1. 鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼熱處理工藝有何特點
淬火處理和固溶處理的區別：二者均為加熱保溫後快速冷卻，但淬火後強度、硬度、耐磨性升高，而固溶處理後強度、硬度、耐磨性下降。固溶處理後再時效處理才可使強度、硬度、耐磨性升高。
鐵素體不銹鋼經熱處理不能增加其硬度，只能採用固溶處理的方法來使不銹鋼材料里的合金元素能充分的溶進基體的鐵素體、奧氏體里，這樣的話整體的性能就一致了；而馬氏體則可以經過熱處理增加其硬度，調整其力學性能的不銹鋼。
2. 什麼是鐵素體不銹鋼，力學性能怎麼樣
鐵素體不銹鋼（400系）含鉻量在15%~30%，具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳，有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等元素，這類鋼具有導熱系數大，膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點，多用於製造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。鐵素體不銹鋼價格不僅相對低且穩定，並且具有許多獨特的特點和優勢，業已證明，在許多原先認為只能採用奧氏體不銹鋼（300系）的應用領域，鐵素體不銹鋼是一種極為優異的替代材料，鐵素體不銹鋼不含鎳，主要元素為鉻（>10%）和鐵，鉻是不銹鋼特別耐腐蝕的元素，其價格相對穩定。
鉻含量12%～30%，在高溫和常溫下均以體心立方晶格的鐵素體為基體組織的不銹鋼。這類鋼一般不含鎳，有的含有少量鉬、鈦或鈮等元素，具有良好的抗氧化性，耐蝕性和耐氯化物腐蝕破裂性。鐵素體不銹鋼根據鉻含量可分為低鉻、中鉻和高鉻三類，根據鋼的純凈度，特別是碳、氮雜質含量又可分為普通鐵素體不銹鋼和超純鐵素體不銹鋼。普通鐵素體不銹鋼有低溫和室溫脆性，缺口敏感性及較高的晶間腐蝕傾向，焊接性較差等缺點，雖然這類鋼發展的較早，在工業應用一直受到很大限制。普通鐵素體不銹鋼的這些不足，與鋼的純凈度，特別是與鋼中碳、氮等間隙元素的含量較高有關。只要鋼中碳、氮足夠低，例如不大於150×10～250×10-6，基本上可克服上述缺點。
鐵素體不銹鋼的力學性能：
鐵素體不銹鋼因無相變，不能靠熱處理強化。一般在700～800℃退火後使用。由於鐵鉻原子尺寸相差不多固溶強化效果較小，鐵素體不銹鋼屈服強度、抗拉強度略高於低碳鋼，延性則低於低碳鋼。
普通鐵素體不銹鋼易產生脆性：
（1）室溫脆性。普通鐵素體不銹鋼對缺口敏感，脆性轉變溫度除了低鉻（如405）外均在室溫以上，鉻量愈高冷脆性愈大。這種冷脆性與鋼中碳、氮等間隙元素有關，而超純鐵素體鋼由於碳、氮等間隙元素含碳非常低，可得到良好的韌性，脆性轉變溫度可降至室溫以下。
（2）高溫脆化。普通鐵素體不銹鋼加熱到927℃以上後急冷至室溫，塑性和韌性顯著降低。這種高溫脆化與碳（氮）化物在427～927℃溫度迅速地在晶界或位錯上析出有關。降低鋼中碳氮含量（採用超純技術）可以極大的改善此脆性。此外，鐵素體鋼加熱到927℃以上晶粒容量粗化，粗大晶粒將使鋼的塑性，韌性惡化。
（3）σ-相的形成。根據鐵-鉻相圖，在500～800℃保溫，含鉻40%～50%合金將形成單一相σ，含鉻小於20%或大於70%的合金，將形成α+σ雙相組織。σ-相形成會顯著地降低鋼的塑性和韌性。所以此類鋼不宜在500～800℃長時間使用。
（4）475℃脆性。高鉻（>15%）鐵素體鋼，在400～500℃保溫將強烈脆化。這種脆化所需時間較σ相析出短，例如0.080C-0.4Si-16.9Cr鋼在450℃保溫4h，室溫沖擊韌性幾乎下降到零。脆化程度隨鉻含量增加而增加，但在600℃以上處理可恢復韌性。475℃脆化是由於富鉻α′相沉澱的結果。此類鋼應避免在475℃附近加熱。
3. 不銹鋼種類及用途的基本知識是什麼
不銹鋼（StainlessSteel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、鹼、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由於兩者在化學成分上的差異，前者不一定耐化學介質腐蝕，而後者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決於鋼中所含的合金元素。
不銹鋼種類：
不銹鋼常按組織狀態分為：馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼等。另外，可按成分分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。
