13 wt%,在高溫時(shí),此鋼種為奧氏體結(jié)構(gòu),經(jīng)快速冷卻后,轉(zhuǎn)變成馬氏體,具鐵磁性。 馬氏體不銹鋼,具有高硬度、高強(qiáng)度及低價(jià)格之優(yōu)點(diǎn),但其延展性、耐蝕性較差,有回火脆性,因此,常用在需高硬度、高強(qiáng)度、耐磨耗,但為輕度腐蝕的環(huán)境中,如家庭用刀、剪及醫(yī)療用具等。
四、析出硬化型不銹鋼
此鋼種以17-7奧氏體不銹鋼為基礎(chǔ),添加少量合金元素,如鋁與銅,藉由熱處理促使析出物析出,而達(dá)到增進(jìn)強(qiáng)度的效果,具有優(yōu)良的強(qiáng)度、耐蝕性和切削性,適合制作航太工業(yè)等用途的高精度元件。 國(guó)際上以600系不銹鋼稱之;因使用量不多,故大多采用商標(biāo)名稱。 依照金相組織的不同,分成兩類︰
(一)奧氏體析出硬化型不銹鋼︰
需先將奧氏體熱處理,使轉(zhuǎn)變成為馬氏體,才能獲得析出硬化,常見(jiàn)如17-7 PH。 其中PH即為析出硬化的意思。
(二)馬氏體析出硬化型不銹鋼︰
析出硬化元素以銅為主,將合金施以單純時(shí)效處理,即可獲得析出硬化的效果,因具有較高的硬度,故為較常使用的析出硬化型不銹鋼,如17-4 PH與Custom 450等。
五、雙相型不銹鋼
雙相型不銹鋼為近年開(kāi)始發(fā)展的不銹鋼,其目的是為了克服奧氏體不銹鋼容易在含氯環(huán)境下,產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的缺點(diǎn)。 在常溫下,為奧氏體與馬氏體雙相共存,且二相比例幾乎相等。 此鋼種將鉻含量調(diào)整至24 wt% ;鎳含量調(diào)整至7 wt%以上,使其在常溫下呈雙相狀態(tài),故其強(qiáng)度、韌性、與應(yīng)力腐蝕耐受性,可介于奧氏體不銹鋼及鐵素體不銹鋼之間。
圖二、不銹鋼帶材
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