奥氏体马氏体铁素体不锈钢区别.doc

奥氏体马氏体铁素体不锈钢区别?铁素体型不锈钢它的内部显微组织为铁素体，其铬的质量分数在 11.5％~32.0%范围内随着铬含量的提高，其耐酸性能也提高，加入钼（Mo）后，则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力这类不锈钢的国家标准牌号有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2 等430 是铁素体不锈钢铁素体不锈钢是含铬大于 14％的低碳铬不锈钢，含铬大于 27％的任何含碳量的铬不锈钢，以及在上述成分基础上再添加有钼、钛、铌、硅、铝、 、钨、钒等元素的不锈钢，化学成分中形成铁素体的元素占绝对优势，基体组织为铁素这类钢在淬火（固溶）状态下的组织为铁素体，退火及时效状态的组织中则可见到少量碳化物及金属间化合物 属于这一类的有 Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28 等铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用马氏体型不锈钢它的显微组织为马氏体这类钢中铬的质量分数为 11.5％~18.0％，但碳的质量分数最高可达 0.6％碳含量的增高，提高了钢的强度和硬度在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体，同时又能提高其耐蚀性。

这类钢的焊接性较差列入国家标准牌号的钢板有 1Cr13、2 Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2 等410 是马氏体不锈钢，其中碳最大含量为 0.15%，锰最大含量 1.00%，硅最大含量为 1.00%，铬含量为11.50~13.50%为通用型可热处理不锈钢，耐腐蚀，耐热，硬度可达 42HRC 或更高些奥氏体型不锈钢其显微组织为奥氏体它是在高铬不锈钢中添加适当的镍（镍的质量分数为 8％~25%）而形成的，具有奥氏体组织的不锈钢奥氏体型不锈钢以 Cr18Ni19 铁基合金为基础，在此基础上随着不同的用途，发展成图 1-2 所示的铬镍奥氏体不锈钢系列奥氏体、铁素体、马氏体不锈钢在用途上如何区分？工业上应用的不锈钢按金相组织可分为三大类：铁素体不锈钢，马氏体不锈钢，奥氏体不锈钢可以把这三类不锈钢的特点归纳( 如下表) ，但需要说明的是马氏体不锈钢并不是都不可焊接，只是受某些条件的限制，如焊前应预热焊后应作高温回火等，而使焊接工艺比较复杂实际生产中一些马氏体不锈钢如 1Cr13，2Cr13 以及 2Cr13 与 45 钢焊接还是比较多的马氏体不锈钢属于铬不锈钢由于含碳量高，碳化铬多，钢的耐蚀性能下降，虽可通过热处理的方法改善，但防腐性不高。

马氏体不锈钢多用于制造力学性能要求较高，并有一定耐蚀性能要求的零件，如汽轮机叶片、喷嘴、阀座、量具、刃具等铁素体不锈钢也属于铬不锈钢含碳量小，抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀能力强，有高温抗氧化性能好等特点主要用于制作化工设备中的容器、管道奥氏体不锈钢属于铬镍不锈钢具有很高的耐蚀性，优良的塑性，良好的焊接性及低温韧性，不具有磁性，易加工硬化主要用于在腐蚀介质中工作的零件、容器、管道、医疗器械以及抗磁环境中不锈钢的分类、主要成分及性能比较大概成分（%）分类C Cr Ni淬火性 耐蚀性 加工性 可焊接 性 磁性铁素体系 16 >7 无 优 优 优 无以上分类仅是按钢的基体组织分的，由于钢中稳定奥氏体及形成铁素体的元素的作用不能互相平衡，以及由于大量的铬使平衡图 S 点左移，工业中应用的不锈钢的组织除了上面讲的三种基本类型以外，还有马氏体—铁素体，奥氏体－铁素体，奥氏体－马氏体等过渡型的复相不锈钢，以及具有马氏体－碳化物组织的不锈钢铁素体钢含铬大于 14％的低碳铬不锈钢，含铬大于 27％的任何含碳量的铬不锈钢，以及在上述成分基础上再添加有钼、钛、铌、硅、铝、 、钨、钒等元素的不锈钢，化学成分中形成铁素体的元素占绝对优势，基体组织为铁素。

这类钢在淬火（固溶）状态下的组织为铁素体，退火及时效状态的组织中则可见到少量碳化物及金属间化合物属于这一类的有 Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28 等铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用2-2.铁素休－马氏体钢这类钢在高温时为 y+a（或 δ）两相状态，快冷时发生 y-M 转变，铁素体仍被保留，常温组织为马氏体和铁素体，由于成分及加热温度的不同，组织中的铁素体量可在百分之几至几十的范围内变化0Crl3 钢，lCrl3 钢，铬偏上限而碳偏下限的 2Cr13 钢，Cr17Ni2 钢， Cr17wn4 钢，以及在 1Crl3 钢基础上发展起来的许多改型 12％铬热强钢（这类钢也叫做耐热不锈钢）中的许多钢号，如Cr11MoV，Cr12WMoV，Crl2W4MoV，18Crl2WMoVNb 等均属干这一类铁素体—马氏体钢可以部分地接受淬火强化，故可获得较高的机械性能但它们的机械性能与工艺性能在很大程度上受组织中铁素体的含量及分布形态的影响这类钢按成分中的含铬量分属 12~14％与15~18％两个系列。