1、鐵素體不銹鋼：含鉻12%～30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高，耐氯化物應力腐蝕性能優於其他種類不銹鋼。
屬於這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機械性能與工藝性能較差，多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕，並具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數小等特點，用於硝酸及食品工廠設備，也可製作在高溫下工作的零件，如燃氣輪機零件等。
2、奧氏體不銹鋼：含鉻大於18%，還含有8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質腐蝕。奧氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的wC<0.08%，鋼號中標記為「0」。這類鋼中含有大量的Ni和Cr，使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能，在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好，用來製作耐酸設備，如耐蝕容器及設備襯里、輸送管道、耐硝酸的設備零件等。奧氏體不銹鋼一般採用固溶處理，即將鋼加熱至1050～1150℃，然後水冷，以獲得單相奧氏體組織。
3、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼：兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點，並具有超塑性。
奧氏體和鐵素體組織各約佔一半的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高，具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能，也是一種節鎳不銹鋼。
4、馬氏體不銹鋼：強度高，但塑性和可焊性較差。
馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等，因含碳較高，故具有較高的強度、硬度和耐磨性，但耐蝕性稍差，用於力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上，如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理後使用的。
不銹鋼理算計算公式
棒料重量=3.14×(直徑/2)^2×0.00000609KG（單位毫米）
六角棒料重量=截面積X長度×0.00000609KG（單位毫米）
塊料重量=長X寬X高×0.00000609KG（單位毫米）
不銹鋼常見種類：
1、奧氏體
301、302、303、303se、304、304L、304N1、304N2、304LN、305、309S、310S、316、316L、316N、316J1、316J1L、317、317L、317J1、321、347、XM7、XM15J1、329J1
2、鐵素體
405、430、430F、434、447J1、403
3、馬氏體
410、410L、405、416、410J1、420J1、420J2、420F、431、440A、440B、440C、440F、630、631、632
還有一種不銹鋼，201、202、203、204，含鉻低，含錳高，（鉻高能增加耐腐蝕性，錳高可以使材料無磁）此種不銹鋼抗腐蝕性差，一般用於乾燥的環境裝飾用。
不銹鋼作用：
不銹鋼不會產生腐蝕、點蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼還是建築用金屬材料中強度最高的材料之一。由於不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，所以它能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。含鉻不銹鋼還集機械強度和高延伸性於一身，易於部件的加工製造，可滿足建築師和結構設計人員的需要。
不銹鋼典型用途：
大多數的使用要求是長期保持建築物的原有外貌。在確定要選用的不銹鋼類型時，主要考慮的是所要求的審美標准、所在地大氣的腐蝕性以及要採用的清理制度。
然而，其它應用越來越多的只是尋求結構的完整性或不透水性。例如，工業建築的屋頂和側牆。在這些應用中，物主的建造成本可能比審美更為重要，表面不很乾凈也可以。
