不銹鋼從化學(xué)成分上大致可分為Fe-Cr系和Fe-Cr-Ni系，從金屬組織上可分為奧氏體型、鐵素體型、馬氏體型、奧氏體－鐵素體的雙相型以及沉淀硬化型5類。其中奧氏體型、鐵素體型以及馬氏體型不銹鋼正如第1章敘述的是1912~1914年由歐洲或美國發(fā)明的。不過，雙相不銹鋼是為了克服奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的弱點(diǎn)于20世紀(jì)30年代在歐洲開發(fā)的。另一方面，沉淀硬化不銹鋼作為高強(qiáng)度不銹鋼于20世紀(jì)40年代在美國被開發(fā)的。奧氏體、鐵素體以及馬氏體不銹鋼，正如2.3節(jié)敘述的，在1959年JIS(日本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格）制定時(shí)其中的一部分鋼種被列人日本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。沉淀硬化不銹鋼是從1965年、雙相不銹鋼是從1972年被列人日本標(biāo)準(zhǔn)的。


  在日本生產(chǎn)的不銹鋼種，開始主要是以美國的AISI(美國鋼鐵協(xié)會）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鋼種為中心，其多數(shù)被列入JIS中。從20世紀(jì)60年代起隨著對各種性質(zhì)要求的提高以及用途的擴(kuò)大，歐美鋼種的改良或獨(dú)自鋼種的開發(fā)被蓬勃開展。其結(jié)果是現(xiàn)在大約有80種鋼被列入日本標(biāo)準(zhǔn)。


  這些不銹鋼的鋼種從成分上被分類為 Fe-Cr系和 Fe-Cr-Ni系，并根據(jù)合金成分按鋼種性質(zhì)繪制了分類系統(tǒng)圖，見附圖1及附圖2。附圖1列出了馬氏體和鐵素體不銹鋼；附圖2列出了奧氏體和雙相不銹鋼。另外，記號中含有J文字的鋼的大部分是日本獨(dú)自改良或開發(fā)的鋼種，約占全部鋼種的1/3。


  附圖1所示的Fe-Cr系是以410鋼（13Cr)為綱，大致以鉻含量為13%和大于13%來分開。馬氏體不銹鋼大多為13%Cr,并添加0.5%以下的其他元素以改善其形成性、耐蝕性、切削性、硬度等。13Cr鋼因?yàn)橛捕雀撸蚨牧嫉那邢麂摲N被大量開發(fā)，同時(shí)也被列人JIS.將鉻含量增加至16%~17%的鋼系是以大量添加碳提高硬度、耐磨性的鋼種為主體，為提高韌性而添加鎳的431鋼（16Cr-2Ni);更進(jìn)一步加以改善的鋼種有沉淀硬化型不銹鋼－630(16Cr-4Ni-4Cu-Nb)。


附圖1.jpg


  另外，對鐵素體不銹鋼系列的馬氏體不銹鋼，如13Cr,其焊接性、耐蝕性、加工性的改善，可通過添加鋁或降低碳含量使鐵素體組織的焊接性和加工性得以提高。對于17Cr鋼，在430鋼（17Cr-0.06C)的基礎(chǔ)上根據(jù)目的不同開發(fā)了許多鋼種，特別是通過降低碳、氮含量大量開發(fā)了提高加工性、焊接性以及通過添加鉬提高耐腐蝕性的鋼種，使鐵素體不銹鋼的用途得以擴(kuò)大。作為大幅度提高耐腐蝕性的鋼種有含22%~30%Cr、1%~4%Mo的鋼種，其中4種已被列入日本標(biāo)準(zhǔn)（JIS).


  附圖2的Fe-Cr-Ni系不銹鋼大部分是由奧氏體不銹鋼組成。本來奧氏體系列的基本鋼是302鋼（18Cr-8Ni-0.1C),但是大多數(shù)的鋼種都是由將碳含量降低到0.08%以下的304鋼發(fā)展開來的。奧氏體系列鋼種的開發(fā)初期是通過降低碳含量、添加鈦、鈮來達(dá)到改善耐晶間腐蝕的目的。為了進(jìn)一步提高對非氧化性酸的耐腐蝕性，在上述鋼中添加了Mo或Mo和Cu復(fù)合。這已經(jīng)在第1章敘述了，這些鋼也適用于現(xiàn)在的鋼種。從20世紀(jì)60年代后期起，為了提高形成性而添加銅的鋼種，以及為了進(jìn)一步提高強(qiáng)度而添加0.1%以上氮的鋼種被大量開發(fā)，此后也都被JIS所認(rèn)定。此外，為了提高耐腐蝕性人們對奧氏體系列中的鋼種進(jìn)行了大量的改良工作，像研發(fā)了通過添加Si和Cu使耐應(yīng)力腐蝕性提高的許多鋼種（315J1,315J2);像開發(fā)了通過添加Mo和N使耐點(diǎn)腐蝕性提高的許多鋼種，同時(shí)也被JIS所認(rèn)定。另外，通過大量添加鉬、增大鉻含量、添加氮開發(fā)了耐腐蝕性接近鎳基合金（Ni-Cr-Mo)的鋼種，其中的一部分已被JIS(836L)認(rèn)定。除此之外，還開發(fā)了一些改善加工硬化、耐氧化性、切削性的鋼種，其中有從301鋼（17C-7Ni)發(fā)展過來的631鋼（17Cr-7Ni-1A1)等沉淀硬化型不銹鋼。


附圖 2.jpg


 另外，雙相不銹鋼在成分上與奧氏體鋼相比Cr/Ni比較大，作為奧氏體相和鐵素體相的兩相組織的不銹鋼，除了耐晶間腐蝕外，高強(qiáng)度、出色的耐應(yīng)力腐蝕性是其一大特點(diǎn)。雖然被列入JIS的雙相不銹鋼只有4種，但近幾年其用途不斷在擴(kuò)大。