前者具有抵抗大气及弱腐蚀性介质的能力，并且具有良好的减震性及较小的线膨胀系数；后者的耐腐蚀性能与相同含铬量的铁素体耐酸钢相当，但在一定程度上也保留着高铬铁素体钢的某些缺点2-3.马氏体钢这类钢在正常淬火温度下处在 y 相区，但它们的 y 相仅在高温时稳定，M 点一般在 300℃左右，故冷却时转变为马氏体这类钢包括 2Cr13，2Cr13Ni2，3Cr13 以及部分改型 12％铬热强钢，如13Cr14NiWVBA，Cr11Ni2MoWVB 钢等马氏体不锈钢的机械性能、耐腐蚀性能、工艺性能与物理性能，均和含铬 12~14％的铁素体-马氏体不锈钢相近由于组织中没有游离的铁素体，机械性能比上述钢要高，但热处理时的过热敏感性较低马氏体—碳化物钢合金的并析点的含碳为 0.83％，在不锈钢中由于铬使 S 点左移，含 12％铬和大于 0.4％碳的钢，以及含18％铬和大于 0.3％碳的钢均属于过共析钢这类钢在正常淬火温度加热，次生碳化物不能完全溶于奥氏体，因此淬火后的组织为马氏体和碳化物组成属于这一类的不锈钢牌号不多，却是一些含碳比较高的不锈钢，如4Crl3、9Cr18、9Crl8MoV、9Crl7MoVCo 钢等，含碳量偏上限的 3Crl3 钢在较低的温度下淬火，也可能出现这样的组织。

由于含碳量高，上述 9Cr18 等三个钢号中虽含有较多的铬，但其耐腐蚀性能仅与含12~14％锗的不锈钢相当这类钢的主要用途是要求高硬及耐磨的零件，如切削工具、轴承、弹簧及医疗器械等奥氏体钢这类钢含有较多扩大 y 区和稳定奥氏体的元素，在高温时为均为 y 相，冷却时由于 Ms 点在室温以下，所以在常温下具有奥氏体组织18-8、18-12 、25-20、20-25Mo 等铬镍不锈钢，以锰代替部分镍并加氮的低镍不锈钢如 Cr18Mnl0Ni5，Cr13Ni4Mn9 ，Cr17Ni4Mn9N，Cr14Ni3Mnl4Ti 钢等均属于这一类奥氏体不锈钢具有前已述及的许多优点，虽然机械性能也比较低，和铁素体不锈钢—样不能热处理强化，但可以通过冷加工变形的方法，利用加工硬化作用提高它们的强度这类钢的缺点是对晶间腐蚀及应力腐蚀比较敏感，需通过适当地合金添加剂及工艺措施消除奥氏体－铁素体钢这类钢因扩大 y 区和稳定奥氏体元素的作用程度，不足以使钢在常温或很高的温度下具有纯奥氏体组织，因此为奥氏体－铁素体复相状态，其铁素体量也因成分及加热温度不同而可在较大的范围内变化属于这一类的不锈钢很多，如低碳的 18-8 铬镍钢，加钛、铌、钼的 18-8 铬镍钢，特别是在铸钢的组织中均可见到铁素体，此外含铬大于 14~15％而碳低于 0.2％的铬锰不锈钢（如 Cr17Mnll） ，以及目前研究的和已获得应用的大多数铬锰氮不锈钢等。

与纯奥氏体不锈钢比较，这类钢的优点很多，如屈服强度较高，抗晶间腐蚀的能力较高，应力腐蚀的敏感性低，焊接时产生热裂纹的倾向小，铸造流动性好等等缺点是压力加工性能较差，点腐蚀倾向较大，易产生 c 相脆性，在强磁场作用下表现出弱磁性等所有这些优点和缺点均来源于组织中的铁素体2-7.奥氏体－马氏体钢这类钢的 Ms 点低于室温，固溶处理以后为奥氏体组织，易于成形和焊接通常可用两种工艺方法使之发生马氏体转变一是固溶处理以后经 700~800 度加热，奥氏体因析出碳化铬而转变为介稳定状态，Ms 点升高至室温以上，冷却时转变为马氏体；二是固溶处理以后直接冷却至 Ms 与 Mf 点之间，使奥氏体转变为马氏体后一方法可获得较高的耐腐蚀性能，但固溶处理以后至深冷的间隔时间不宜过久，否则会因奥氏体的陈化稳定作用而使深冷的强化效应降低经上述处理以后钢再经 400~500 度时效，使析出金属间化合物进—步强化这类钢的典型钢号有 17Cr-7Ni-A1、15Cr-9Ni-A1 ，17Cr-5Ni-Mo 、15Cr-8Ni-Mo-A1等等这类钢也称为奥氏体－马氏体时效不锈钢，并因为实际上这些钢的组织中除奥氏体和马氏体以外，还存在不同数量的铁素体，故也称为半奥氏体沉淀硬化不锈钢。

这类钢是 50 年代后期发展和应用的新型不锈钢，它们总的特点是强度高（C 可达 100~150）及热强性好，但由于含铬量较低并在热处理时有碳化铬析出，因此耐腐蚀性能比标准的奥氏体不锈钢要低一些也可以说这类钢的高强度是在牺牲一部分耐腐蚀性能与其他性能（如非磁性）的情况下获得的，目前这类钢主要用于航空工业及火箭导弹生产方面，一般机械制造中应用尚不普遍，并且在分类上也有把它们纳为超高强度钢的一个系列。