在乾燥的室內環境中使用304不銹鋼效果相當好。但是，在鄉村和城市要想在戶外保持其外觀，就需經常進行清洗。在污染嚴重的工業區和沿海地區，表面會非常臟，甚至產生銹蝕。但要獲得戶外環境中的審美效果，就需採用含鎳不銹鋼。所以，304不銹鋼廣泛用於幕牆、側牆、屋頂及其它建築用途，但在侵蝕性嚴重的工業或海洋大氣中，最好採用316不銹鋼。
不銹鋼拉門：
人們已充分認識到了在結構應用中使用不銹鋼的優越性。有幾種設計准則中包括了304和316不銹鋼。因為"雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強度及彈限強度融為一體，所以，歐洲准則中也包括了這種鋼。
產品形狀：
實際上，不銹鋼是以全標準的金屬形狀和尺寸生產製造的，而且還有許多特殊形狀。最常用的產品是用薄板和帶鋼製成的，也用中厚板生產特殊產品，例如，生產熱軋結構型鋼和擠壓結構型鋼。而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊管或無縫鋼管及其它形式的產品，包括型材、棒材、線材和鑄件。
不銹鋼表面狀態：
正如後面將談到的，為了滿足建築師們美學的要求，已開發出了多種不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者無光澤的；可以是光面的、拋光的或壓花的；可以是著色的、彩色的、電鍍或者在不銹鋼表面蝕刻有圖案，也可進行拉絲等，以滿足設計人員對外觀的各種要求。
保持表面狀態是容易的。只需偶爾進行沖洗就能去除灰塵。由於耐腐蝕性良好，也可以容易地去除表面的塗寫污染或類似的其它表面污染。
工程上常採用以下幾種方法防止晶間腐蝕：
（1）降低鋼中的碳量，使鋼中合碳量低於平衡狀態下在奧氏體內的飽和溶解度，即從根本上解決了鉻的碳化物（Cr23C6）在晶界上析出的問題。通常鋼中合碳量降至0.03%以下即可滿足抗晶間腐蝕性能的要求。
（2）加入Ti、Nb等能形成穩定碳化物（TiC或NbC）的元素，避免在晶界上析出Cr23C6，即可防上奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕。
（3）通過調整鋼中奧氏體形成元素與鐵素體形成元素的比例，使其具有奧氏體+鐵索體雙相組織，其中鐵素體佔5%一12%。這種雙相組織不易產生晶間腐蝕。
（4）採用適當熱處理工藝，可以防止晶間腐蝕，獲得最佳的耐蝕性。
奧氏體不銹鋼的應力腐蝕
應力（主要是拉應力）與腐蝕的綜合作用所引起的開裂稱為應力腐蝕開裂，簡稱SCC（StressCrackCorrosion）。奧氏體不銹鋼容易在含氯離子的腐蝕介質中產生應力腐蝕。當含Ni量達到8%一10%時，奧氏體不銹鋼應力腐蝕傾向性最大，繼續增加含Ni量至45~50%應力腐蝕傾向逐漸減小，直至消失。
防止奧氏體不銹鋼應力腐蝕的最主要途徑是加入Si2~4%並從冶煉上將N含量控制在0.04%以下。此外還應盡量減少P、Sb、Bi、As等雜質的含量。另外可選用A-F雙相鋼，它在Cl-和OH-介質中對應力腐蝕不敏感。當初始的微細裂紋遇到鐵素體相後不再繼續擴展，鐵素體含量應在6%左右。
奧氏作不銹鋼的形變強化
單相的奧氏體不銹鋼具有良好的冷變形性能，可以冷拔成很細的鋼絲，冷軋成很薄的鋼帶或鋼管。經過大量變形後，鋼的強度大力提高，尤其是在零下溫區軋制時，效果更為顯著。抗拉強度可達2000MPa以上。這是因為除了冷作硬化效果外，還疊加了形變誘發M轉變。
奧氏作不銹鋼經形變強化後可用來製造不銹彈簧、鍾表發條、航空結構中的鋼絲繩等。形變後若需焊接，則只能採用點焊工藝、形變使應力腐蝕傾向性增加。並因部分γ->M轉變而產生鐵磁性，在使用時（如儀表零件中）應予以考慮。
再結晶溫度隨形變數而改變，當形變數為60%時，其再結晶溫度降為650℃冷變形奧氏體不銹鋼再結晶退火溫度為850~1050℃，850℃則需保溫3h，1050℃時透燒即可，然後水冷。
奧氏體不銹鋼的熱處理
奧氏體不銹鋼常用的熱處理工藝有：固溶處理、穩定化處理和去應力處理等。
（1）固溶處理。將鋼加熱到1050~1150℃後水淬，主要目的是使碳化物溶於奧氏體中，並將此狀態保留到室溫，這樣鋼的耐蝕性會有很大改善。如上所述，為了防止晶問腐蝕，通常採用固溶化處理，使Cr23C6溶於奧氏體中，然後快速冷卻。對於薄壁件可採用空冷，一般情況採用水冷。
（2）穩定化處理。一般是在固溶處理後進行，常用於含Ti、Nb的18-8鋼，固處理後，將鋼加熱到850~880℃保溫後空冷，此時Cr的碳化物完全溶解，脫而鈦的碳化物不完全溶解，且在冷卻過程中充分析出，使碳不可能再形成鉻的碳化物，因而有效地消除了晶間腐蝕。
（3）去應力處理。去應力處理是消除鋼在冷加工或焊接後的殘余應力的熱處理工藝一般加熱到300~350℃回火。對於不含穩定化元素Ti、Nb的鋼，加熱溫度不超過450℃，以免析出鉻的碳化物而引起晶間腐蝕。對於超低碳和含Ti、Nb不銹鋼的冷加工件和焊接件，需在500~950℃,加熱，然後緩冷，消除應力（消除焊接應力取上限溫度），可以減輕晶間腐蝕傾向並提高鋼的應力腐蝕抗力。
奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼
在奧氏不銹鋼的基礎上，適當增加Cr含量並減少Ni含量，並與回溶化處理相配合，可獲得具有奧氏體和鐵素體的雙相組織（含40~60%δ-鐵素體）的不銹鋼，典型鋼號有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。雙相不銹鋼有較好的焊接性，焊後不需熱處理，而且其晶間腐蝕、應力腐蝕傾向性也較小。但由於含Cr量高，易形成σ相，使用時應加以注意。
鐵素體型不銹鋼
它的內部顯微組織為鐵素體，其鉻的質量分數在11.5%~32.0%范圍內。隨著鉻含量的提高，其耐酸性能也提高，加入鉬（Mo）後，則可提高耐酸腐蝕性和抗應力腐蝕的能力。這類不銹鋼的國家標准牌號有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等。
馬氏體型不銹鋼
它的顯微組織為馬氏體。這類鋼中鉻的質量分數為11.5%~18.0%，但碳的質量分數最高可達0.6%。碳含量的增高，提高了鋼的強度和硬度。在這類鋼中加入的少量鎳可以促使生成馬氏體，同時又能提高其耐蝕性。這類鋼的焊接性較差。列入國家標准牌號的鋼板有1Cr13、2Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2等。
奧氏體型不銹鋼
其顯微組織為奧氏體。它是在高鉻不銹鋼中添加適當的鎳（鎳的質量分數為8%~25%）而形成的，具在奧氏體組織的不銹鋼。奧氏體型不銹鋼以Cr18Ni19鐵基合金為基礎，在此基礎上隨著不同的用途，發展成圖1-2所示的鉻鎳奧氏體不銹鋼系列。
奧氏體型不銹鋼一般屬於耐蝕鋼，是應用最廣泛的一類鋼，其中以18-8型不銹鋼最有代表性，它是有較好的力學性能，便於進行機械加工、沖壓和焊接。在氧化性環境中具有優良的耐腐蝕性能和良好的耐熱性能。但對溶液中含有氯離子（CL-）的介質特別敏感，易於發生應力腐蝕。18-8型不銹鋼按其化學成分中碳含量的不同又分為三個等級：一般含碳量（Wc≤0.15%）低碳級（Wc≤0.08%）和超低碳級（Wc≤0.03%）。例如我國國家標准中的1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr17Ni14M02三種鋼板分屬上面三個等級。世界許多國家都感到鎳儲量的緊缺。為了節省鎳，早在四、五十年代世界上就開始用錳和氮取代18-8型不銹鋼中的部分鎳。研製並列入國家標準的鋼板牌號有1Cr17Mn6Ni5N和0Cr19Ni9N等。
奧氏體-鐵素體型不銹鋼
其顯微組織為奧氏體加鐵素體。鐵素體的體積分數小於10%的不銹鋼，是在奧氏體鋼基礎上發展的鋼種。
沉澱硬化型不銹鋼
按其組織形態可分為三類：沉澱硬化半奧氏體型、沉澱硬化馬氏體型和沉澱硬化奧氏體型不銹鋼。列入我國國家標准鋼板牌號的有0Cr17Ni7A、0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr15Ni7M02Al三種,是屬於沉澱硬化半奧氏體型不銹鋼。該鋼的組織特點是在固溶或退火狀態時具有奧氏體加體積分數為5%~20%的鐵素體組織。這種鋼經過系列的熱處理或機械變形處理後奧氏體轉變為馬氏體，再通過時效析出硬化達到所需要的高強度。這種鋼有很好的成形性能和良好的焊接性，可作為超高強度的材料在核工業、航空和航天工業中，得到應用。
不銹鋼未來展望：
由於不銹鋼已具備建築材料所要求的許多理想性能，它在金屬中可以說是獨一無二的，而其發展仍在繼續。為使不銹鋼在傳統的應用中性能更好，一直在改進現有的類型，而且，為了滿足高級建築應用的嚴格要求，正在開發新的不銹鋼。由於生產效率不斷提高，質量不斷改進，不銹鋼已成為建築師們選擇的最具有成本效益的材料之一。不銹鋼集性能、外觀和使用特性於一身，所以不銹鋼仍將是世界上最佳的建築材料之一。
4. 什麼是鐵素體不銹鋼
在使用狀態下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%，具有體心立方晶體結構。
這類鋼一般內不含鎳，有時容還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，這類鋼具導熱系數大，膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點，多用於製造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。
