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關鍵詞：不銹鋼 馬氏體 鐵素體 奧氏體 雙相 沉淀硬化  人們都知道不銹鋼，但非專業人士一般不知道不銹鋼居然還分種類、甚至分成幾百個牌號。 小編在日常開發產品過程中，跟不銹鋼打交道比較多，今天總結一下5種不銹鋼的特點，順帶聊聊如何從合金元素含量初步判斷不銹鋼種類。 小編在過年期間寫過一篇介紹不銹鋼歷史的帖子，感興趣的小伙伴請移步拙文：歐洲人花了100年發明不銹鋼。 “不銹鋼”是一個很籠統的概念。 根據歐洲標準EN 10088的說法，不銹鋼指的是鉻（Cr）含量在10.5%以上具備防腐功能的金屬材料大類，出于其它性能的考慮，可能還添加有其它合金元素。 總體來看，不銹鋼分為5大類：馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、沉淀硬化型不銹鋼。 為了快速區分這5類不銹鋼，可以從材料的合金含量來初步判定。 馬氏體不銹鋼  圖1 馬氏體不銹鋼 馬氏體不銹鋼屬于Fe-Cr-C-(Ni-Mo)合金——主要合金元素是鐵、鉻、碳，個別牌號含有鎳、鉬。 這類材料的特點是鉻（Cr）含量在11.5~18%之間，相比于其它類型不銹鋼，它的碳（C）含量很高，在0.15~1.2%之間，要知道一般合金鋼比如Q355B含碳量也才0.2%左右！ 這類材料可通過熱處理的方式進行硬化之后，能獲得更高的強度和硬度。馬氏體不銹鋼基本都是有磁性的，這一特點也可作為初步判斷材料類別的方法。 馬氏體不銹鋼常用于制作諸如菜刀、外科手術器械或者軸承等需要較高硬度的產品。 鐵素體不銹鋼  圖2 鐵素體不銹鋼 鐵素體不銹鋼屬于Fe-Cr-(Mo)合金——主要合金元素是鐵、鉻，個別牌號含有鉬。 相比與馬氏體，鐵素體不銹鋼的碳含量要低一些，一般在0.08%以下，鉻含量范圍卻要廣的多——10.5~30%。 鐵素體也是有磁性的。這類材料難以通過熱處理進行硬化，一般用于對韌性要求不高但對氯化物應力腐蝕開裂要求較高的情形，比如汽車排氣系統、汽車裝飾、熱水塔等設備。 奧氏體不銹鋼  圖3 奧氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼屬于Fe-Cr-Ni (Mo)合金——主要合金元素是鐵、鉻、鎳，個別牌號含有鉬。 同鐵素體類似，奧氏體不銹鋼通常會將碳含量控制在0.08%以下，鉻元素含量在16~28%，鎳含量范圍則要大得多——3.5~32%。 這類材料的合金含量能確保其從低溫到熔點溫度之間始終保持奧氏體組織結構。和馬氏體一樣，奧氏體也可以通過熱處理進行硬化改變其機械性能。 需要特別說明的是，一般奧氏體不銹鋼是沒有磁性的，但是經過冷加工且又沒有進行固溶處理的話，一般會產生磁性。奧氏體 最大的特點在于其優秀的防腐蝕能力、延展性和韌性。 基于其優秀的性能，奧氏體一般用于制作食品級廚具、化學工業設備、建筑產品等。 雙相不銹鋼  圖4 雙相不銹鋼 雙相不銹鋼屬于Fe-Cr-Ni-(Mo)-N合金——主要合金元素是鐵、鉻、鎳、氮，個別牌號含有鉬。 所謂“雙相”指的是鐵素體結構和奧氏體結構各占50%，其性能也集合了鐵素體和奧氏體的優勢于一身——具備比奧氏體更高的屈服強度和抗拉強度且有磁性。 雙相不銹鋼的碳含量可說是所有不銹鋼類比里面最低的了——0.03%以下，鉻含量的下限比其它不銹鋼都要高——21~26%，鎳含量在3.5~8%，有的個別牌號含有鉬，不過一般也不會超過4.5%。 雙相不銹鋼一般可用于海事設備、石油化工廠設施、熱交換器、造紙設備等。 沉淀硬化型不銹鋼  圖5 沉淀硬化型不銹鋼 沉淀硬化型不銹鋼屬于Fe-Cr-Ni-(Mo-Al-Cu-Nb)-N合金——主要合金元素是鐵、鉻、鎳、氮，個別牌號含有鉬、鋁、銅、鈮。 這類不銹鋼的特點在于中等防腐蝕能力、易加工，經過較低溫度（一般500~800℃）的熱處理之后能產生非常高的強度。 這里小編多說一句，沉淀硬化不銹鋼具有奧氏體或馬氏體的初始微觀結構，奧氏體不銹鋼在產生沉淀硬化之前，經過熱處理是可以轉換成馬氏體的，當再對馬氏體進行回火處理時，由此導致的熱時效處理會造成硬質金屬間化合物從晶格中析出，然后就會產生沉淀硬化。 這類材料經過熱處理可以獲得3倍甚至4倍于奧氏體不銹鋼的屈服強度——520MPa~1500MPa，因此多用于航空航天業和其他對材料強度要求較高的高科技領域。 END |
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