不锈钢可以按组织特征、用途、化学成份、表面类别等多种方式进行分类。
常见的一种分类方法-不锈钢按其组织特征分为:奥氏体型、奥氏体-铁素体、铁素体型、马氏体型和沉淀硬化型五类。
奥氏体型钢(A):主要合金元素为铬和镍,其次有钛、铌、钼、氮、锰等。具有稳定的奥氏体组织,加热无相变,无铁磁性。这类钢韧性高,脆性转变温度低,具有良好的耐蚀性和高温强度,较好的抗氧化性,良好的压力加工和焊接性能,但屈服强度较低,且不能采用热处理方法强化。
铁素体型钢(F):主要合金元素为铬,其含量通常等于大于13%,不含镍,有些钢种还添加钼、钛、硫等。加热时无相变,且存在加热晶粒长大不可逆性,不能用热处理方法改变。高铬铁素体型不锈钢存在475℃和σ相析出产生的脆性,可用加热到550℃或800℃以上然后快冷加以。这类钢具有良好的抗氧化性介质的腐蚀能力,并具有良好的热加工性及一定的冷加工性能。但缺口敏感性和脆性转变温度较高,加热后对晶间腐蚀也较为敏感。
奥氏体-铁素体型钢(双相不锈钢)(A-F):在18-8型奥氏体不锈钢的基础上添加更多的铬钼和硅元素,或降低含碳量制成。其屈服强度约为奥氏体型钢两倍,可焊性良好,韧性较高,应力腐蚀、晶间腐蚀及焊接热裂倾向较奥氏体型钢小。
马氏体型钢(M):主要合金元素是铬,其含量13%以上,含碳量较高,热处理时有相变,可采用热处理方法强化。淬透性较高,含碳高的钢的钢空淬也能得到马氏体。钢在淬火回火状态使用,有较高的强度、硬度和耐磨性。
沉淀硬化型钢(PH):经沉淀硬化热处理后具有高的强度,耐蚀性优于铁素体型钢而略低于奥氏体型钢。
00Cr25Ni20(Nb)系含有较高Cr,Ni的奥氏体耐硝酸不锈钢。由于碳含量低(≤0.02%),有时还含有稳定化元素Nb,因而耐晶间腐蚀性能较好, 焊后没有焊接务化倾向。由于镍含量较高,因此耐氯化物应力腐蚀性能也优于一般的18-8不锈钢。
00Cr25Ni22Mo2N钢主要用于尿素生产中汽提塔的结构材料。由于钢中含氮,不仅使钢的耐孔蚀性能提高,且可使钢具有更高的强度和更稳定的纯奥氏体组织。研究和实际使用均表明,此钢耐尿素腐蚀的性能远远优于00Cr17Ni14Mo2(316L),也优于00Cr18Mn14Mo2N(A4),是近10多年来。在尿素生产中发展与应用的较新钢种,国外70年代开始用于尿素汽提塔,国内大化肥引进设备上也已普通采用。此钢还可用于醋酸、硫酸生产中制造热交换器和容器、管道等。
一般来说,0Cr13Ni8Mo2A1钢的耐蚀性能优于1Cr13和0Cr17Ni2马氏体不锈钢;在某些环境下则低于0Cr17Ni4Cu4Nb。和其他沉淀硬化不锈钢一样,在完全硬化状态具有 耐蚀性。尽管在苛刻的试验条件下,0Cr13Ni8Mo2A1钢在低于565℃的各种温度时效对氢脆有些敏感,但实际使用中氢脆破裂事故却很少见。在595℃以上的温度时效,对氢致裂纹是免疫的。此外,在595℃或高于此温度时效,此钢具有 的耐硫化物应力腐蚀破裂性能。
工艺性能
包括热加工、热处理和焊接性能。钢的锻造加工温度范围为1170-1205℃,在1040℃以下应具有>50%的变形量,以得到细化的晶粒。在时效前应进行固溶退火。加热炉气氛应不引起脱碳或渗碳。此钢可以在A状态或任何时效条件下焊接,不需预热。通常以TIG工艺为 ,对于<6mm的薄截面材料,焊后不必进行固溶退火处理可进行时效处理。对于厚截面材料,在需要多道次焊接的条件下,在时效之前应该进行焊后固溶退火处理。
00Cr18Ni15Si4(Nb)是一种高硅含量的超低碳铬镍奥氏体不锈钢,其 特点是由于较多量硅的加入,在浓硝酸及含氧化剂的硝酸中耐蚀性非常优良。同时在固溶状态下具有较好的强度、塑性与冲击韧性的搭配,也可以焊接。该钢钟主要用于浓硝酸(67%及以上)的生产贮装置与设备,在含氧化剂的硝酸环境中工作的设备,以及核反应堆系统中的溶解器等。
1Cr18Ni12和0Cr18i9Cu3两种钢属于稳定的奥氏体不锈钢。与常用的0Cr18Ni9钢相比,由于提高了镍或加入了铜,其奥氏体基体更加稳定,因而在经受即使较大变形量的冷加工之后,也不会或基本上不发生马氏体转变,所以加工硬化倾向很小。并且冷加工之后材料的磁性没有明显增强,即仍然保持是无磁的。所以这两种不锈钢特别适应于冷镦、深冲、旋压等冷成形加工,可以减少中间退火次数,实现多道次连续成形操作。尤其对于要求无磁的冷冲部件,更显示其他不锈钢无法取代的优点。这两种钢主要用于弱腐蚀性环境中使用的紧固件、深冲件及有关设备,或在汽车、飞机及电气设备中使用要求不生锈的冲压零部件等