這類鋼存在塑性差、焊後塑性和耐蝕性明顯降低等缺點，因而限制了它的應用。爐外精煉技術（AOD或VOD）的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低，因此使這類鋼獲得廣泛應用。
5. 鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼的區別
鐵素體型不銹鋼
它的內部顯微組織為鐵素體，其鉻的質量分數在11.5％~32.0%范圍內。隨著鉻版含量的提高權，其耐酸性能也提高，加入鉬（Mo）後，則可提高耐酸腐蝕性和抗應力腐蝕的能力。這類不銹鋼的國家標准牌號有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、
00Cr30Mo2等。
馬氏體型不銹鋼
它的顯微組織為馬氏體。這類鋼中鉻的質量分數為11.5％~18.0％，但碳的質量分數最高可達0.6％。碳含量的增高，提高了鋼的強度和硬度。在這類鋼中加入的少量鎳可以促使生成馬氏體，同時又能提高其耐蝕性。這類鋼的焊接性較
差。列入國家標准牌號的鋼板有1Cr13、2 Cr13、3 Cr13、1 Cr17Ni2等。
6. 奧氏體，鐵素體兩種不銹鋼都能熱處理嗎
都能進行熱處理的！奧氏體不銹鋼的常用熱處理工藝為：奧氏體不銹鋼一般採用固溶處理，即將鋼加熱至1050～1150℃，然後水冷，以獲得單相奧氏體組織。
鐵素體不銹鋼的熱處理工藝沒有公認一致的規定，但是最常用的是退火軟化處理。有人對鐵素體不銹鋼的熱處理進行過研究。研究結果表明：鐵素體不銹鋼固溶處理時，溫度在900℃以下組織無明顯變化，其硬度隨著溫度的上升變化緩慢；900℃左右發生再結晶，硬度顯著降低；在475℃( %熱處理後析出物增多，硬度增加，耐腐蝕性能嚴重下降，即有明顯475℃脆性現象。
7. 不銹鋼退火後的材質變化情況
不銹鋼是20世紀重要發明之一，經過近百年的研製和開發已形成一個有多個牌號的系列化的鋼種。在特殊鋼體系中不銹鋼性能獨特，應用范圍廣，起其它特殊鋼無法代替的作用,而不銹鋼幾乎可以涵蓋其它任何一類特殊鋼。
1 奧氏鋼的演變
在發達國家，每年消耗的不銹鋼中約有70%是奧氏體不銹鋼，盡管我國消費水平不高，奧氏體不銹鋼的消耗量也達到總消耗量的65%左右。所以看不銹鋼牌號發展動向首先要看奧氏體不銹鋼的動向。
早期的研究者已發現碳是造成奧氏體不銹鋼晶界腐蝕損壞的主要原因，限於當時的冶金設備水平，很難將碳控制到0.03%以下，最終想出了在鋼中加入Ti和Nb，使其優先與碳反應，生成TiC和NbC，將碳固定住的方法，防止碳在晶界析出生成Cr23C6，造成晶間腐蝕。由於Nb的成本很高，直到七十年代中期，含Ti穩定化鋼1Cr18Ni9Ti仍在不銹鋼中佔主導地位。
1Cr18Ni9Ti鋼水粘稠，連鑄坯表面質量很難過關。採用模鑄，鋼錠表面質量不好，必須進行剝皮修磨，成材率很低。成品鋼材含有TiN夾雜，純凈度低，表面拋光性能差，拉細絲斷頭多。到了20世紀60年代末期，不銹鋼冶煉技術取得了突破性進展，廣泛採用AOD和VOD法煉鋼，降低不銹鋼中的碳不再歉鑫侍飭恕E貳⒚饋⑷盞裙ひ搗⒋錒 蟻群罌 ⒘艘幌盜械吞己統 吞幾鄭 琓i穩定化鋼逐步被低碳和超低碳鋼所取代。七十年代，美、日等國已將1Cr18Ni9Ti從標准中淘汰，盡管保留了0Cr19Ni11Ti（321）但其產量僅占總量的0.7～1.5%，順利地完成了從含鈦穩定化鋼向低碳和超低碳鋼的過渡。
我國不銹鋼的生產與應用相對滯後，盡管1984年頒布國家標准GB1220-84《不銹鋼棒》時，將1Cr18Ni9Ti列為不推薦使用牌號，但1Cr18Ni9Ti的主導地位並沒有變化。直到1995年，隨著國民經濟的發展，特別是合資企業的介入，國內市場與國際市場逐步接軌，短短5～6年時間，我國奧氏體不銹鋼已完成從含鈦穩定化鋼向低碳和超低碳鋼的過渡。目前除少數傳統產業仍使用1Cr18Ni9Ti外，304（0Cr19Ni9）和316（0Cr17Ni12Mo）已成為不銹鋼的主導牌號。
2 以氮代碳，發展含氮不銹鋼
在奧氏體不銹鋼中氮和碳有許多共同特性，如增加奧氏體穩定性，能有效提高鋼的冷加工強度等。提高碳含量會降低不銹鋼的抗晶間腐蝕性能，氮與鉻的親和力要比碳與鉻的親和力小，奧氏體鋼很少見到Cr2N的析出。因此，加適量的氮能在提高鋼的強度和抗氧化性能的同時，不降低不銹鋼的抗晶間腐蝕性能。以氮代碳，開發含氮不銹鋼已成為熱門話題。
氮在鋼中的溶解度有限（<0.15%），加入鉻和錳能提高其溶解度，加入鎳和碳能減少其溶解度。在大氣冶煉條件下，氮通常以Cr-N或Mn-N合金形式加入鋼中，但回收率很難准確控制，一般認為氮含量超過0.2%對冶煉操作極為不利。氬-氧精煉，加壓電渣熔煉，平衡壓力澆鑄等技術的發展和應用，使准確控制鋼中氮含量，用氮來控制鋼中的組織成為現實。近期研究成果表明，適當調整不銹鋼成分，特別是鉻與錳的配比，能將鋼中的氮含量穩定在0.4%左右，近年來，美國和日本標准（ASTM A580和JIS G4309）先後增加了304N（0Cr19Ni9N）、316N（0Cr17Ni12Mo2N）、XM-19（0Cr22Ni12Mn5Mo2N）、XM-31（1Cr18Mn15N）、XM-10（0Cr20Ni7Mn9N）、XM-11（00Cr20Ni7Mn9N）XM-28（1Cr18Ni2Mn12N）、XM-29（0Cr18Ni3Mn13N）和S28200（1Cr18Mn18MoCuN）共9個含氮牌號。
