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不銹鋼通常是指在大氣、水、酸、堿和鹽等溶液或其他腐蝕介質中具有良好的化學穩(wěn)定性的高合金鋼。根據(jù)GB/T 13304.2-2008[1]《鋼的分類》以及國際上通用方法，按金相組織劃分將不銹鋼劃分為5類，即鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼等。不銹鋼不僅具有良好的耐腐蝕性、氧化性能、通常還具有優(yōu)異的力學性能（如強度、韌性）、物理性能（磁性能、彈性）和工藝性能（鑄造、壓力加工、熱處理、焊接），因而在化工、能源、機械、輕工等行業(yè)得到廣泛應用。

基體以體心立方晶體結構的鐵素體組織（α相）為主，有磁性，一般不能通過熱處理硬化，但冷加工使其輕微強化的不銹鋼。含Cr：11~30%，尚可含少量的Mo、Nb、Ti，基本上不含Ni，強度較高，耐氯化物應力腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕等性能優(yōu)良，但對晶界腐蝕敏感，低溫韌性較差。主要鋼號有06Cr13Al、10Cr17、10Cr17Mo、008Cr27Mo、008Cr30Mo2等。這類鋼經900℃保溫并空冷后顯微組織為：鐵素體級沿軋制方向分布的碳化物；經1200℃加熱并水淬后的顯微組織為δ鐵素體+低碳馬氏體。

圖1. 1Cr17鋼加熱到900℃后空冷的組織為鐵素體＋沿軋制方向分布碳化物

 

1.2 馬氏體不銹鋼

圖3. 10Cr13淬火溫度：1000℃ ～1050℃，組織為馬氏體＋少量δ鐵素體

圖4. 10Cr13，650 ℃回火，組織為回火索氏體＋鐵素體

基體以面心立方晶體結構的奧氏體組織（γ相）為主，無磁性，主要通過冷加工使其強化的不銹鋼。奧氏體不銹鋼一般含Cr 16%~25%含Ni 7%~20%適當熱處理后，室溫下為單一的A組織。常見的鋼號有12Cr18Ni9，06Cr18Ni11Ti，06Cr19Ni10，304(18-8)，316等有良好的塑性、韌性和耐蝕性，應用很廣泛。

圖5. 304，組織為單一的奧氏體

基體兼有奧氏體和鐵素體兩相組織，有磁性，可通過冷加工使其強化的不銹鋼。典型鋼種有022Cr22Ni5Mo3N，022Cr26Ni7Mo3N等。國家標準中對其金相含量檢驗的方法有GB/T 13305-2008[2]《不銹鋼中α－相面積含量金相測定法》。

圖6. 鐵氰化鉀、氫氧化鉀水溶液侵蝕，組織為白色的奧氏體和灰黑色(實為棕色)的鐵素體，鐵素體的體積分數(shù)約占50%

基體為奧氏體或馬氏體組織，并能通過沉淀硬化（又稱時效硬化）使其強化的不銹鋼。沉淀硬化不銹鋼固溶后為馬氏體或半奧氏體組織，最終沉淀析出馬氏體組織；有很高的強度；耐均勻腐蝕能力優(yōu)于馬氏體型鋼；成型和焊接性能良好。典型的鋼種有05Cr17Ni4Cu4Nb、07Cr17Ni7Al、05Cr15Ni7Mo2Al等。

圖7. 基本成分為Cr：14～17％，Ni≤7％及少量鉬、鋁、銅等， 固溶處理后組織為奧氏體＋少量鐵素體

可按照GB/T4334-2008[7]《金屬和合金的腐蝕 不銹鋼晶間腐蝕試驗方法》進行試驗和評級。

圖8. 12Cr18Ni9鋼1050℃固溶;王水甘油溶液侵蝕;均勻等軸的A組織,晶內有孿晶	圖9. 12Cr18Ni9鋼1050℃固溶+650℃敏化;10%草酸水溶液電解,硫酸硫酸銅腐蝕傾向試驗發(fā)現(xiàn)沿晶腐蝕

結束語

隨著不銹鋼的應用越來越廣泛，通過金相檢驗等手段，來判定不銹鋼的工藝性能、力學性能、耐腐蝕性能等能否滿足應用要求已經變得越來越重要。