圖1 奧氏鋼的演變
3 開發和推廣200系列不銹鋼
二戰期間鎳供應嚴重不足，德國人首先研製出以錳一氮代替部分鎳的不銹鋼。20世紀50年代美國人因為同樣理由，經深入研究，將錳一氮代鎳鋼定型，開發了高錳系列奧氏體不銹鋼，即200系列不銹鋼。
我國鎳資源匱乏，鉻資源也不豐富，以錳-氮代鎳，開發和推廣200系列不銹鋼不僅可以降低不銹鋼成本，還有深遠的戰略意義。印度在200系列不銹鋼推廣應用方面走在世界的前列，目前全世界200系列鋼70%以上是印度生產的，值得我們借鑒。
200（Cr-Mn-Ni）系列不銹鋼常見牌號的化學成分如表1 。200系列鋼以錳-氮代鎳，材料成本顯著降低。但降低鎳後，為保持奧氏體組織必須有足夠高的錳、碳和氮來增加鎳當量，因此造成200系列鋼具有以下特性：①固溶處理後的抗拉強度偏高，一般為800～1100Mpa，而且無法將抗拉強度降下來。②冷加工硬化率急劇上升，冷加工強化系數K>15，加工難度大，過程成本增加。③200系列鋼具有優良的耐磨性能。④200系列鋼彎曲成形、冷鐓和沖壓性能較差。⑤傳統的200系列鋼，對晶間腐蝕很敏感，而且加穩定化元素也無法改變其敏感性。⑥部分鋼（如205、2Cr15Mn15Ni2N等）由於其穩定奧氏體元素含量相對比304高，抗磁性能優於304。鑒於上述特性，201、202和205等鋼絲主要用於製作彈簧、篩網和精密軸等。
表1 200（Cr-Mn-Ni）系列不銹鋼化學成分
為提高200系列鋼在各種介質中的耐蝕性能，改善鋼的冷加工和冷頂鍛性能，達到用200系列鋼代替304的目標，近年來主要從以下幾方面著手開發新牌號。①以氮代替碳，穩定奧氏體、在提高強度同時提高耐蝕性能，如204、211、216。②適量添加Mo、Nb等元素，改善鋼的抗點蝕、晶間腐蝕和抗應力腐蝕性能，如216、223。③加銅降低鋼的冷加工硬化率，改善冷頂鍛和冷成形性能，如204Cu、211、223。美國冶金學家、ASTM會員約翰o邁傑，用204Cu代替304的研究成果尤其令人鼓舞。
邁傑在改型201（C=0.03%、Mo=0.2%）鋼基礎上分別添加1%、2%和3%的銅，發現隨Cu含量增加鋼的屈服強度和抗拉強度穩步下降，如表2 。
表2 銅對改型201力學性能的影響
204Cu由於含3%Cu，軟化處理後的抗拉強度已與304接近，但其冷加工硬化率顯著降低。從圖2可以看出，冷拉減面率≤45%時，204Cu的冷加工硬化趨勢基本與304和304FQ（304M）相近，減面率>45%時，204Cu的冷加工硬化率明顯低於304。取304、204Cu和改型201鋼絲（ф3.5mm）在同樣條件下進行冷頂鍛試驗試
圖2 204Cu與304冷加工硬化趨勢對比 驗結果如表3 。（作者註：1Ksi=0.0069Mpa）
表表3 冷頂鍛試驗結果
註：Φ3.5mm鋼絲經多道次模具沖頂成形，螺栓頭部直徑為鋼絲的3.5倍。每個牌號取數百個螺栓， 肉眼檢查頭部裂紋狀況。/p>
從表3 可以看出，改型201加3%Cu後，耐鹽霧腐蝕和冷成形能力有了根本性的改善。204Cu冷頂鍛成形性能優於304，耐鹽霧腐蝕能力與304相當。
進一步試驗已證明，在5種常見酸性介質中，204Cu的耐腐蝕性能優於304，如表4 。
表4 204Cu與304耐蝕性能比較
註：試驗溫度從0℃，每次升5℃，逐步上升到全部試樣出現浸蝕裂紋的溫度-25℃為止。*不產生浸蝕裂紋的最高溫度。
綜上所述，204Cu與304相比，抗拉強度和屈服強度高，冷加工硬化率低，冷成形性能好；在各種腐蝕環境中的耐蝕性能優於，至少是相當於304；再加上200系列鋼固有的耐磨損、材料成本低等優勢，204Cu完全有可能取代304成為通用不銹鋼。美國近年來在電子、通訊、安全防護、食品加工、能源和煙草加工行業，大力推廣204Cu，成效顯著。
4 超級鐵素體不銹鋼
鐵素體不銹鋼具有良好的耐蝕性能和抗氧化性能，其抗應力腐蝕性能優於奧氏體不銹鋼，價格比奧氏體不銹鋼便宜，但存在可焊性差、脆性傾向比較大的缺點，生產和使用受到限制。二十世紀60年代初期的研究已經證明，鐵素體鋼的高溫脆性、沖擊韌性、可焊性都與鋼中的間隙元素含量有關，通過降低鋼中的碳和氮的含量，添加鈦、鈮、鋯、鉭等穩定化元素，添加銅、鋁、釩等焊縫金屬韌化元素3種途徑，可以改善鐵素體鋼的可焊性和脆性。鐵素體按C+N含量可以分為不同級別：
C+N＞0.03% 為常規鐵素體不銹鋼，表示為0Cr；
C+N≤0.03% 為超低碳鐵素體不銹鋼，表示為00Cr；
C+N≤0.02% 為高純鐵素體不銹鋼，表示為000Cr；
C+N≤0.01% 為超純鐵素體不銹鋼，表示為0000Cr
國外一些企業已經用AOD熔煉或真空熔煉加電子束精煉的方法生產出含氮低於90ppm，碳和氮總量在110～120ppm范圍內的高純鐵素體鋼。我國已研製出000Cr18Mo2Ti和000Cr30Mo2高純鐵素體鋼.國內外近期研製成功的超級鐵素體鋼化學成分如表5。
表表5 超級鐵素體鋼的化學成分（wt%）
美國標准ASTMA493-88已經納入XM-27（000Cr26Mo）、S44700（000Cr29Mo3）和S44800（000Cr29Ni2Mo3）3個超純鐵素體牌號，其化學成分如表6。
表6 ASTMA493中超純鐵素體鋼化學成分wt%
5 超級奧氏體鋼
超級奧氏體鋼指Cr、Mo、N含量顯著高於常規不銹鋼的奧氏體鋼，其中比較著名的是含6%Mo的鋼（254SMo），這類鋼具有非常好的耐局部腐蝕性能，在海水、充氣、存在縫隙、低速沖刷條件下，有良好的抗點蝕性能（PI≥40）和較好的抗應力腐蝕性能，是Ni基合金和鈦合金的代用材料。超級奧氏體鋼的化學成分如表7。
表7 超級奧氏體鋼的化學成分
註：①點蝕指數PI =Cr%+3.3Mo%+30N%。 ②臨界縫隙腐蝕溫度CCT = -（45±5）+11Mo%。
超級奧氏體不銹鋼熱加工難度較大，一般認為雜質和低熔點金屬在晶界富集、沉澱是造成奧氏體鋼熱脆性的主要原因，控制Mn≈0.5%、Cu≤0.7%、Si≤0.30%、S≤0.005%、Bi≤5×10-6、Pb≤15×10-6有利於熱加工。超級奧氏體鋼的冷加工性能良好，其抗拉強度偏高，與一般奧氏體鋼相比，要達到相同的軟化效果，固溶溫度應提到1150～1200℃。
6 超馬氏體不銹鋼
傳統的馬氏體不銹鋼2～4Cr13和1Cr17Ni2缺乏足夠的延展性，在冷頂鍛變形過程中對應力十分敏感，冷加工成型比較困難。加之鋼的可焊性比較差，使用范圍受到了限制。為克服馬氏體鋼的上述不足，近年人們已找到一種有效途徑：通過降低鋼的含碳量，增加鎳含量，開發了一個新系列合金鋼--超馬氏體鋼。這類鋼抗拉強度高，延展性好，焊接性能也得到改善，因此超馬氏體鋼又稱為軟馬氏體鋼或可焊接馬氏體鋼。
超馬氏體鋼的典型顯微組織為低碳回火馬氏體組織，這種組織具有很高的強度和良好的韌性。隨鎳含量和熱處理工藝的變化，某些牌號的超馬氏體鋼顯微組織中可能有10～40%的細小彌散狀殘余奧氏體，含鉻16%的超馬氏體鋼中可能出現少量的δ鐵素體。進一步改善超馬氏體鋼性能的途徑是獲得晶粒更細的回火馬氏體組織。
近年來，各國不銹鋼生產企業在開發低碳、低氮超馬氏體鋼方面做了很大努力，生產出一批適用於不同用途的超馬氏體不銹鋼，幾種典型的超馬氏體鋼化學成分如表8。
表8 典型超馬氏體鋼化學成分(wt%)
超馬氏體鋼的成分特點是在13%或17%Cr基礎上降低C含量。（＜0.03%或＜0.025%）和S含量（＜0.01%或＜0.005%），增加Ni（4～6.5%）和Mo（最高2.5%）改善鋼的焊接性能、韌性、耐蝕性能。為獲得好的低溫性能，減少甚至完全消除顯微組織中的鐵素體是極為重要的，隨著對低溫沖擊性能要求加嚴（從－20℃降到－40℃）應選用Ni含量更高的牌號，同時在熱加工過程應控制加熱溫度（＜1250℃）和加熱時間，防止產生高溫δ鐵素體相。一般說來超馬氏體鋼鍛造性能優於同類馬氏體鋼，即使鍛造溫度偏低，也可以生產出無裂紋鋼坯。br> 與馬氏體鋼相比，超馬氏體鋼盤條的強度、硬度和塑性均高出很多，並且無論是用完全退火還是球化退火的方法，都無法將盤條的強度（硬度）降到馬氏體鋼的水平。超馬氏體推薦採用650℃左右，長時間保溫，然後空冷的退火工藝來實現軟化，盤條退火後雖然強度（硬度）高，但拉拔塑性很好（斷面收縮率＞40%），可以按常規工藝拉拔。一般經過兩個循環的退火拉拔，鋼絲的抗拉強度可以降到950MPa以下。阿維斯塔•謝菲爾德公司生產的248SV（00Cr16Ni5Mo）鋼淬回火成品的物理性能見表9。
表表9 248SV（00Cr16Ni5Mo）的物理性能
超馬氏體鋼含碳量低，加入一定量的Mo相當於提高了鉻的當量，再加上Ni的配合，耐蝕性能，特別是在含二氧化碳和硫化氫介質中的耐蝕性能有很大的提高，現已在石油和天燃氣開采、儲運設備上得到廣泛適用，在水力發電，采礦、化工及高溫紙漿生產設備上也極具應用前景。br> 超馬氏體鋼絲主要用於製作壓縮機和閥門的連桿及焊絲。人們越來越多的用超馬氏體鋼取代雙相不銹鋼，原因在於作為結構體用鋼，超馬氏體鋼具備良好的耐蝕性能和低溫沖擊性，但其強度比雙相鋼高的多，製作零件可以減小壁厚，減輕重量，節約成本。作為焊絲用鋼，目前多用雙相不銹鋼焊絲，焊後因焊縫成分與基體成分差別較大，極易出現不均勻腐蝕現象。使用超馬氏體鋼焊絲，焊縫同樣不需經熱處理直接使用，可以選配與基體更接近的成分，減輕不均勻腐蝕。更重要的是使用超馬氏體鋼代替雙相鋼材料成本可降低30%左右。
7 抗菌不銹鋼
隨著經濟的發展，不銹鋼在食品工業、餐飲服務業和家庭生活中的應用越來越廣泛，人們希望不銹鋼器皿和餐具除具有不銹、光潔如新的特點外，最好還具有防霉變、抗菌、殺菌功能，日本日新制鋼為適應市場需求，已研製開發了一系列抗菌不銹鋼。
眾所周知，有些金屬，如銀、銅、鉍等具有抗菌、殺菌效果，所謂抗菌不銹鋼，就是在不銹鋼中加入適量的具有抗菌效果的元素（如銅、銀），生產出的鋼材經抗菌性熱處理後，具有穩定的加工性能和良好的抗菌性能。
銅是抗菌的關鍵元素，加多少既要考慮抗菌性，又要保證鋼具有良好穩定的加工性能。銅的最佳加入量因鋼種而異，日新制鋼開發的抗菌不銹鋼化學成分如表10，鐵素體鋼中加銅1.5%，馬氏體鋼中加銅3%，奧氏體鋼中加銅3.8%。
表10 各類抗菌不銹鋼的化學成分
研究表明：銅與細菌直接接觸是抗菌殺菌的先決條件，為此抗菌不銹鋼首先要進行熱處理，使高濃度的銅從基體中析出，以ε-Cu相均勻彌散分布。再經表面拋光處理，使ε-Cu暴露在金屬表面，從而起抗菌作用。試驗結果證明，鐵素體和馬氏體不銹鋼對黃色葡萄球菌和大腸桿菌的減菌率為100%，奧氏體不銹鋼的減菌率99%。抗菌不銹鋼使用一段時間後表面ε-Cu相枯竭時，抗菌性能就會降低，此時經拋光之類再加工，會重新形成含ε-Cu相的新表面，恢復原有的抗菌性能。
抗菌不銹鋼與同類不銹鋼相比，耐蝕性能有增無減，物理性能基本相當，力學性能稍有變化：鐵素體鋼的屈服強度與杯突稍有提高，其它性能大致相當；馬氏體不銹鋼屈服強度、抗拉強度和硬度均有明顯提高，伸長率有所下降；奧氏體鋼屈服強度和硬度稍有提高，其它性能相當。不銹鋼中加入銅對熱加工不利，對冷加工利大於弊。隨著含銅量的增加熱加工時要考慮降低加熱溫度，工藝操作不當極易造成鋼坯角裂和表面裂紋。抗菌不銹鋼與同類不銹鋼相比，拉拔塑性和承受深度冷加工的能力明顯改善，但馬氏體鋼強度（硬度）明顯提高帶來的模具損壞明顯增多。奧氏體鋼則隨銅量的增加，奧氏體穩定性能提高，冷加工強化減緩，鋼可承受更大加工率的冷加工，鋼的冷墩和深沖性能大幅度提高，鋼也由弱磁轉變為無磁。
抗菌不銹鋼具有不銹鋼優點和良好的抗菌性能，投放市場以來很受歡迎，在廚房設備、食品工業的工作台及器皿、醫療器械、日常生活中的餐具及掛毛巾支架，冷藏櫃的托架等領域全面推廣使用，公共場所的一些設施如公交汽車的扶手、樓梯扶手、電話亭、護欄等為杜絕交叉感染也應試用抗菌不銹鋼。鋼絲行業應注重醫療器械用馬氏體抗菌不銹鋼絲，織網用奧氏體抗菌不銹鋼絲和清潔球用鐵素體抗菌不銹鋼細絲的開發。
8. 奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼有哪些不同
原發布者:hqzcp
鐵素體和奧氏體的區別鐵素體是碳溶解在a－Fe中的間隙固溶體，常用符號F表示。不銹鋼中的「鐵素體」,指的是碳溶解在a－Fe中的間隙固溶體，其溶碳能力很小，常溫下僅能溶解為0.0008％的碳，在727℃時最大的溶碳能力為0.02％,它仍保持的體心立方晶格.常用符號F表示。由於鐵素體含碳量很低，其性能與純鐵相似，塑性、韌性很好，伸長率δ＝45％～50％。強度、硬度較低，σb≈250MPa，而HBS＝80。所謂鐵素體不銹鋼.指的是在使用狀態下以鐵素體組織為主的不銹鋼。它的含鉻量在11%~30%，具有體心立方晶體結構,至於不銹鋼含鐵量與它是否是鐵素體不銹鋼並無關系.鐵素體不銹鋼只取決於在使用狀態下，它是否以鐵素體組織為主.鐵素體有磁性.在使用狀態下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%，具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳，有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，這類鋼具導熱系數大，膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點，多用於製造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊後塑性和耐蝕性明顯降低等缺點，因而限制了它的應用。爐外精煉技術（AOD或VOD）的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低，因此使這類鋼獲得廣泛應用。奧氏體是碳溶解在γ－Fe中的間隙固溶體，常用符號A表示。它仍保持γ－Fe的面心立方晶格。其溶碳能力較大，在727℃時溶碳為ωc＝0.77％,1148℃時可溶碳2.11％。奧氏體是在大於727℃高溫下才能穩定存在的組織。奧氏體塑性好，